Apa Itu Fluks Las?
Flux solder adalah zat kimia yang membantu dan mempermudah proses penyolderan, sekaligus memberikan efek perlindungan dan mencegah reaksi oksidasi.
Flux banyak digunakan dalam proses penyolderan alat-alat jam tangan dan jam dinding, komponen presisi, perangkat medis, kerajinan baja tahan karat, peralatan makan, komunikasi seluler, produk digital, peralatan pendingin AC dan kulkas, kacamata, pisau, radiator kendaraan bermotor, serta berbagai papan PCB dan bola solder BGA.
Fungsi Fluks
Penghilangan lapisan oksida pada permukaan
Karena adanya oksigen di atmosfer, berbagai zat sebenarnya dilapisi oleh lapisan oksida dengan ketebalan sekitar 2 × 10⁻⁹ ~ 2 × 10⁻⁸ m. Dalam pengelasan, lapisan oksida pasti akan menghalangi timah las untuk membasahi bahan dasar, sehingga pengelasan tidak dapat dilakukan dengan benar; oleh karena itu, permukaan bahan dasar harus dilapisi dengan fluks agar oksida pada permukaan bahan dasar dapat dihilangkan, sehingga tujuan menghilangkan lapisan oksida tercapai.
Di sisi lain, suhu tinggi dalam proses pengelasan cenderung mengoksidasi permukaan bahan yang dilas. Fluks membantu menghentikan proses oksidasi tersebut.
Kurangi tegangan permukaan bahan tersebut
Tegangan permukaan bahan akan memengaruhi kualitas pengelasan; salah satu fungsi fluks adalah untuk mengurangi tegangan permukaan bahan tersebut. Tegangan permukaan timah cair akan menghalangi penyebarannya ke permukaan bahan dasar, yang pada gilirannya memengaruhi proses pencelupan yang optimal. Ketika fluks menutupi permukaan timah cair, tegangan permukaan timah cair tersebut dapat berkurang, sehingga kinerja pencelupan pun meningkat secara signifikan.
Lindungi bahan dasar pada proses pengelasan
Bahan solder telah merusak lapisan pelindung permukaan asli selama proses penyolderan. Flux yang baik akan bekerja setelah penyolderan dan segera kembali berfungsi sebagai pelindung bahan solder. Selain itu, flux juga dapat mempercepat transfer panas dari ujung solder ke bahan solder dan permukaan bahan solder; flux yang tepat juga dapat menghasilkan sambungan solder yang rapi dan indah.
Fitur Flux
Flux merupakan bahan pembantu yang sangat penting dalam proses penyolderan SMT. Pada penyolderan gelombang, flux dan timah solder digunakan secara terpisah, sedangkan pada penyolderan reflow, flux digunakan sebagai bagian penting dari pasta solder. Kualitas hasil penyolderan, baik atau buruk, selain bergantung pada kualitas proses penyolderan, komponen, dan PCB, pemilihan flux juga sangat penting. Flux yang berkinerja baik harus memiliki karakteristik sebagai berikut:
- Titik leleh yang lebih rendah daripada solder; sebelum solder meleleh, flux harus meleleh terlebih dahulu agar dapat berfungsi secara optimal.
- Infiltrasi dan difusi lebih cepat daripada timah yang meleleh, biasanya membutuhkan ekspansi sekitar 90% atau lebih dari 90%.
- Viskositas dan berat jenisnya lebih kecil daripada solder; viskositas yang tinggi akan menyulitkan infiltrasi dan difusi, sedangkan berat jenis yang tinggi tidak dapat menutupi permukaan solder.
- Pengelasan tidak menghasilkan percikan manik las, dan tidak menghasilkan gas beracun serta bau yang sangat menyengat.
- Sisa setelah pengelasan mudah dihilangkan, dan tidak memiliki sifat korosi, tidak higroskopis, dan tidak konduktif.
- Tidak lengket, tangan tidak lengket setelah pengelasan, sambungan las tidak mudah terlepas.
- Penyimpanan stabil pada suhu kamar.
Jenis Aliran
Ada empat jenis utama fluks: rosin (RO), resin (RE), organik (OR), dan anorganik (IN). Setiap jenis fluks memiliki 3 tingkat aktivitas yang dapat dipilih (rendah, sedang, dan tinggi). Tingkat L, M, dan H dibagi lagi menjadi dua kategori: yang mengandung halida atau yang tidak mengandung halida.
Flux rosin
Flux rosin, juga dikenal sebagai flux las rosin atau rosin las. Flux ini membantu menghilangkan oksida dan kontaminan lain dari permukaan, sehingga memungkinkan aliran timah las yang lebih baik dan sambungan las yang lebih kuat. Flux rosin umumnya digunakan baik dalam proses las manual maupun otomatis.
Flux rosin tersedia dalam berbagai bentuk, termasuk cair, pasta, dan padat (kawat solder berinti flux). Flux ini sering diaplikasikan menggunakan besi solder, pistol solder, atau pena flux. Sisa flux yang tertinggal setelah proses penyolderan harus dibersihkan untuk mencegah potensi korosi jangka panjang atau masalah listrik.
Flux resin
Sebagian besar proses penyolderan pada produk elektronik menggunakan fluks resin. Karena hanya dapat larut dalam pelarut organik, fluks ini juga dikenal sebagai fluks pelarut organik, dengan komponen utamanya adalah rosin. Rosin dalam bentuk padat tidak aktif; ia baru aktif saat berada dalam bentuk cair, dan aktivitasnya dapat bertahan hingga suhu 315 ℃, dengan titik leleh 127 ℃. Suhu terbaik untuk penyolderan timah adalah 240–250 °C, sehingga berada dalam rentang suhu aktif rosin, dan residu penyolderannya tidak menimbulkan masalah korosi. Karakteristik ini menjadikan rosin sebagai fluks non-korosif dan banyak digunakan dalam penyolderan peralatan elektronik.
