Vilken är den bästa lödpastan. Lödpasta: vilka typer av denna komposition och deras egenskaper. Vad borde vara

29.07.2021

På något sätt hände det att med erfarenhet av en lödkolv i mer än 35 år har jag aldrig använt lödpastor, även om jag hört mycket om dem. Och så bestämde jag mig för att fylla denna lucka genom att ta en tub av en av representanterna för denna stora familj, Best BS-706 pasta, för granskning.
Den som är intresserad av mina första försök att arbeta med lödpasta och avtryck efter det, besök gärna.

Generellt vill jag verkligen testa olika pasta i jämförelse. Och för mig skulle en sådan version av recensionen vara mer intressant för läsaren och informativ för mig. Och det kommer att vara möjligt någon gång, men än så länge har jag bara ett rör i mina händer och jag kommer att experimentera med det.

De skickade pastan i en vanlig påse, inuti fanns en tub i form av en spruta.

Av förklarliga skäl är det problematiskt att väga pastan separat från tuben, så jag var tvungen att väga ihop allt. Den totala vikten är 35,6 gram, längden på röret är ca 100 mm.

På butikssidan anges storlekarna, i allmänhet är allt sig likt.

Hålet för pushern är stängt med ett lock, men själva pushern ingår inte, jag var tvungen att använda locket från markören, den passade precis perfekt i diametern, med lite friktion, men den är lite kort på längden dock i slutet av recensionen kommer det en bild på hur det ser ut :)

Den deklarerade sammansättningen av pastan:
Tenn - 99 %
Koppar - 0,7 %
Silver - 0,3 %
Smältpunkt - 138 grader Celsius
Volym - 10 cc

På klistermärket finns också en lista över försiktighetsåtgärder, kort sagt - ät inte, peta inte i ögonen, tvätta händerna efter jobbet.

Tyvärr finns det ingen nål i satsen, om du skruvar av locket kan du se ett ganska tjockt rör. Pastan är väldigt flytande, jag klämde ur den lite och efter ett tag bara glasade den på bordet.

I allmänhet är essensen av lödpasta ganska enkel, ett stort antal mikroskopiska lödbollar är i ett speciellt flöde, som representerar en enda massa. När det värms upp hjälper flussmedlet att väta ytorna som löds, och lodet löder dem faktiskt.
Lödets sammansättning påverkar smältpunkten, i detta fall deklareras 138 grader och lodet består av tenn (99%), koppar (0,7%) och silver (0,3%), BST328-pasta från samma företag har en smältpunkt på 183 grader och sammansättningen är tenn (63%) + bly (37%).

För mig är flödet här lite för mycket, varför pastan verkar väldigt flytande. Fluxet är genomskinligt, det syns tydligt på bilden.

För testet använde jag en Aoyue-2738 kompressorlödstation, som jag har använt i många år, och fabrikstillverkade kretskort.

Först bestämde jag mig för att bara experimentera, eller, som jag kan säga, "lägg vantarna på det." Och för att uttrycka det enkelt, försök sedan vad det är i allmänhet, lödpasta.
För att göra detta applicerade jag först lite pasta på brädans kontaktkuddar, applicerade pastan i olika mängder för att uppskatta skillnaden. Lufttemperaturen var inställd på ca 250 grader.
Det första intrycket är att pastan fortfarande är väldigt flytande, luftflödet bör ställas in så lågt som möjligt annars kommer komponenterna att blåsa av skivan. Dessutom, enligt idén, var själva komponenterna tvungna att justeras exakt på grund av ytspänningskrafterna, men av någon anledning hände detta inte.

Jag provade det lite annorlunda, jag satte bara pastor på brädan, förresten, här kan du se den "sandiga" strukturen på lagren.
Efter uppvärmning installerades komponenten ganska jämnt, och överskottspasta samlades till större lödbollar, jag gillade inte riktigt det faktum att under motståndet strävar lodet också efter att samlas till bollar.

Och här kommer testerna.
Till att börja med applicerade jag pastan på fyra PCB-kuddar.

Ställ in temperaturen på 140 grader.

Tyvärr svänger temperaturen ganska mycket, från ca 137 till 170 grader. Detta beror på det mycket lilla luftflödet och värmarens höga effekt. När temperaturen sjunker slår regulatorn på värmen, temperaturen går snabbt upp till 165-170 grader och sjunker sedan mjukt till 135-140.

I allmänhet skulle det naturligtvis vara mer korrekt att mäta temperaturen vid lödpunkten, eftersom den kommer att vara lägre än temperaturen på luften som lämnar stationens munstycke. Men det blir också svårt att fånga ögonblicket korrekt, så jag bestämde mig för att begränsa mig till att jämföra den inställda lufttemperaturen i lödstationsinställningarna och resultatet. Jag försökte värma upp platserna för att inte påverka de närliggande.
Och så, från vänster till höger - 140-150-160-170-180-200-210-220 grader.
Vid en temperatur på 140-170 grader sprider sig pastan helt enkelt, vid 180 försöker den smälta, vid 200-220 smälter den säkert.

