Регистрация Вспомнить пароль

Паяльная паста

Материалы

Сравнительная таблица

Рекомендации
по выбору

Рекомендации
по применению

Файлы для скачивания

Паяльная паста — это масса, которая состоит из смеси порошкообразного припоя и флюса-связки. Такая форма подачи припоя и флюса, применяемая при пайке, весьма удобна для автоматизированного производства. Чаще всего паяльные пасты используются в технологии SMT, однако в настоящее время область их применения расширяется. SMT (от английского surface mount technology) — это технология поверхностного монтажа печатных плат, также известная как технология монтажа на поверхность (ТМП), или SMD-технология (от английского surface mounted device — устройство, монтируемое на поверхность). В настоящее время эта технология является самым распространенным методом сборки и конструирования печатных узлов.

Свойства паяльной пасты определяются процентным содержанием металлической составляющей, типом сплава, размерами частиц припоя, а также типом флюса.

Основные требования, предъявляемые к паяльным пастам

  • высокое качество паяных соединений, отсутствие разбрызгивания и формирования сопутствующих шариков припоя;
  • отличные клеящие свойства, необходимые для удержания компонентов до пайки;
  • хорошая стойкость к растеканию при осуществлении предварительного нагрева;
  • минимум остатков флюса после пайки, которые легко удаляются;
  • возможность нанесения дозированием или методом трафаретной печати;
  • возможность длительного хранения без изменения свойств.

Так же в нашем каталоге материалов представлен припой трубчатый.

Сравнительная таблица паяльных паст Indium

Паяльные пасты Indium не требующие отмывки изготавливаются с использованием органических безионных активаторов, не содержащих галогенов (или их процентное содержание не превышает 0,5%, что допускается стандартами IPC), а также специальных модифицированных канифолей или синтетических смол с температурой плавления 80-125ºС.

Выбор паяльной пасты начинают с выбора сплава припоя и размера частиц. После выбирается технология нанесения и основа флюса. Основа флюса выбирается совместимой с другими материалами применяемыми в технологическом процессе и в соответствии с требованиями к данному изделию по условиям эксплуатации и требованиям к удалению остатков флюса.

В настоящее время в производстве электроники находят применение несколько основных типов сплавов: традиционные, бессвинцовые и низкотемпературные.

Традиционные сплавы – это, главным образом, оловянно-свинцовые эвтектические припои или близкие к ним. Для технологии поверхностного монтажа рекомендуется применять паяльные пасты на основе припоя Sn62/Pb32/Ag2. Серебро добавляется в припой для повышения прочности паяного соединения и предотвращения миграции серебра, используемого при производстве чип-компонентов.

Бессвинцовые сплавы призваны заменить свинцовосодержащие, так как решением европейской комиссии по законодательству запрещено использование свинца в производстве электроники с 01.01.2006. Припой Sn96,5/Ag3/Cu0,5 с температурой плавления 217-220°C позволяет заменить традиционный припой Sn62/Pb32/Ag2 по электрическим и механическим параметрам. Бессвинцовые сплавы обладают высокой прочностью по сравнению со сплавами олово-свинец, более высокой устойчивостью к термоциклированию и рекомендуются для пайки компонентов с разными тепловыми коэффициентами линейного расширения.

Низкотемпературные сплавы могут быть как свинцовые, так и бессвинцовые. В последнее время они становятся особенно актуальны из-за более частого использования чувствительных к нагреву компонентов при бессвинцовой технологии. Обычно низкотемпературные припои содержат индий или висмут, или же оба этих металла, так как они понижают точку плавления сплава.

Выбор сплава припоя осуществляется в зависимости от следующих условий:

  • требования к производимому изделию – свинцовая или бессвинцовая технология;
  • используемые сплавы в покрытиях выводов компонентов и печатной платы;
  • эксплуатационные требования к изделию;
  • наличие чувствительных к температуре пайки компонентов;
  • необходимость произвести ступенчатую пайку припоями с разной температурой плавления.

При производстве паяльных паст используют припой в виде миниатюрных шариков с диметром в десятки микрон. Шарики делают только из припоя наивысшей частоты, добиваясь при производстве минимального количества окислов и высокой сферичности шариков припоя. Наиболее востребованным является порошок Тип 3 и Тип 4, так как он используется для производства большинством производителей электроники.

Выбор оптимального размера частиц припоя в паяльной пасте производится на основании минимального размера апертур в трафарете и минимально шага компонентов. При выборе паст с малым размером частиц следует помнить, что такая паста будет легко наноситься даже через маленькие отверстия трафарета, однако при использовании паяльной пасты с маленькими частицами и толстого трафарета велика вероятность получения чрезмерно большой дозы, что приведет к дефектам или продавливанию паяльной пасты под трафарет.

