Реактивно-флюсовой пайкой называется метод пайки, при котором припой (или покрытие на металлах, облегчающее смачивание) образуется в результате химической реакции между паяемым металлом и компонентами, входящими в состав флюса.
Химические реакции взаимодействия паяемого металла и флюсов сложны и многообразны. Одной из основных реакций является реакция восстановления металла из флюса, протекающая по схеме:
(13)
где Ме'пХm - галогенид металла во флюсе;
Me" - паяемый металл;
Ме"пХm - образуемое соединение, обычно летучее;
Me' - восстановленный металл из флюса.
Другой реакцией является разложение солей и соединений (Me'nXm), входящих в состав флюса:
(14)
Процессами, играющими важную роль в формировании паяного соединения при реактивно-флюсовой пайке, являются также восстановление окисной пленки паяемых металлов и окислов, входящих в состав флюса, водородом, который образуется при разложении гидридов, а также растворение окисной пленки фторидами.
Во флюсы вводят ингибиторы коррозии, катализаторы химических реакций и вещества - растворители для удаления продуктов реакции.
Металл, появившийся в свободном виде в результате реакций (13), (14) и реакций восстановления окислов, смачивает паяемый металл и служит или припоем или, высаживаясь в виде покрытия на паяемых металлах, облегчает процесс пайки при помощи дополнительно вводимого припоя.
Термодинамическая вероятность протекания реакции восстановления металла из флюса тем выше, чем больше изменение свободной энергии, сопровождающее реакцию.Теплота образования и приближенные значения изменения свободной энергии образования (распада) хлоридов некоторых металлов приведены в табл. 2.
Из табл. 2 следует, что при пайке Ti, А1 и Mg наиболее легко процесс реактивно-флюсовой пайки будет происходить при использовании хлоридов Ag, Си, Ni, Fe, Sn, Zn и т. д.
Наиболее широко реактивно-флюсовый процесс используется при пайке А1, имеющего стойкие окисные пленки, которые затрудняют использование обычных способов пайки.
Основу флюсов при пайке составляют хлориды Zn, Sn, Cd или других легкоплавких металлов, которые хорошо смачивают окисную пленку на алюминии.
Таблица 2. Теплота образования и приближенные значения изменения свободной энергии образования (распада) хлоридов некоторых металлов (ккал/моль).
Хлориды | Теплота образования | Изменение свободной энергии | Хлориды | Теплота образования | Изменение свободной энергии |
TiCl3 | 192,5 | 176,6 | FeCl3 | 96,0 | 81,9 |
А1С13 | 166,8 | 152,3 | CdCl3 | 93,0 | 82,0 |
MgCl2 | 153,2 | 141,4 | PdCl2 | 85,8 | 76,1 |
TiCl2 | 120,6 | 109,8 | SnCl2 | 83,6 | 74,2 |
КСl | 104,2 | 97,7 | FeCl2 | 81,9 | 72,6 |
ZnCl2 | 99.4 | 88,2 | NiCl2 | 73,0 | 61,9 |
NaCl | 98,3 | 91,9 | CuCl2 | 53,4 | 43,0 |
ZiCl | 97,7 | 91,8 | AgCl2 | 30,4 | 26,2 |