Som ett andra test satte jag helt enkelt en massa pasta på flera pads och såg hur den beter sig efter uppvärmning, d.v.s. kuddarna håller ihop eller separeras som de ska.
I princip är allt ganska bra, det mesta av lodet visade sig vara där det skulle vara, en mindre del samlad till stora bollar.

Nästa test var att löda ett par motstånd i storleken 1206, vilket inte heller är dåligt här, förutom det faktum att återigen, på grund av pastans höga flytbarhet, skiftas motstånden av luftflöde.
Flussmedlet är nästan genomskinligt, men efter tvätt med alkohol kvarstår vitaktiga spår och själva lodet är lite matt.

Till exempel löda samma motstånd med en vanlig lödkolv med lodet som jag brukar använda. Proceduren är som följer - jag håller komponenten med pincett, rör vid en dyna med lödning och fixar den, rör sedan vid den andra kontakten med spetsen och löd, löder den, efter det sätter jag den första kontakten i ordning. Enligt beskrivningen verkar det som att processen är lång och obekväm, men i själva verket är allt enklare, jag fixar först alla SMD-komponenter på detta sätt och sedan löder jag dem alla. Ibland använder jag ett vanligt flux, vi kallar det F-3.
Bilden visar rätt lödning, när det visar sig vara spegelvänt, i reflektionen kan man till och med se lite av min hand som höll i kameran.

Ett alternativt och mer korrekt sätt att applicera pastan är genom en stencil. För att göra detta använde jag en bit plast som jag skar hål i.
Från början fanns det en idé att göra en vanlig stencil med en lasergravör, men jag behövde det inte riktigt, utan bara för att göra det länge för en recension, så jag bestämde mig för att begränsa mig till det här alternativet.

Vi applicerar en stencil. vi lägger pastan ovanpå, tar bort överskottet med hjälp av något platt, vi får pastan applicerad på brädan.
Filmen är lite ojämn, eftersom det verkar som att det inte finns tillräckligt med pasta, det visade sig faktiskt vara i nivå med plastens tjocklek, cirka 0,5 mm.

Vi installerar komponenterna, medan tjockleken på pastan visade sig vara ungefär densamma som tjockleken på komponenten. Komponenterna håller bra, jag vände upp och ner på brädan utan problem, inget föll eller skiftade.
Värm upp med en hårtork.
Som ett resultat lödde två komponenter nästan perfekt, och en vände sig 90 grader :(
Efter det tvättade jag brädan och tog sedan bort de lödda komponenterna från brädan, det var nästan rent under dem, och om det inte vore för den utplacerade komponenten skulle jag säga att testet var godkänt.

Video av lödningsförsök.
I det andra testet var hårtorken något inte vinkelrät mot ytan på brädan, så komponenterna började blåsa av. Eftersom det inte var särskilt bekvämt att fotografera och värma, märkte jag redan under fotograferingen, men jag bestämde mig för att inte radera videon.

Under testerna användes flera kretskort och ett gäng SMD-motstånd. Det är inte särskilt bekvämt att experimentera vidare, eftersom jag var tvungen att ta en ny bräda varje gång, men jag tycker att det blev tydligt.
Förresten, det här fotot visar bara markören som en pusher för sprutan.

Jag förutser en logisk fråga, vad sägs om samma brädor på bilden. Jag gjorde en gång nätaggregat på beställning för länge sedan, och eftersom de beställdes ofta och med olika egenskaper utvecklade jag en universalbräda.
Ett exempel kan ses.

Men samma kort gjorde det möjligt att bygga mer kraftfulla nätaggregat, upp till ca 70-100 watt, som jag gjorde.

En gång fanns det till och med en idé att göra sådana kit för montering av strömförsörjning, men erfarna människor är inte intresserade, och för nybörjare skulle jag vara rädd för att ge ett kit där det finns risk för att komma in i nätspänningen.

Som slutsatser är det svårt att säga något, jag kan inte bedöma objektivt, eftersom jag inte har erfarenhet av lödpastor, så jag måste bedöma subjektivt.
Paste kan vara användbart i vissa situationer, till exempel för att underlätta avlödning av "svåra" komponenter genom att späda ut lodet på kortet.
Personligen gillade jag inte den höga flytbarheten, på grund av vilken du antingen måste hålla hårtorken långt från brädan och sedan måste du värma ett stort område eller ställa in kompressorn på en mycket låg effekt.
Men jag gillade det faktum att pastan håller komponenterna bra på brädet innan lödning, inte förorenar brädet mycket efter, och i allmänhet beter sig ganska bra.