Флюс в составе пасты выполняет следующие функции:

  • образует однородную структуру с припоем;
  • обеспечивает необходимые реологические свойства паяльной пасты;
  • способствует сохранению формы отпечатков пасты;
  • обеспечивает клеящие свойства паяльной пасты для фиксации компонентов после их установки;
  • удаляет оксиды с поверхностей, подлежащих пайке, и частиц припоя;
  • создает защитную пленку для предотвращения повторного окисления в процессе пайки;
  • содействует самоцентрированию компонентов в процессе пайки;
  • содействует передаче тепла при пайке.

Большинство флюсов для паяльных паст изготавливаются на основе натуральной канифоли с высокой степенью очистки или синтетических смол. Канифоль содержит слабоактивную органическую кислоту. Большинство флюсов содержат различные химически активные добавки. Классификация флюсов, требования и методы испытаний приведены в стандартах IPC-SF-818 и IPC/EIA J-STD-004.

В соответствии с международным стандартом IPC/EIA J-STD-004 флюсы классифицируются по основе химического состава на 3 группы. В каждую группу входит по шесть типов флюса, отличающихся уровнем активности. Тип флюса обозначается четырехзначным буквенно-цифровым кодом. Первые две буквы этого кода несут информацию о веществе, лежащем в основе флюса: RO (Rosin) – канифоль, RE (Resin) – синтетические смолы, OR (Organic) – органические кислоты. Третья буква свидетельствует об уровне активности флюса: L (Low) – низкий, M (Middle) – средний, H (High) – высокий.

Уровень активности флюса свидетельствует о коррозионных и проводящих свойствах остатков флюса после пайки и необходимости их удаления. Удаление остатков флюсов на основе чистой канифоли (R) и слабо активированных флюсов (RMA, ROL0, RЕL0), как правило, не требуется. Остатки средне активированных флюсов (RA, ROН0, ROН1, RЕН0, RЕН1) обычно необходимо удалять с помощью специальных растворителей. Остатки органических флюсов (OA, OR) подлежат обязательной отмывке в воде.

Так же паяльные пасты в зависимости от используемого флюса делят на более крупные группы: не требующие отмывки и водосмываемые.

Это деление определяет две разные технологии, используемые в производстве, которые выбирает производитель в зависимости от имеющегося оборудования и требованиям к конечному изделию.

Выбор флюса в пасте осуществляется в зависимости от следующих условий:

  • необходимая активность флюса;
  • желаемая основа флюса, канифоль или нет;
  • совместимость основы флюса с основами других флюсов использующихся при сборке изделия;
  • необходима активность флюса;
  • требуемая реология флюса;
  • возможность содержания в флюсе галогенов или нет;
  • необходимое количество флюса в пасте;
  • желаемая технология используемых материалов водосмываемая и не требующая отмывки.

Наибольшее распространение получили два метода нанесения паяльной пасты - дозирование и трафаретная печать.

Чаще всего паяльная паста наносится методом трафаретной печати, позволяющим сформировать отпечатки пасты на всех контактных площадках печатной платы за один рабочий ход. Однако изготовление трафарета экономически не оправдано при малых размерах партии изделий. В таких случаях дозирование представляет особый интерес. Обыкновенно паяльные пасты для дозирования содержат большее количество флюса 10-15 %, для более удобного нанесения дозированием и упаковываются в шприцы. Метод трафаретной печати является более предпочтительным в серийном и крупносерийном производствах, так как обеспечивает высокую производительность и повторяемость процесса.

При работе с паяльными пастами следует соблюдать рекомендации производителя, подробно изложенные в TDSна каждую паяльную пасту и обратить внимание на следующие моменты:

Транспортировка и хранение.

Хранение паяльной пасты, если она не будет использована в ближайшее время, рекомендуется осуществлять в холодильнике при температуре от 0 до 10°C, некоторые пасты рекомендуется хранить при температуре не выше 5оС, при этом срок хранения паяльной пасты указывается на каждой упаковки в виде даты производства и даты окончания срока годности. Хранение паяльной пасты выше рекомендованной производителем температуры приведет к значительному сокращению срока годности.

При этом следует плотно закрывать вскрытые банки с пастой для уменьшения контакта с воздухом, а шприцы и SEMCO картриджи хранить в вертикальном положении носиком в низ.При транспортировке следует придерживаться рекомендуемых режимов хранения. А также необходимо избегатьпрямого теплового воздействия или замораживания упаковок с паяльной пастой.

Подготовка к работе, рекомендации по обращению.

В начале работы с паяльной пастой желательно промаркировать упаковку этикеткой, в которой будут фиксироваться все этапы работы с паяльной пастой.

Так как паяльную пасту рекомендуется хранить при температуре не выше 10оС для хранения используются бытовые и промышленные холодильники. Не рекомендуется хранить паяльную пасту в холодильнике вместе с пищевыми продуктами.

