Rozdíl mezi tavivovou pastou a pájecí pastou

Tavidlová pasta apájecí pastapředstavují dva zásadně odlišné materiály v sestavě elektroniky, i když konvence pojmenování způsobuje přetrvávající zmatek v celém odvětví. Pasta tavidla obsahuje pouze sloučeniny tavidla -obvykle na bázi kalafuny{2} nebo ve vodě-rozpustné formulace- určené výhradně pro odstraňování oxidů a podporu smáčení. Pájecí pasta je naproti tomu kompozitní materiál obsahující částice kovové slitiny suspendované v médiu tavidla, navržený pro jedno-krokové metalurgické spojování. Funkční překrývání jejich složek toku maskuje kritickou divergenci v aplikační metodice.

Viděl jsem inženýry s patnáctiletou praxí, jak se chopili špatné trubky. Stává se to víc, než kdokoli připouští.

Problém začíná v tom, jak výrobci věci označují. Na obou produktech se objeví „Vložit“. Některé společnosti dokonce používají téměř identické obaly-stříkaček stejné velikosti a podobné barvy. Pracujete pod zvětšením ve 2 hodiny ráno a snažíte se přepracovat BGA a najednou jste nanesli pastu tavidla tam, kde jste potřebovali pájecí pastu. Spoj vypadá mokrý, zdá se připravený, ale není tam žádný kov, který by vytvořil skutečný spoj.

Tady je to, co vám nikdo na tréninku neřekne: pasta s tokem působí jinak. Obecně je průsvitnější, někdy téměř medová-jako konzistence. Pájecí pasta má charakteristický šedý, zrnitý vzhled ze suspendovaných kovových částic. Jakmile obsáhle zvládnete obojí, můžete je rozlišit pouze podle textury. Ale to chce čas.

Formulace past tavidel spadají do několika klasifikačních systémů, přičemž norma IPC J{0}}STD-004B je nejrozšířenější ve výrobě v Severní Americe.

Z kalafuny-(RO):Tradiční složení získané z pryskyřice borovice. Kalafuna se aktivuje při teplotách pájení a stává se mírně kyselou, aby rozpouštěla oxidy. Zbytky po pájení jsou obecně neškodné, i když ve vlhkém prostředí mohou přitahovat prach. Některé starší vojenské specifikace stále vyžadují výhradně kalafunové tavidlo.
Organická kyselina (OR):Ve vodě-rozpustné přípravky využívající organické kyseliny, jako je kyselina adipová nebo jantarová. Silnější aktivace než kalafuna. Absolutně vyžaduje po-čištění po procesu-nechat tyto zbytky na desce a žádáte o růst dendritů a případná selhání pole. Naučil jsem se to tvrdě na projektu senzorů vlhkosti-.
Anorganická kyselina (IN):Málo používaný v elektronice. Toto jsou agresivní formulace, které byste viděli v instalatérských nebo plechových pracích. Kvůli korozi jsou nevhodné pro citlivé součásti.
Synteticky aktivované (SA):Moderní formulace navržené tak, aby napodobovaly vlastnosti kalafuny se syntetickou chemií. Často nabízené jako „ne-čisté“ možnosti.

Na aktivační teplotě nesmírně záleží a technické listy to ne vždy objasňují. Tavidlo navržené pro bezolovnaté-zpracování při 250 stupních nebude fungovat stejně v eutektickém bodě 183 stupňů cínové-olověné pájky. Získáte neúplné odstranění oxidů, špatné smáčení a spoje, které vypadají přijatelně, ale selhávají při tepelném cyklování.

Flux paste and solder paste

Pájecí pasta je skutečně složitá věc.

Obsah kovu se typicky pohybuje od 88 % do 92 % hmotnostních, i když to znamená zhruba 50 % objemových kvůli rozdílům v hustotě. Distribuce velikosti částic se řídí systémem klasifikace typu-Typ 3 (25-45 mikronů) zůstává tahounem pro většinu aplikací SMT, zatímco pasty typu 4 a Typ 5 s jemnějšími částicemi splňují požadavky na komponenty 0201 a mikro-BGA balíčky.

Vehikulum tavidla v pájecí pastě slouží více funkcím, než je jednoduché odstranění oxidu. Poskytuje reologické vlastnosti nezbytné pro tisk šablony-, pasta se musí po povrchu šablony válet, nikoli klouzat. Musí se čistě uvolnit ze stěn otvoru. Potřebuje dostatečnou přilnavost, aby držela součásti při umístění. A během přetavování musí čistě odplyňovat bez rozstřikování.

To vyžaduje hodně od toho, co je v podstatě obětní médium.