Kanske kommer någon av de mer erfarna läsarna att föreslå bra pasta och förklara, kanske jag bara gjorde något fel.
Det var allt för mig, jag hoppas att recensionen var användbar, som alltid kommer jag att vara glad med frågor, råd och bara kommentarer.

Produkten tillhandahålls för att skriva en recension av butiken. Granskningen publiceras i enlighet med paragraf 18 i webbplatsens regler.

Jag planerar att köpa +23 Lägg till i favoriter Gillade recensionen +103 +154

Lödpastor är specifika ämnen med en degig konsistens som används för att fästa delar på. De har vissa fördelar, nackdelar och applikationsegenskaper.

Fördelar och varianter av det presenterade materialet

Tänk på fördelarna som lödpastor har:

Möjligheten att använda dem för tillverkning av brädor med mycket små delar;

De kräver inte en lödkolv, men för att arbeta med detta material behöver du en speciell hårtork eller station, tack vare vilken produkten värms upp;

Ett sådant ämne kan användas i de fall det inte är möjligt att arbeta med konventionella verktyg.

Lödpastor finns i många varianter. Först och främst klassificeras de enligt metoden för att ta bort överflödigt ämne efter jobbet: tvätt och no-clean. Det andra alternativet är säkrare, eftersom det inte leder till korrosion av brädet. Den första typen av pastor kan tvättas bort med vatten, så de innehåller komponenter som kan skada radioenheten.

Det bör också noteras att ämnet kan tillverkas med eller utan bly. Den andra typen av pasta är miljövänlig.

Hur väljer och lagrar man materialet?

För att jobbet ska kunna utföras effektivt och korrekt måste du köpa "rätt" lödpastor. Först och främst bör du vara uppmärksam på ämnets tekniska egenskaper: fuktighet och lufttemperatur, lagringsfunktioner.

Det presenterade materialet kan förlora sina egenskaper beroende på åldrande. Valet beror på typen av pasta och dess omfattning. Naturligtvis är en viktig faktor kostnaden för materialet. Lödpasta, som kostar cirka $10 för 50 gram eller mer, köps endast från certifierade butiker.

När det gäller lagring av materialet är det nödvändigt att placera det i kylskåpet, vars temperatur inte stiger över 4 grader. Under användningen ska rummet vara varmt, men inte varmt (högst 25 0 C). Luftfuktigheten bör inte nå 80%. Innan du använder ämnet är det nödvändigt att värma det till rumstemperatur och först därefter öppna burken. Ibland kan det ta upp till 6 timmar.

Funktioner för användningen av materialet

Pasta har sina egna nyanser. Till exempel måste ytan som ämnet ska appliceras på vara absolut ren, torr och fri från fett. Brädan under hela arbetets varaktighet bör fästas så stadigt som möjligt i horisontellt läge.

Platsen som ska lödas måste vara helt täckt med ämnet. Efter det, försök att placera alla nödvändiga detaljer på brädet mycket exakt. Nu kan du börja värma produkten med en hårtork. Strålen ska inte vara för stark. Dess temperatur bör vara cirka 150 grader tills allt flussmedel har avdunstat från pastan. Därefter kan strålen göras varmare (200-250 0 C).

När allt arbete är slutfört måste brädan kylas och rengöras från resterna av ämnet. Denna procedur beror på typen av pasta.

Jag känner mycket väl till denna metod för lödning. En gång försökte jag till och med, bara för experimentets skull, löda ett par delar med lödpasta, men nu, äntligen, närmade jag mig den här metoden mer eller mindre seriöst och med praktiska syften.

Lödning med lödpasta är den metod som ligger närmast hur brädor löds i produktionen. Alla kort i dina telefoner, bärbara datorer, TV-apparater och andra enheter är lödda på detta sätt. Jag måste säga att processen är väldigt förtrollande och ser ut som magi :)

Naturligtvis, hemma i hantverksmässiga förhållanden, är den tekniska processen något annorlunda än vad som används i fabriker, men den allmänna principen är densamma.

Först behöver vi en stencil för pasta. Inom industrin tillverkas stenciler av tunt rostfritt stål genom att skära hål i dem med laser eller kemisk etsning. Du kan beställa tillverkningen av detta själv, men det är ganska dyrt. Jag beställde Kapton-stenciler, som de här killarna gör väldigt billigt. En sådan stencil kostade cirka 230 rubel. Förmodligen kommer jag att använda stål i framtiden, men tills vidare, för testets skull, bestämde jag mig för att stanna vid det här alternativet.

För att fästa stencilen byggde jag en enkel "enhet". De tryckta kretskorten på det här fotot behövs enbart för att korrekt placera kortet som vi ska löda. Jag använde dem eftersom deras tjocklek exakt matchar tjockleken på målbrädan.