Не позднее, чем за два часа (лучше 4-6 часов) до начала использования необходимо вынуть пасту из холодильника и выдержать при комнатной температуре до полной стабилизации. Категорически не допускается дополнительный подогрев пасты нагревательными приборами. Не открывайте холодную банку пасты, это может вызвать конденсацию влаги и ухудшение параметров паяльной пасты.

После выдержки паяльной пасты при комнатной температуре, тщательно перемешайте пасту в банке шпателем в течение 3-5мин до достижения равномерной консистенции. Если есть возможность использовать автоматические системы перемешивания пасты, то нет необходимости предварительного прогрева. Перемешивание паяльной пасты в подобной системе в течении 15 минут полностью подготавливает материал к применению.

Паяльная паста полностью готова к применению и не требует применения дополнительных разбавителей. Выньте необходимое для работы количество паяльной пасты, затем плотно закройте вставку и крышку банки. Паяльная паста в SEMCO картриджах для применения в автоматах трафаретной печати и в шприцах для дозирования не требует дополнительного перемешивания перед началом использования.

Если оставшаяся в банке паста не будет использована в течение 12 часов, ее следует снова поместить в холодильник.

Паяльная паста для трафаретной печати, которая не была использована в течение рабочей смены, не должна смешиваться со свежей пастой. Остатки пасты рекомендуется складывать в отдельную тару и использовать в начале следующей смены, добавив в них более 50% свежей паяльной пасты (не больше, чем через 12 часов). Не рекомендуется использовать пасту, которая находилась на трафарете в течение всей рабочей смены без работы, ее можно смешать со свежей и хорошо перемешав использовать в начале следующей смены. Если устройство трафаретной печати не использовалось в течение четырех часов, рекомендуется произвести очистку трафарета от остатков паяльной пасты перед продолжением работы.

Нанесение паяльной пасты.

Нанесение пасты методом трафаретной печати позволяет получить повторяемые регулируемые по дозе (толщина трафарета) отпечатки паяльной пасты. Этот метод наиболее пригоден для автоматизации процесса поверхностного монтажа при серийном и массовом производстве электроники.

Реология паст довольно сложна. Паяльные пасты – неньютоновские жидкости с высокой тиксотропностью, вязкость которых зависит от коэффициента сдвига. Вязкость пасты выше при меньшем коэффициенте сдвига и ниже – при большем. Чем меньше вязкость, тем больше паста напоминает жидкость. Паяльная паста должна легко проникать через отверстия трафарета и перемещаться по поверхности трафарета, но отпечатки на печатной плате должны сохранять форму.

Основные технологические параметры процесса трафаретной печати таковы:

  • усилие прижима ракеля к трафарету;
  • скорость движения ракеля;
  • зазор между трафаретом и ПП;
  • угол наклона ракеля;
  • твердость ракеля;
  • температура.

На этапе нанесения пасты возникает значительная доля дефектов, нередко превышая 60% от всех дефектов после пайки. Однако, когда технологические требования к материалам, конструкции и оборудованию соблюдены (то есть процесс хорошо управляем), доля дефектов, возникающих во время операции трафаретной печати, может быть менее трети при суммарном уровне дефектов 100 ppm.

Можно рассматривать два подходу к обеспечению качества поверхностного монтажа – производить стопроцентный контроль производимых изделий или подобрать параметры процесса, при которых получается хороший результат и жестко их придерживаться. По тому правильно подобранные параметры трафаретной печати, оборудование способное точно поддерживать эти параметры и паяльная паста с высокой стабильностью свойств во время всего срока жизни на трафарете – являются единственным надежным средством снижения количества дефектов на этапе трафаретной печати. Более подробные рекомендации по выбору параметров трафаретной печати и рекомендации производителя содержатся в TDS на каждую конкретную паяльную пасту.

При дозировании пасты диаметр иглы выбирается в зависимости от размера частиц пасты. Диаметр иглы должен быть в 7-10 раз превышать средний размер частиц пасты. В противном случае дозирующая игла может быть закупорена через несколько секунд после начала дозирования. Необходимо также учесть, что при дозировании пасты производительность автомата резко снижается, т.к. для формирования дозы пасты требуется значительно большее время, чем для клея.Температура влияет на объем и форму дозы паяльной пасты. Работу рекомендуется начинать с 25°С. Нагрев пасты в процессе работы приводит к уменьшению вязкости и увеличению дозы паяльной пасты.

При ручном нанесении для обеспечения зазора между иглой и контактной площадкой рекомендуется размещать иглу дозатора под углом 30° - 60° к плоскости печатной платы, подъем иглы после нанесения дозы пасты следует осуществлять строго вертикально.

В случае применения автоматов дозирования величина зазора между кончиком иглы и поверхностью печатной платы должна быть близка 1,5 внутренним диаметрам иглы.