Běžné složení slitin:

Cín-olovo (Sn63/Pb37) se nadále používá pro určité letecké a vojenské aplikace, na které se nevztahují požadavky směrnice RoHS. Teplota tání 183 stupňů a vynikající vlastnosti smáčení z něj učinily průmyslový standard po celá desetiletí.

SAC305 (96,5 % cínu, 3 % stříbra, 0,5 % mědi) se ukázal jako dominantní bezolovnatá-alternativa. Vyšší bod tání kolem 217-220 stupňů. Obsah stříbra zvyšuje náklady na materiál, ale zlepšuje odolnost proti tepelné únavě.

Nízkoteplotní alternativy, jako je Sn42/Bi58 (bod tání 138 stupňů), získávají na síle pro sestavy citlivé na teplo-. Vizmut činí spoje poněkud křehkými, což omezuje použití.

Tavidlová pasta pokračuje před a během přepracovacích operací. Používáte jej k přípravě povrchů, umožnění smáčení nebo usnadnění toku pájky při ručním pájení-. Je to procesní pomůcka, nikoli spojovací materiál.

Typická sekvence přepracování: naneste na místo pastu, umístěte náhradní součást, přetavte horkým vzduchem nebo zaostřené IR. Tavidlo čistí stávající pájku, podporuje koalescenci a původní pájka na ploškách tvoří spoj. Není potřeba žádný další kov-za předpokladu, že existuje dostatečný objem pájky.

Pájecí pasta zajišťuje jak funkci tavidla, tak kov pro tvorbu spojů. Před umístěním součásti se nanese nebo vytiskne-na holé podložky. Cyklus přetavení aktivuje tavidlo, roztaví částice slitiny a vytvoří metalurgické vazby v jediné tepelné výchylce.

Rozdíl se zdá zřejmý takto napsaný. V praxi zmatek přetrvává, protože oba produkty mohou při zahřívání vytvářet lesklé, mokré-povrchy. Rozdíl se projeví pouze tehdy, když spoj sondujete nebo jej vystavíte mechanickému namáhání.

Flux paste and solder paste

Pájecí pasta vyžaduje chlazení. Tavidlo degraduje při pokojové teplotě a kovové částice mohou oxidovat nebo se usazovat. Většina výrobců specifikuje skladování při teplotě 0-10 stupňů se skladovatelností 6 měsíců. Před použitím je třeba nechat nádobu dosáhnout pokojové teploty. Otvírání studené pasty vytváří kondenzaci, která ničí kvalitu tisku.

Zahřívací-období lidi chytne. Minimálně čtyři hodiny na 500g sklenici. Otevřete ji brzy a ohrozili jste celý kontejner.

Tavidlová pasta je shovívavější, obecně stabilní při pokojové teplotě po dobu 12-24 měsíců. Některé vysoce účinné přípravky mohou vyžadovat chlazení, ale není to univerzální.

Ani jeden produkt nesnáší mražení. Fázová změna naruší homogenní směs způsoby, které nelze obnovit opětovným promísením.

Odstranění součásti. Tečka. Zde si pasta tavidla získává své místo na každé přepracovací stanici.

Pokus o odstranění QFN nebo BGA bez adekvátního toku je cvičením ve frustraci. Stávající pájka správně nesmáčí, součástka se nerovnoměrně lepí, poškození podložky je téměř nevyhnutelné. Velkorysá aplikace vhodné pasty tavidla transformuje operaci.

Procesy Pin-in{1}}paste také těží z doplňkové aplikace toku, i když to hraničí se specializovaným výrobním územím.

Pro retušování vlnového pájení-když řešíte přemostění nebo nedostatečné vyplnění průchozích-spojů s otvory-tavidlová pasta nanášená štětcem nebo perem s tavidlem umožňuje čistý tok pájky bez přidání objemu. Už je tam dost pájky; prostě to potřebuješ, aby ses choval.

Nová sestava komponent-pro povrchovou montáž. Nemůžete tavidlo-vložit do spoje, který postrádá pájku.

Krokové{0}}pájecí aplikace, kde sekvenční cykly přetavení vyžadují přesné objemy slitiny. Prototyp běží pomocí dávkovacího zařízení. Tisk šablony pro objemy výroby. Alternativou jsou zde předlisky, ale pro standardní SMT zůstává dominantní pasta.

Výběr velikosti částic se stává kritickým pro práci s jemnou{0}}roztečí. Pokus o tisk pasty typu 3 přes 0,3 mm otvor šablony má za následek nekonzistentní usazeniny a přemostění defektů. Potřebujete typ 4 nebo jemnější, s odpovídající reologií toku.

Flux paste and solder paste

Profil přetavení pro bezolovnatou pájecí pastu-vyžaduje větší přesnost než kdy cínové-olovo. Okno zpracování se značně zužuje-, musíte dosáhnout likvidu, udržovat ho dostatečně dlouho pro správné smáčení, ale vyvarujte se delší doby nad 250 stupňů, kdy se zrychluje intermetalický růst a komponenty dosahují svých teplotních limitů.

