Flux pasta ipasta za lemljenjepredstavljaju dva temeljno različita materijala u sklapanju elektronike, iako konvencija imenovanja uzrokuje stalnu zabunu u cijeloj industriji. Pasta za otapanje sadrži samo spojeve topitelja-obično na bazi kolofonija-ili formulacije-topive u vodi-osmišljene isključivo za uklanjanje oksida i poticanje vlaženja. Nasuprot tome, pasta za lemljenje je kompozitni materijal koji se sastoji od čestica metalne legure suspendiranih u mediju fluksa, projektiran za jedno-korak metalurškog spajanja. Funkcionalno preklapanje u njihovim komponentama toka prikriva kritičnu divergenciju u metodologiji primjene.
Zašto ljudi stalno ovo miješaju
Vidio sam inženjere s petnaest godina iskustva kako zgrabe krivu cijev. Događa se više nego što itko priznaje.
Problem počinje s načinom na koji proizvođači označavaju stvari. "Paste" se pojavljuje na oba proizvoda. Neke tvrtke čak koriste gotovo identična pakiranja-iste veličine štrcaljki, slične boje čepova. Radite pod povećalom u 2 sata ujutro pokušavajući preraditi BGA i odjednom ste nanijeli pastu za topilicu tamo gdje vam je bila potrebna pasta za lemljenje. Spoj izgleda mokar, čini se spreman, ali nema metala koji bi stvorio pravi spoj.
Evo što vam nitko ne govori na treningu: flux pasta djeluje drugačije. Općenito je prozirnije, ponekad gotovo poput meda-po konzistenciji. Lemna pasta ima onaj karakterističan sivi, zrnati izgled zbog suspendiranih metalnih čestica. Nakon što ste opsežno obradili oboje, moći ćete ih razlikovati samo po teksturi. Ali za to treba vremena.
Kemijska strana Flux paste
Formulacije paste za otapanje spadaju u nekoliko klasifikacijskih sustava, pri čemu se standard IPC J-STD-004B najčešće spominje u sjevernoameričkoj proizvodnji.
- Na bazi -kolofonija (RO):Tradicionalna formulacija dobivena od smole bora. Kolofonij se aktivira na temperaturama lemljenja, postajući blago kiselim kako bi se otapali oksidi. Ostaci nakon-lemljenja općenito su benigni, iako mogu privući prašinu u vlažnom okruženju. Neke starije vojne specifikacije još uvijek nalažu isključivo kolofonij.
- Organska kiselina (OR):Formulacije-topljive u vodi koje koriste organske kiseline poput adipinske ili jantarne kiseline. Jača aktivacija od kolofonije. Apsolutno zahtijeva čišćenje nakon-procesa-ostavite ove ostatke na ploči i tražite rast dendrita i eventualne kvarove na polju. Ovo sam naučio na teži način na projektu-senzora vlažnosti.
- Anorganska kiselina (IN):Rijetko se koristi u elektronici. Ovo su agresivne formulacije koje biste vidjeli u vodoinstalaterskim ili limarskim radovima. Korozivnost ih čini neprikladnima za osjetljive komponente.
- Sintetski aktiviran (SA):Moderne formulacije dizajnirane da oponašaju učinak kolofonija sa sintetskom kemijom. Često se reklamira kao "ne-čiste" opcije.
Temperatura aktivacije je iznimno važna, a specifikacije to ne pokazuju uvijek jasno. Topilo dizajnirano za obradu-bez olova na 250 stupnjeva neće raditi identično na eutektičkoj točki od 183 stupnja kositreno-olovnog lema. Dobit ćete nepotpuno uklanjanje oksida, slabo vlaženje i spojeve koji izgledaju prihvatljivo, ali ne uspijevaju pod toplinskim ciklusima.
Sastav paste za lemljenje
Lemna pasta je stvarno komplicirana stvar.
Sadržaj metala obično se kreće od 88% do 92% po težini, iako to znači otprilike 50% po volumenu zbog razlika u gustoći. Raspodjela veličine čestica slijedi sustav klasifikacije tipa-Tip 3 (25-45 mikrona) ostaje radni konj za većinu SMT aplikacija, dok paste tipa 4 i tipa 5 s finijim česticama zadovoljavaju zahtjeve 0201 komponenti i mikro-BGA paketa.
Sredstvo za pražnjenje u pasti za lemljenje ima više funkcija osim jednostavnog uklanjanja oksida. Pruža reološka svojstva potrebna za ispis šablone-pasta se mora kotrljati, a ne kliziti, po površini šablone. Mora se čisto osloboditi od stijenki otvora. Potrebno mu je dovoljno prianjanja da drži komponente tijekom postavljanja. I mora se čisto ispariti tijekom reflowa bez prskanja.
To traži puno od onoga što je u biti žrtveni medij.
Uobičajeni sastavi legura:
Kositar-olovo (Sn63/Pb37) ostaje u upotrebi za određene zrakoplovne i vojne primjene izuzete od RoHS zahtjeva. Talište od 183 stupnja i izvrsna svojstva vlaženja učinili su ga industrijskim standardom desetljećima.