Объем наносимой дозы паяльной пасты зависит от внутреннего диаметра иглы, величины прилагаемого давления и длительности импульса давления. Внутренний диаметр иглы выбирается в зависимости от размеров частиц припоя пасты (не менее 10 максимальных диаметров частиц припоя) и размеров контактных площадок в пределах от 0,25 мм до 2 мм.

Для нанесения пасты методом дозирования с применением пневматических ручных или автоматических дозаторов рекомендуется устанавливать давление в пределах 3 - 6 бар. Корректировку давления рекомендуется осуществлять с шагом 0,25 – 0,5 бар. Длительность импульса давления подбирается опытным путем, обычно для нанесения точечной дозы достаточно 0,5 сек.

Паяльные пасты должны использоваться при температуре окружающей среды в пределах от +20° до +30°С и относительной влажности 20 – 90%.

Повешенная температура и влажность приводят к уменьшению срока жизни на трафарете и уменьшению вязкости паяльной пасты, что влечет увеличение количества дефектов.

Средний срок жизни паяльной пасты на трафарете 8-12 часов при относительной влажности 20 - 70% и температуре в помещении 22-28°C.

Срок жизни на трафарете характерен свой для каждой пасты и приводится в TDSвместе с рекомендованными условиями окружающей среды при которых реализуется максимальный срок жизни.

Рекомендации по выбору параметров оплавления.

Построение правильного профиля оплавления является основой процесса оплавления. Если профиль оплавления построен верно, то результатом оплавления паяльной пасты будет надежное паяное соединение и неповрежденный печатный узел. Проводить оплавлению по термотпрофилю позволяет обеспечить режимы необходимые для реализации всех свойств паяльной пасты. Подробные рекомендации по построению термопрофиля есть в TDSдля каждой паяльной пасты.

Окончательный выбор режимов производится технологом исходя из конструкции печатной платы, типа и размеров компонентов, количества компонентов на печатной плате, особенностей используемого оборудования, результатов экспериментальных паек, типа паяльной пасты. Следует так же учитывать, что реальная температура на плате в процессе пайки будет на 20-40°С ниже установленной в печи.

Отмывка.

Отмывка остатков флюса после оплавления паяльных паст необходима для обеспечения надежной эксплуатации электронной аппаратуры в сложных условиях.Остатки флюса могут оказать негативное воздействие на надежность печатных узлов. В паяльных пастах наибольшее распространение получили флюсы, не требующие отмывки после пайки. К таким флюсам можно отнести канифольные флюсы и флюсы с низким содержанием твердых веществ. Такие флюсы обычно не требуют удаления остатков после пайки при эксплуатации аппаратуры в нормальных климатических условиях, однако в некоторых случаях может возникать необходимость удаления остатков.

В качестве активаторов обычно используются органические кислоты и галогенные соединения, обладают свойствами ионов. Остатки таких флюсов не удаляются водой или спиртом. Широко применяемая спирто-бензиновая смесь тоже обладает крайне низкой эффективностью – плохо удаляются остатки флюсов с низким содержанием твердых веществ, не удаляются ионные водорастворимые компоненты (остатки активаторов, минеральные соли, остатки травильных растворов и электролитов).

Эффективную отмывку ПУ после пайки от всех типов загрязнений могут обеспечить только промывочные жидкости, специально разработанные для этих целей. Универсальные промывочные жидкости компанииZESTRON обеспечивают быструю и качественную отмывку всех типов загрязнений, возникающих в процессе производства и сборки печатных плат. Более подробно по удалению остатков флюса после пайки паяльной пасты даны рекомендации в TDSна конкретную паяльную пасту.


Скачивание файлов доступно только для авторизованных пользователей

Indium 8.9 паяльная паста PDF, 671 Кб
Pb-Free сплавы вопросы и ответы PDF, 148 Кб
Изучение профиля оплавления для управления пустотами при бессвинцовой пайке PDF, 2.1 Мб
Материалы для сборки PCB PDF, 588 Кб
Оптимизация параметров при нанесении дозированием PDF, 255 Кб
Оценка паяльных паст_2004 PDF, 267 Кб
Паяльные пасты Indium гид по упаковке PDF, 289 Кб
Паяльные пасты серии Indium8.9 PDF, 242 Кб
Рекомендации по выбору размера частиц и конструированию трафаретов PDF, 271 Кб
Рекомендации по трафаретной печати PDF, 97 Кб
ТУ паяльные пасты PDF, 2.52 Мб
Оптимизация температурного профиля PDF, 169 Кб
Хранение паяльных паст и рекомендации по обращению PDF, 315 Кб
Справочник к Indalloy специльные припои и сплавы PDF, 214 Кб
Соответствие сплавов Indium и российских аналогов PDF, 210 Кб