Tavidlová pasta použitá ve spojení s existující pájkou nečelí stejným omezením. Tavidlo se aktivuje, udělá svou práci a vyhoří. Nesnažíte se roztavit distribuci částic; umožňujete tok již-přítomné slitiny.

To znamená, že profily přetavení se mohou podstatně lišit od profilů přetavení výroby, a to i na stejné sestavě. Tepelná hmotnost je jiná, objem pájky je jiný, chování tavidla se posouvá.

Přijatelné zbytky pasty tavidla (pro ne-čisté složení): minimální,-nelepivé,-nevodivé. Vysoká vlhkost by neměla způsobit viditelné změny.

Přijatelný spoj pájecí pasty: hladká, konkávní geometrie zaoblení, úplné smáčení podložky, žádné viditelné dutiny na rentgenu, vhodná intermetalická tloušťka.

Problematické indikátory pro pastu tavidla: lepkavé zbytky, které přitahují kontaminaci, bílé krystalické usazeniny (nezreagované aktivátory), koroze na blízkých vodičích.

Problémové indikátory pro pájecí pastu: zrnitý vzhled spoje (studený spoj nebo nedostatečné přetavení), kuličky pájky na povrchu masky (nadměrný objem pasty nebo problémy s profilem), náhrobky (nerovnoměrné smáčecí síly při přetavení).

Tavidlová pasta: 15-80 USD za kilogram v závislosti na složení a výrobci. I v produkčním prostředí používáte relativně malá množství.

Pájecí pasta: $80-400+ za kilogram. Obsah kovu řídí ceny, s SAC305 na vyšším konci kvůli stříbru. Specializované slitiny pro vysoce-spolehlivé aplikace mohou přesáhnout 600 USD/kg.

Z hlediska spotřeby může být spotřeba pasty 50-100 gramů měsíčně při mírném přepracování. Váhy spotřeby pájecí pasty s objemem výroby – vytížená SMT linka dokáže spálit několik kilogramů denně.

Ekonomika upřednostňuje použití každého materiálu přiměřeně spíše než pokusy o náhradu. Použití drahé pájecí pasty tam, kde by stačila pasta tavidla, je plýtváním peněz. Použití pasty tavidla tam, kde je vyžadováno přidání kovu, plýtvá časem a součástmi.

Ne všechny pasty tavidla fungují se všemi pájecími slitinami. Aktivační chemie se musí zaměřit na specifické přítomné druhy oxidů. Bezolovnaté-oxidy jsou obecně tvrdohlavější než cínové-oxidy olova a vyžadují agresivnější složení tavidel.

Míchání chemických látek na jedné sestavě vytváří rizika spolehlivosti. Bez-čisté výrobní tavidlo následované vodou-rozpustným tavidlom pro přepracování zanechává kombinace zbytků, které žádný z čisticích procesů plně neřeší.

Nejbezpečnější přístup: použijte pastu tavidla od stejného výrobce a chemické skupiny jako vaše pájecí pasta. Pokud vaše výroba používá pájecí pastu Kester R562, použijte pro přepracování produkty tavidla Kester. Kombinace mezi-výrobci mohou fungovat, ale vyžadují ověření.

Někteří operátoři používají pastu tavidla jako komponentní lepidlo, využívající její lepivost k držení dílů během manipulace před přetavením. Funguje to natvrdo, ale vytváří problémy-rozložení zbytků tavidla se stává nepředvídatelným a vy možná nanášíte mnohem více tavidla, než je nutné pro funkci pájení.

Pro tento účel existují speciální SMT lepidla. Jsou navrženy tak, aby udržely lepivost, aniž by narušovaly proces pájení. Použití pasty tavidla jako náhražky je jedním z těch-pomocných prostředků, které nakonec způsobí únik z kvality.

Před aplikací si vždy ověřte, že chytáte správný materiál. Dvou-sekundový pohled na štítek překonává dvou-hodinové přepracování.

Udržujte samostatné dávkovací zařízení pro tavicí pastu a pájecí pastu. Křížová-kontaminace představuje nekonzistentní chování, které je obtížné diagnostikovat.

Datum otevření nádob. Oba materiály se po vystavení atmosféře degradují, i když různou rychlostí. "Minulý měsíc to bylo v pořádku" neznamená, že je to v pořádku i dnes.

V případě pochybností otestujte na odpadovém hardwaru, než se pustíte do produkčních sestav. Rozdíly v chování pasty tavidla a pájecí pasty se při zvětšení po cyklu přetavení okamžitě projeví,-pokud víte, co hledáte.