Flux pasta ipasta za lemljenjepredstavljaju dva fundamentalno različita materijala u sklapanju elektronike, iako konvencija o imenovanju uzrokuje stalnu konfuziju u cijeloj industriji. Flux pasta sadrži samo jedinjenja fluksa-obično na bazi kolofonija-ili formulacije rastvorljive u vodi-koje su dizajnirane isključivo za uklanjanje oksida i promociju vlaženja. Za razliku od toga, pasta za lemljenje je kompozitni materijal koji se sastoji od čestica legure metala suspendovanih u fluksnom mediju, projektovan za metalurško vezivanje u jednom-stepenom postupku. Funkcionalno preklapanje u njihovim komponentama toka maskira kritičnu divergenciju u metodologiji primjene.
Zašto ljudi ovo stalno miješaju
Video sam inženjere sa petnaestogodišnjim iskustvom kako zgrabe pogrešnu cijev. To se dešava više nego što iko priznaje.
Problem počinje od toga kako proizvođači označavaju stvari. "Zalijepi" se pojavljuje na oba proizvoda. Neke kompanije čak koriste skoro identična pakovanja-istih špriceva, slične boje kapice. Radite pod povećanjem u 2 ujutro pokušavajući da preradite BGA, i odjednom ste nanijeli flux pastu tamo gdje vam je trebala pasta za lemljenje. Spoj izgleda mokar, izgleda spreman, ali nema metala koji bi stvorio stvarnu vezu.
Evo šta vam niko ne kaže na treningu: flux pasta se oseća drugačije. Generalno je prozirniji, ponekad gotovo med-po konzistenciji. Lemna pasta ima onaj karakterističan sivi, zrnasti izgled od suspendiranih metalnih čestica. Nakon što ste detaljno obradili oba, možete ih razlikovati samo po teksturi. Ali za to treba vremena.
Hemijska strana Flux paste
Formulacije paste za fluks spadaju u nekoliko sistema klasifikacije, pri čemu je standard IPC J-STD-004B najčešće referenciran u sjevernoameričkoj proizvodnji.
- Na bazi kolofonija (RO):Tradicionalna formulacija dobijena od smole bora. Kolofonija se aktivira na temperaturama lemljenja, postajući blago kisela da otapa okside. Ostaci nakon-lemljenja su generalno benigni, iako mogu privući prašinu u vlažnom okruženju. Neke starije vojne specifikacije još uvijek nalažu isključivo fluks kolofonija.
- Organska kiselina (OR):Formulacije{0}}topive u vodi koje koriste organske kiseline poput adipinske ili jantarne kiseline. Jača aktivacija od kolofonija. Apsolutno je potrebno naknadno-čišćenje-ostavite ove ostatke na ploči i tražite rast dendrita i eventualne kvarove na terenu. Ovo sam naučio na teži način na projektu{6}}senzora vlage.
- neorganska kiselina (IN):Rijetko se koristi u elektronici. Ovo su agresivne formulacije koje ćete vidjeti u vodoinstalaterskim radovima ili radovima od lima. Korozivnost ih čini neprikladnim za osjetljive komponente.
- Sintetički aktiviran (SA):Moderne formulacije dizajnirane da oponašaju performanse kolofonija sa sintetičkom hemijom. Često se reklamiraju kao opcije "bez-čišćenja".
Temperatura aktivacije je od velike važnosti, a specifikacije to ne pokazuju uvijek jasno. Fluks dizajniran za obradu bez olova-na 250 stepeni neće raditi identično na 183 stepena eutektičke tačke kalaj-olovnog lema. Dobit ćete nepotpuno uklanjanje oksida, slabo vlaženje i spojeve koji izgledaju prihvatljivo, ali ne uspijevaju pod termičkim ciklusom.
Sastav paste za lemljenje
Lemna pasta je zaista komplikovana stvar.
Sadržaj metala se obično kreće od 88% do 92% po težini, iako to znači otprilike 50% zapremine zbog razlike u gustoći. Raspodjela veličine čestica slijedi sistem klasifikacije tipa-Tip 3 (25-45 mikrona) ostaje radni konj za većinu SMT aplikacija, dok paste tipa 4 i tipa 5 sa finijim česticama zadovoljavaju zahtjeve 0201 komponenti i mikro-BGA paketa.
Vehikulum fluksa u pasti za lemljenje služi višestrukim funkcijama osim jednostavnog uklanjanja oksida. Pruža reološka svojstva neophodna za štampanje šablona-pasta treba da se kotrlja, a ne da klizi po površini šablona. Mora se čisto osloboditi od zidova otvora. Potrebno mu je dovoljno prianjanja da drži komponente tokom postavljanja. I mora čisto da ispušta gas tokom reflow bez prskanja.
To traži mnogo od onoga što je u suštini žrtveni medij.
Uobičajeni sastavi legura:
Kalaj{0}}olovo (Sn63/Pb37) ostaje u upotrebi za određene vazduhoplovne i vojne primjene izuzete od zahtjeva RoHS. Tačka topljenja od 183 stepena i odlične karakteristike vlaženja čine ga industrijskim standardom decenijama.
