Припои в виде преформ, фольги, ленты
Обзор
Преформы
Преформы представляют собой отформованный металл высеченный штамповкой с жесткими допусками, чтобы обеспечить точный объем припоя и высокую повторяемость технологического процесса с использованием специальных паяльных материалов. Они обычно предлагаются как в простых геометрических формах, таких как диски, квадраты и прямоугольники. Также преформы выпускаются в форме рамок и колец. Возможно производство префом специальных форм для обеспечения полного повторения формы компонента или изделия под заказ.
Тогда как максимальные и минимальные размеры определяются свойствами материала, типичный возможный диапазон толщин преформ от 0,0254 мм до 1,27 мм. Могут выпускаться диски и квадраты миниатюрных размеров от 0,101 мм до крупных 25,4 мм.
Ленты или фольга
Лента обычно представляет собой припой, расплющенный в плоскую длинную форму. В некоторых процессах припой подается к устройству вырубки, и получающийся в результате преформа помещается на подложку.
Проволока
Сплошная проволока может использоваться в качестве припоя в таких задачах, как присоединение кристаллов (высокая температура – высокое содержание Pb), или же в качестве герметизирующего материала (чистый индий). В целом, проволока из материалов с более высоким пределом прочности при растяжении (AuSn) может быть выполнена с диаметром от 0,0254 мм (0,001”). В то же время материалы с более низким пределом прочности при растяжении (такие, как индий) или склонные к хрупкости (такие, как висмут), можно получить с минимальным диаметром только от 0,254 мм (0,010”).
Рекомендации по выбору
Выбор сплава – главная и самая важная задача, которую нужно решить при разработке технологии, в том числе с использованием специальных решений для пайки. Выбирая сплав для соединения двух поверхностей, нужно учитывать:
- Окончательную рабочую температуру устройства
- Особенности двух соединяемых поверхностей
- Необходимость применения бессвинцовой технологии
- Другие процессы пайки, которые необходимо выполнить до или после данного процесса
- Требования к механическим характеристикам, таким, как высокая теплопроводность, высокая надежность, пластичность и пр.
Остек-Интегра предлагает более 200 сплавов разделенных условно на 5 семейств:
- Sn\Pb
- Бессвинцовые
- InPb
- Низкотемпературные
- Высокотемпературные
После выбора сплава, необходимо определиться с формой, видом поставки и размерами специального паяльного материала. Особенности конкретных металлов и сплавов ограничивают диапазон форм и размеров, в которых он может быть выпущен. Это нужно учитывать при выборе решения и заказе.
Флюс очень важен для процесса пайки, так как он удаляет окислы и активирует соединяемые поверхности, что дает припою возможность лучше их смачивать.Выбор флюса зависит от материалов соединяемых поверхностей. Например, нержавеющая сталь требует очень сильного флюса для удаления оксидов поверхности, в то время как на другой металлизации он вызовет коррозию поверхности и в таком случае требуется применения менее активных флюсов.
В паяльную пасту и трубчатый припой флюс добавляется как составляющая часть в процессе производства. Преформы также могут быть покрыты флюсом для устранения дополнительной операции флюсования. Так как флюс активируется и удаляет оксиды еще до достижения температуры пайки, важно, чтобы флюс присутствовал на внешней поверхности преформы (покрытой флюсом), где он может быть активирован до того, как припой оплавится. Создание сердечника из флюса инкапсулирует флюс внутри преформы. Процесс оплавления начнется до того момента, как сможет выделяться флюс для очистки поверхностей.
Количество флюса в паяльной пасте обычно составляет 10 – 15% по весу. В преформах требуется только очень небольшой процент флюса, обычно 1 – 2% по весу. Это значение можно контролировать в пределах 0,5%.
Размеры преформ всегда контролируются до того, как наносится флюс.
Как выбрать параметры припоя в виде фольги, ленты, преформ и проволоки?