SAC305 (96,5% kositra, 3% srebra, 0,5% bakra) pojavio se kao dominantna alternativa-bez olova. Viša točka taljenja oko 217-220 stupnjeva. Sadržaj srebra povećava troškove materijala, ali poboljšava otpornost na toplinski zamor.
Niskotemperaturne-alternative poput Sn42/Bi58 (138 stupnjeva tališta) dobivaju na snazi za sklopove-osjetljive na toplinu. Bizmut čini spojeve pomalo lomljivima, što ograničava primjenu.
Razlike u praktičnoj primjeni
Flux pasta se koristi prije i tijekom operacija prerade. Koristite ga za pripremu površina, omogućavanje vlaženja ili olakšavanje protoka lemljenja u scenarijima-lemljenja rukama. To je pomoćno sredstvo u procesu, a ne materijal za spajanje.
Tipičan redoslijed prerade: nanesite pastu za flux na mjesto, postavite komponentu za zamjenu, reflow vrućim zrakom ili fokusiranim IR. Topilo čisti postojeći lem, potiče spajanje, a originalni lem na jastučićima formira spoj. Nije potreban dodatni metal-pod pretpostavkom da postoji dovoljna količina lema.
Lemna pasta osigurava i funkciju fluksa i metal za formiranje spojeva. Dozira se ili -ispisuje šablonom na gole jastučiće prije postavljanja komponente. Ciklus reflowa aktivira fluks, topi čestice legure i formira metalurške veze u jednom toplinskom izletu.
Ovako napisana razlika izgleda očigledna. U praksi, zabuna i dalje postoji jer oba proizvoda mogu proizvesti sjajne, mokre-površine tijekom zagrijavanja. Razlika postaje vidljiva tek kada dodirnete spoj ili ga izložite mehaničkom opterećenju.
Pogreške u pohrani i rukovanju
Lemna pasta zahtijeva hlađenje. Sredstvo za fluks se razgrađuje na sobnoj temperaturi, a čestice metala mogu oksidirati ili se taložiti. Većina proizvođača navodi skladištenje na 0-10 stupnjeva s rokom trajanja od 6 mjeseci. Prije upotrebe morate pustiti spremnik da dosegne sobnu temperaturu - otvaranje hladne paste dovodi do kondenzacije koja uništava kvalitetu ispisa.
Razdoblje-zagrijavanja uhvati ljude. Minimalno četiri sata za staklenku od 500 g. Otvorite ga ranije i ugrozili ste cijeli spremnik.
Flux pasta je otpornija, općenito stabilna na sobnoj temperaturi 12-24 mjeseca. Neke formulacije visoke aktivnosti mogu zahtijevati hlađenje, ali to nije univerzalno.
Niti jedan proizvod ne podnosi smrzavanje. Promjena faze remeti homogenu smjesu na načine koji se ne mogu oporaviti ponovnim -miješanjem.
Kad Flux Paste spasi dan
Uklanjanje komponente. Točka. Ovo je mjesto gdje flux pasta zaslužuje svoje mjesto na svakoj stanici za preradu.
Pokušaj uklanjanja QFN ili BGA bez odgovarajućeg fluksa je vježba frustracije. Postojeći lem se neće pravilno smočiti, komponenta se nejednako lijepi, oštećenje podloge postaje gotovo neizbježno. Velikodušna primjena odgovarajuće paste za pražnjenje transformira rad.
Pin{0}}in-paste procesi također imaju koristi od dodatne primjene fluksa, iako to ide na granicu područja specijalizirane proizvodnje.
Za popravku valovitog lemljenja-kada se bavite premošćivanjem ili nedovoljnim punjenjem na-spojevima s rupama-pasta za pražnjenje nanesena četkom ili olovkom za pražnjenje omogućuje čist protok lema bez dodavanja volumena. Već ima dovoljno lema; samo ti treba da se ponašaš.
Kad radi samo pasta za lemljenje
Novi sklop komponenti-za površinsku montažu. Ne možete zalijepiti-pasteom do spoja koji nema lema.
Kora-aplikacije lemljenja gdje uzastopni ciklusi pretapanja zahtijevaju precizne količine legure. Prototip radi pomoću opreme za doziranje. Tisak šablona za količine proizvodnje. Preforme su ovdje alternativa, ali pasta ostaje dominantna za standardni SMT.
Odabir veličine čestica postaje kritičan za rad s finim{0}}nagibom. Pokušaj ispisa paste tipa 3 kroz otvor šablone od 0,3 mm rezultira nedosljednim naslagama i defektima premošćavanja. Potreban vam je tip 4 ili finiji, s odgovarajućom reologijom fluksa.
Neke reflow istine nitko ne reklamira
Profil pretapanja za lemnu pastu-bez olova zahtijeva veću preciznost nego -olovo ikad. Prozor obrade znatno se sužava-trebate postići likvidus, održavati ga dovoljno dugo za pravilno vlaženje, ali izbjegavajte produženo vrijeme iznad 250 stupnjeva gdje se intermetalni rast ubrzava i komponente dosežu svoje toplinske granice.