Flux organik
Flux seri organik berada di antara flux seri anorganik dan flux seri resin, yang juga termasuk dalam kategori flux asam yang larut dalam air. Flux larut air yang mengandung asam organik berbasis asam laktat dan asam sitrat, karena residu soldernya dapat bertahan pada solder untuk jangka waktu tertentu tanpa korosi yang serius, sehingga dapat digunakan dalam perakitan perangkat elektronik, tetapi umumnya tidak digunakan dalam pasta solder SMT, karena tidak memiliki viskositas seperti flux rosin (yang berperan dalam mencegah pergerakan komponen SMD).
Flux anorganik
Flux seri anorganik memiliki efek kimia yang kuat, kinerja peleburannya sangat baik, tetapi efek korosifnya besar, dan termasuk dalam kategori flux asam. Karena dapat larut dalam air, flux ini juga dikenal sebagai flux larut air, yang mencakup dua jenis, yaitu asam anorganik dan garam anorganik.
Komponen utama fluks yang mengandung asam anorganik adalah asam klorida, asam fluorida, dll. Komponen utama fluks yang mengandung garam anorganik adalah seng klorida, amonium klorida, dll. Fluks ini harus dibersihkan dengan sangat teliti segera setelah digunakan, karena sisa halida pada bagian yang disolder dapat menyebabkan korosi yang serius. Flux ini biasanya hanya digunakan untuk penyolderan produk non-elektronik; penggunaan seri flux anorganik semacam ini dalam perakitan peralatan elektronik dilarang secara ketat.
Bagaimana Cara Menggunakan Fluks Las?
Pertama, bersihkan sambungan solder, oleskan sedikit pasta solder, lalu gunakan solder untuk mengaplikasikan timah solder, jepit kabel atau pin untuk menekan sambungan solder, gunakan ujung solder untuk menekan sambungan solder secara perlahan agar timah solder mengalir cukup ke sambungan tersebut, kemudian segera angkat solder, dan tunggu hingga timah solder mendingin dan mengeras sebelum melepaskan jepitan.
Petunjuk penggunaan dan penyimpanan:
- Masa simpan dalam kemasan tertutup adalah enam bulan; jangan membekukan produk saat menyimpannya. Suhu penyimpanan yang ideal: 18 °C–25 °C, kelembapan penyimpanan yang ideal: 75%–85%.
- Setelah penyimpanan jangka panjang fluks, berat jenisnya harus diukur sebelum digunakan dan disesuaikan ke tingkat normal dengan menambahkan pengencer.
- Jumlah lapisan fluks tergantung pada kebutuhan produk. Jumlah fluks yang disarankan untuk panel tunggal adalah 25-55 ml/menit, dan jumlah fluks yang disarankan untuk panel ganda adalah 35-65 ml/menit.
- Suhu pemanasan awal fluks, suhu yang direkomendasikan untuk bagian bawah papan panel tunggal: 75-105 ℃ (suhu yang direkomendasikan untuk permukaan papan panel tunggal: 60-90 ℃), suhu yang direkomendasikan untuk bagian bawah papan panel ganda: 85-120 ℃ (suhu yang direkomendasikan untuk permukaan papan panel ganda: 70-95 ℃).
- Flux pelarut adalah bahan kimia yang mudah terbakar, harus dioperasikan di lingkungan yang berventilasi baik, dan jauh dari api, hindari sinar matahari langsung.
- Saat menggunakan fluks dalam kaleng tertutup, perhatikan kinerja oven gelombang dan karakteristik produk untuk menyesuaikan volume semprotan dan tekanan udara semprotan secara wajar.
- Jika fluks digunakan dalam waktu lama, endapan dalam jumlah kecil akan menumpuk di bagian bawah tangki tertutup, yang dapat menyebabkan penyumbatan pada sistem penyemprotan oven gelombang. Untuk menghindari masalah ini, disarankan untuk membersihkan sistem penyemprotan setiap minggu dan mengganti fluks yang mengandung endapan.
Bagaimana Cara Memilih Flux?
Flux dengan titik leleh yang sesuai
Agar sesuai dengan bahan pematrian yang digunakan, titik leleh fluks yang dipilih harus lebih rendah 10–30 °C daripada titik leleh bahan pematrian. Jika titik leleh fluks terlalu rendah dibandingkan titik leleh bahan pematrian, fluks tersebut mudah meleleh terlalu dini dan menyebabkan kegagalan dini pada bahan aktif fluks.
Flux asam atau basa
Untuk lapisan oksida basa, sebaiknya dipilih fluks asam; sedangkan untuk lapisan oksida asam, sebaiknya dipilih fluks basa.
Flux cair, pasta, atau bubuk
Sesuai dengan proses yang spesifik, pemilihan jenis fluks yang berbeda perlu dilakukan; misalnya, pada proses penyolderan gelombang digunakan fluks cair, pada proses pematrian induksi frekuensi tinggi atau menengah digunakan fluks pasta, sedangkan pada proses pematrian dengan api digunakan fluks bubuk atau fluks pasta, dan seterusnya.
Aktifkan aliran
Karena perbedaan bahan substrat yang disebabkan oleh lapisan oksida permukaannya, pemilihan jenis fluks juga sangat bervariasi, terutama pada beberapa logam yang sulit dilas, seperti paduan magnesium-aluminium, baja tahan karat, karbida, dan sebagainya. Untuk memastikan kualitas pengelasan paduan magnesium-aluminium, biasanya dipilih fluks yang lebih aktif.