SAC305 (96,5% kalaja, 3% srebra, 0,5% bakra) se pojavio kao dominantna alternativa-bez olova. Viša tačka topljenja oko 217-220 stepeni. Sadržaj srebra povećava troškove materijala, ali poboljšava otpornost na termički zamor.
Nisko{0}}alternative kao što je Sn42/Bi58 (tačka topljenja 138 stepeni) dobijaju na snazi za sklopove{4}}osjetljive na toplinu. Bizmut čini spojeve pomalo krhkim, što ograničava primjenu.
Praktične razlike u primjeni
Flux pasta se nastavlja prije i za vrijeme prerade. Koristite ga da pripremite površine, omogućite vlaženje ili olakšate protok lemljenja u scenarijima ručnog{1}}lemljenja. To je pomoć u procesu, a ne materijal za spajanje.
Tipičan redoslijed prerade: nanijeti fluks pastu na mjesto, pozicionirati komponentu zamjene, reflow vrućim zrakom ili fokusiranim IR. Fluks čisti postojeći lem, potiče koalescenciju, a originalni lem na jastučićima formira spoj. Nije potreban dodatni metal-pod pretpostavkom da postoji dovoljna zapremina lemljenja.
Lemna pasta obezbeđuje i funkciju fluksa i metal za formiranje spojeva. Dozira se ili se šablonom-štampa na golim podlogama prije postavljanja komponente. Ciklus reflow aktivira fluks, topi čestice legure i formira metalurške veze u jednom termičkom izletu.
Čini se da je razlika očigledna ovako napisana. U praksi, zabuna i dalje postoji jer oba proizvoda mogu proizvesti sjajne, mokre površine -tokom grijanja. Razlika postaje očigledna tek kada sondirate zglob ili ga izložite mehaničkom naprezanju.
Nedostaci skladištenja i rukovanja
Lemna pasta zahteva hlađenje. Nosilac fluksa se razgrađuje na sobnoj temperaturi, a metalne čestice mogu oksidirati ili taložiti. Većina proizvođača navodi skladištenje od 0-10 stepeni sa rokom trajanja od 6 mjeseci. Prije upotrebe, morate pustiti da posuda dosegne sobnu temperaturu. Otvaranje hladne paste dovodi do kondenzacije koja uništava kvalitetu štampe.
Period zagrijavanja{0}}zahvaća ljude. Minimalno četiri sata za teglu od 500g. Otvorite ga rano i ugrozili ste cijeli kontejner.
Flux pasta je otpornija, općenito stabilna na sobnoj temperaturi 12-24 mjeseca. Neke formulacije visoke aktivnosti mogu zahtijevati hlađenje, ali to nije univerzalno.
Nijedan proizvod ne podnosi zamrzavanje. Promjena faze remeti homogenu smjesu na načine koji se ne mogu povratiti ponovnim{1}}miješanjem.
Kada Flux Paste spasi dan
Uklanjanje komponenti. Tačka. Ovdje flux pasta zarađuje svoje mjesto na svakoj stanici za preradu.
Pokušaj uklanjanja QFN ili BGA bez adekvatnog protoka predstavlja frustraciju. Postojeći lem se neće dobro kvasiti, komponenta se neravnomjerno lijepi, oštećenje jastučića postaje gotovo neizbježno. Velikodušna primjena odgovarajuće paste za fluks transformira rad.
Pin{0}}u-procesi zalijepljenja također imaju koristi od primjene dodatnog fluksa, iako se ovo nalazi na granici specijalizovane proizvodne teritorije.
Za dopunu talasnog lemljenja-kada rješavate premošćivanje ili nedovoljno popunjavanje kroz-fugove rupa-Flux pasta nanesena četkom ili olovkom za fluks omogućava čist protok lemljenja bez dodavanja volumena. Već ima dovoljno lema; samo treba da se ponašaš.
Kada radi samo pasta za lemljenje
Nova montaža komponenti za površinsku{0}}montažu. Ne možete fluksom-zalijepiti put do spoja kojem nedostaje lem.
Korak{0}}aplikacije za lemljenje gdje sekvencijalni ciklusi ponovnog toka zahtijevaju precizne zapremine legure. Prototip radi pomoću opreme za doziranje. Štampanje šablona za obim proizvodnje. Preforme su ovdje alternativa, ali pasta ostaje dominantna za standardni SMT.
Odabir veličine čestica postaje kritičan za fini-rad. Pokušaj štampanja paste tipa 3 kroz otvor matrice od 0,3 mm dovodi do nedoslednih naslaga i premošćivanja defekata. Potreban vam je tip 4 ili finiji, sa odgovarajućom reologijom fluksa koja odgovara.
Neke Reflow istine koje niko ne reklamira
Profil povratnog toka za pastu za lemljenje{{0}bez olova zahtijeva veću preciznost nego što je to ikada zahtijevalo kalaj{1}}olovo. Prozor obrade se znatno sužava-treba da dostignete likvidus, održavate ga dovoljno dugo za pravilno vlaženje, ali izbjegavajte produženo vrijeme iznad 250 stepeni gdje se intermetalni rast ubrzava i komponente dostižu svoje termičke granice.