Каждая форма выпуска специального паяльного материала обладает своим особым набором параметров, которые необходимо учесть и выбрать при заказе, опираясь на особенности конкретной задачи. Помимо материала, вам потребуется определить следующие характеристики:
Лента
- Ширина
- Толщина
- Допуски
- Количество на катушке
- Общее количество/объем
Диски
- Диаметр
- Толщина
- Допуски
- Покрытие флюсом (если необходимо)
- Упаковка
- Общее количество/объем
Квадраты или прямоугольники
- Размеры сторон
- Толщина
- Допуски
- Покрытие флюсом (если необходимо)
- Упаковка
- Общее количество/объем
Кольца или рамки
- Внешний диаметр или размеры
- Внутренний диаметр или размеры
- Толщина
- Допуски
- Покрытие флюсом (если необходимо)
- Упаковка
- Общее количество/объем
Преформы специальной формы
В соответствии с подробным чертежом и спецификацией, с указанием размеров и допусков
Упаковка преформ очень важна по двум причинам:
- Защита в процессе доставки и при использовании преформ
- Простота применения в производственном процессе
По этим причинам Остек-Интегра предлагает несколько разных вариантов упаковки:
- Упаковка россыпью
- Упаковка слоями
- Упаковка штабелем
- Упаковка в матричные поддоны
- Упаковка в ленту на стандартные катушки
- Специальная упаковка под заказ
Упаковка россыпью является наименее дорогой и предлагается для больших и прочных преформ. Упаковка слоями включает в себя укладку преформ между слоями упаковочного материалов, которые надежно удерживают преформы в процессе транспортировки и защищают от внешних воздействий. Упаковка штабелем обычно реализуется для преформ на основе индия, которые необходимо изолировать друг от друга, чтобы избежать холодной сварки в процессе транспортировки.
Упаковка в матричные поддоны характеризуется использованием для каждой единицы специального материала отдельную изолированную ячейку. Матричная упаковка обычно используется, когда преформа при использовании будет устанавливаться вручную или при помощи манипуляторов.
Припой в виде ленты или проволоки
Лента и проволока обычно наматываются на катушки. В случае ленты она наматывается на катушку, соответствующую ширине ленты, чтобы избежать повреждения краев ленты в процессе транспортировки.
Проволока обычно наматывается в 1- или 5-фунтовые катушки.
Лента и проволока, содержащие индий, специально упаковываются с целью защиты каждого слоя от холодной сварки со следующим слоем.Объем припоя можно скорректировать с помощью толщины преформы или использовать насколько преформ с одинаковыми геометрическими размерами.
Рекомендации по применению
Расположение паяного соединения и необходимый объем припоя определяют размер и форму преформы. Как только определены плоские размеры (диаметр, длина, ширина), для достижения требуемого объема припоя возможно подобрать толщину. В целом, для приложений, связанных с компонентами, монтируемыми в отверстия, добавьте 10-20% к вычисленному цилиндрическому объему для образования правильной галтели. Для соединений между контактными площадками очертите площадь поверхности, меньшую площадки примерно на 5%.
У каждой преформы припоя должен быть задан допуск на заусенцы. Вы должны задавать допуска, по возможности близкие к стандартным, чтобы избежать дополнительных затрат средств и времени на выполнение нового заказа по вашим преформам.
Остек-Интегра обладает обширной библиотекой форм и размеров, из которых вы можете сделать свой выбор, или же разработка типоразмеров специально для Вашей задачи. Использование существующего размера преформы может устранить затраты дополнительного времени и средств, связанных с разработкой нового набора параметров.
Для монтажа преформы на нужные места в условиях серийного производства ее упаковывают в ленту, которую можно использовать в стандартном оборудование для установки компонентов. Подходит в основном для преформ из припоя несложных форм.
Специальная упаковка на заказ разрабатывается с целью гарантировать безопасную транспортировку нестандартных или чувствительных к обращению с ними преформ.