Flux pasta koja se koristi u kombinaciji s postojećim lemom ne suočava se s istim ograničenjima. Flux se aktivira, radi svoj posao i izgara. Ne pokušavate otopiti distribuciju čestica; omogućujete protok već-prisutne legure.
To znači da se profili za preoblikovanje mogu znatno razlikovati od profila za pretakanje u proizvodnji, čak i na istom sklopu. Toplinska masa je drugačija, volumen lema je drugačiji, ponašanje fluksa se mijenja.
Indikatori kvalitete
Prihvatljivi ostaci flux paste (za ne{0}}čiste formulacije): minimalni, ne-ljepljivi, ne-vodljivi. Izloženost visokoj vlažnosti ne bi trebala uzrokovati vidljive promjene.
Prihvatljivi spoj s pastom za lemljenje: glatka, konkavna geometrija ugla, potpuno vlaženje podloge, bez vidljivih šupljina na rendgenskoj snimci, odgovarajuća intermetalna debljina.
Indikatori problema za flux pastu: ljepljivi ostaci koji privlače onečišćenje, bijele kristalne naslage (nereagirani aktivatori), korozija na obližnjim vodičima.
Problematični pokazatelji za pastu za lemljenje: izgled zrnatog spoja (hladan spoj ili nedovoljno reflow), lemne kuglice na površini maske (pretjerani volumen paste ili problemi s profilom), nadgrobna ploča (neravnomjerne sile vlaženja tijekom reflowa).
Pitanje troškova
Flux pasta: 15-80 USD po kilogramu, ovisno o formulaciji i proizvođaču. Koristite relativno male količine čak iu proizvodnim okruženjima.
Pasta za lemljenje: $80-400+ po kilogramu. Sadržaj metala određuje cijenu, sa SAC305 na višoj razini zbog srebra. Specijalizirane legure za visoko-pouzdane primjene mogu premašiti 600 USD/kg.
Sa stajališta potrošnje, korištenje flux paste može iznositi 50-100 grama mjesečno u umjerenoj preradi. Potrošnja paste za lemljenje mjeri se volumenom proizvodnje - prometna SMT linija može sagorjeti nekoliko kilograma dnevno.
Ekonomija daje prednost prikladnom korištenju svakog materijala umjesto pokušaja zamjene. Korištenje skupe paste za lemljenje gdje bi pasta za pražnjenje bila dovoljna baca novac. Korištenje flux paste gdje je potrebno dodavanje metala gubi vrijeme i komponente.
Razmatranja kompatibilnosti
Ne rade sve paste za pražnjenje sa svim legurama za lemljenje. Aktivacijska kemija mora se baviti specifičnim prisutnim vrstama oksida. Oksidi-bez olova općenito su tvrdokorniji od oksida-kositra i olova te zahtijevaju agresivnije formulacije fluksa.
Miješanje kemijskih spojeva fluksa na jednom sklopu stvara rizike pouzdanosti. Ne-čisti proizvodni tok nakon kojeg slijedi vodo-topivi preradbeni tok ostavlja kombinacije ostataka koje nijedan proces čišćenja ne rješava u potpunosti.
Najsigurniji pristup: koristite pastu za pražnjenje istog proizvođača i kemijske skupine kao i vaša pasta za lemljenje. Ako vaša proizvodnja koristi pastu za lemljenje Kester R562, koristite Kester proizvode za preradu. Kombinacije više-proizvođača mogu funkcionirati, ali zahtijevaju provjeru valjanosti.
Kratka riječ o ljepljivim tvarima
Neki operateri koriste flux pastu kao ljepilo za komponente, iskorištavajući njenu ljepljivost za držanje dijelova tijekom rukovanja prije reflowa. Ovo djeluje u kratkom roku, ali stvara probleme-distribucija ostataka fluksa postaje nepredvidljiva i možda primjenjujete mnogo više fluksa nego što je potrebno za funkciju lemljenja.
Za tu svrhu postoje namjenska SMT ljepila. Formulirani su za održavanje ljepljivosti bez ometanja procesa lemljenja. Korištenje flux paste kao zamjene jedan je od onih-pomoći u radnji koji na kraju uzrokuju bijeg kvalitete.
Završne praktične napomene
Prije primjene uvijek provjerite uzimate li pravi materijal. Dvije-sekunde pogleda na naljepnicu pobjeđuje dvo-satni rad.
Održavajte odvojenu opremu za doziranje paste za pražnjenje i paste za lemljenje. Unakrsna-kontaminacija uvodi nedosljedno ponašanje koje je teško dijagnosticirati.
Datirajte svoje posude pri otvaranju. Oba se materijala razgrađuju nakon izlaganja atmosferi, iako različitim brzinama. "Bilo je dobro prošli mjesec" ne znači da je danas dobro.
Ako ste u nedoumici, testirajte na starom hardveru prije nego što se posvetite proizvodnim sklopovima. Razlike u ponašanju između paste za pražnjenje i paste za lemljenje postaju odmah vidljive pod povećanjem nakon ciklusa pretapanja-ako znate što tražite.