Flux pasta koja se koristi u kombinaciji sa postojećim lemom ne suočava se sa identičnim ograničenjima. Fluks se aktivira, radi svoj posao i izgara. Ne pokušavate da istopite distribuciju čestica; omogućavate protok već-prisutne legure.
To znači da se profili za preradu mogu značajno razlikovati od proizvodnih profila za prelijevanje, čak i na istom sklopu. Termička masa je drugačija, zapremina lema je drugačija, ponašanje fluksa se pomera.
Indikatori kvaliteta
Prihvatljivi ostaci paste za fluks (za bez-čiste formulacije): minimalan, ne-ljepljiv, ne-provodljiv. Izlaganje visokoj vlažnosti ne bi trebalo da izazove vidljive promene.
Prihvatljivi spoj paste za lemljenje: glatka, konkavna geometrija ugla, potpuno vlaženje jastučića, bez vidljivih šupljina na X- zracima, odgovarajuća intermetalna debljina.
Problematični pokazatelji za flux pastu: ljepljivi ostaci koji privlače kontaminaciju, bijele kristalne naslage (nereagirani aktivatori), korozija na obližnjim provodnicima.
Problematični indikatori za pastu za lemljenje: izgled zrnastog spoja (hladni spoj ili nedovoljno otapanje), kuglice za lemljenje na površini maske (prevelik volumen paste ili problemi sa profilom), nadgrobni kamen (nejednake sile vlaženja tokom ponovnog toka).
Pitanje troškova
Flux pasta: $15-80 po kilogramu ovisno o formulaciji i proizvođaču. Koristite relativno male količine čak iu proizvodnim okruženjima.
Lemna pasta: $80-400+ po kilogramu. Sadržaj metala utiče na cenu, sa SAC305 na višem nivou zbog srebra. Specijalizirane legure za primjene visoke{4}}pouzdanosti mogu premašiti 600 USD/kg.
Sa stanovišta potrošnje, upotreba flux paste može iznositi 50-100 grama mjesečno u umjerenoj operaciji prerade. Vage za potrošnju paste za lemljenje s obimom proizvodnje - zauzeta SMT linija može sagorjeti nekoliko kilograma dnevno.
Ekonomija favorizuje upotrebu svakog materijala na odgovarajući način umjesto pokušaja zamjene. Korišćenje skupe paste za lemljenje gde bi pasta za fluks bila dovoljna gubi novac. Upotreba paste za fluks gdje je potrebno dodavanje metala gubi vrijeme i komponente.
Razmatranja kompatibilnosti
Ne rade sve paste za fluks sa svim legurama za lemljenje. Aktivacijska hemija treba da se bavi specifičnim prisutnim vrstama oksida. Bezolovni-oksidi su općenito tvrdoglaviji od kalaj-olovnih oksida, što zahtijevaju agresivnije formulacije fluksa.
Miješanje hemija fluksa na jednom sklopu stvara rizike u pogledu pouzdanosti. Ne-proizvodni fluks nakon kojeg slijedi fluks za preradu rastvorljiv u vodi{2}}ostavlja kombinacije ostataka koje nijedan proces čišćenja ne rješava u potpunosti.
Najsigurniji pristup: koristite pastu za fluks od istog proizvođača i hemijske porodice kao i vaša pasta za lemljenje. Ako vaša proizvodnja koristi Kester R562 pastu za lemljenje, koristite Kester flux proizvode za preradu. Kombinacije više-proizvođača mogu funkcionirati, ali zahtijevaju validaciju.
Kratka riječ o sredstvima za pričvršćivanje
Neki operateri koriste flux pastu kao ljepilo za komponente, iskorištavajući njenu ljepljivost za držanje dijelova tokom rukovanja prije ponovnog prelijevanja. Ovo djeluje u kratkom roku, ali stvara probleme-distribucija ostatka fluksa postaje nepredvidiva i možda primjenjujete mnogo više fluksa nego što je potrebno za funkciju lemljenja.
Za ovu svrhu postoje namjenski SMT ljepila. Formulirani su tako da održavaju ljepljivost bez ometanja procesa lemljenja. Korištenje fluks paste kao zamjene je jedan od onih -podloga koji na kraju prouzrokuju kvalitetan bijeg.
Završne praktične napomene
Uvijek provjerite uzimate li pravi materijal prije nanošenja. Dvo-pogled na etiketu je bolji od dvo-satnog ponovnog rada.
Održavajte odvojenu opremu za doziranje paste za fluks i paste za lemljenje. Unakrsna-kontaminacija uvodi nedosljedno ponašanje koje je teško dijagnosticirati.
Datum otvaranja vaših kontejnera. Oba materijala se razgrađuju jednom kada su izloženi atmosferi, iako različitom brzinom. "Bilo je dobro prošli mjesec" ne znači da je dobro i danas.
Kada ste u nedoumici, testirajte na otpadnom hardveru prije nego što se posvetite proizvodnim sklopovima. Razlike u ponašanju između fluks paste i paste za lemljenje postaju odmah vidljive pod povećanjem nakon ciklusa ponovnog toka-ako znate šta tražite.