Vi sätter in brädet som vi ska löda in i enheten. I det här fallet faller alla hål i stencilen precis mitt emot delarnas kontaktdynor.

Och här är själva pastan, köpt från eBay. Pastan är en blandning av små bollar av lod och flussmedel. Klistra in dessa miljoner sorter och de säger att det är ett problem att plocka upp en bra helhet. Denna pasta är bly, det finns blyfria sådana - de är värre i många avseenden, men inte så skadliga. Förmodligen kommer jag i framtiden att gå över till blyfritt.

Pastan var ganska flytande. Efter ett par försök lyckades jag applicera den så att den träffade alla kontaktdynor. Här behövs förstås viss skicklighet. Pastan appliceras med ett plastkort, även om det kan vara vettigt att använda något mjukare.

Lyft upp stencilen och ta ut brädan. En bild från kategorin "hur det verkligen ser ut", för helst borde det se lite snyggare ut :)

Därefter ordnar vi komponenterna. Jag lödde inte hela brädet, utan placerade helt enkelt några inte de mest värdefulla delarna för testning. Arrangemanget visade sig vara väldigt enkelt och efter ett par detaljer gick processen mycket snabbt och exakt. först senare märkte jag att jag satte kondensatorn på en storlek större än nödvändigt, men jaja.

Efter det måste brädan värmas upp. I produktionen sker detta i speciella ugnar, där uppvärmning och kylning är mycket noggrant styrd av den termiska profilen. Detta är inte en enkel sak, det finns många finesser, olika brädor, pastor, komponenter behöver olika termiska profiler. Sådana spisar finns för "hem" användning, och vissa lyckas till och med göra dem av vanliga spisar och brödrostar. I brist på allt detta värmde jag den med en fön.

Processen att konvertera pastan ser väldigt rolig ut, jag ångrade det inte ens och lödde sedan ett annat kort och filmade det på video (i slutet av inlägget).

Visuellt är lödkvaliteten nästan fabrikstillverkad. Det ser i alla fall mycket snyggare ut än när man löder med lödkolv. Samtidigt tar naturligtvis lödning många gånger kortare tid, eftersom. inget behov av att manuellt löda varje kontakt. Särskilt nöjd med kvaliteten på lödkontakter med en bra kylfläns. Det är nästan omöjligt att löda dem med en lödkolv snyggt.

Eftersom pastan doseras ganska exakt är alla lödpunkter lika och snygga. På grund av ytspänningskrafterna tar själva komponenterna ett jämnt läge, även om de ursprungligen satt lite snett.

Och här är den utlovade korta videon!

Sammanfattning: metoden är definitivt värd att använda om du behöver löda fler än 1-2-3-10 brädor. Tid -10, noggrannhet +20 :)

P.S. Pastan kan appliceras utan en stencil från en spruta, men det är inte särskilt bekvämt. Det finns speciella pneumatiska dispensrar, men dessa är inte särskilt billiga. För placering kan du inte använda en pincett, utan vakuummanipulatorer. Jag har bara en som kommer från eBay, så fort den kommer ska jag testa den och skriva.

P.S.2. Jag påminner dig om att bly är skadligt, och särskilt i form av en sådan pasta. I inget fall bör du äta, dricka, röka medan du arbetar med pastan. Eventuell förorening av en arbetsplats - att ta bort. Ångor - andas inte in och kontrollera i allmänhet. Detsamma gäller för att arbeta med vanligt lod.

När lödpasta kom till den enda normala butiken i stan, nästan på beställning, var jag först i kön för det :)
Jag har länge velat byta till SMD helt och hållet, som den lataste tekniken - jag var för lat för att borra hål och det fanns en LINKO 850 lödstation, en kinesisk klon som jag inte vet vad (tja, att döma av stilen att skriva logotyp, de klipper allt under HAKKO =) En sorts Adibas =) ca. DI HALT), har hittills endast använts för demontering. Att välja ut mosfets från moderkort är en söt sak. Jag hade pasta BAKU BK-30G(Jag har samma lera. Otrevlig grej, men det är kul att löda. ca DI HALT)

Vi utvecklar betalningen som vanligt.

Ledningstips för SMD-montering

Två sajter sida vid sida - slå aldrig samman dem! Tvärtom, sträck ut och anslut med en tunn ledare, så att de inte klibbar ihop (vilket gör brädet slarvigt) och låter dig visuellt kontrollera närvaron av ett spår mellan dem (bara för att det finns två motstånd i närheten, eller det finns en konduktör).
Jaga inte storleken! Gör kuddarna något större än komponenten och lämna tillräckligt med utrymme mellan dem. Om du är begränsad i storlek, ta ett större fodral eller gör en dubbelsidig bräda. Först led han av sådant skräp. Medan upplösningen räcker - jag lägger den så nära varandra som möjligt, nu finns det ett gäng små brädor med 1206 komponenter fast i ett rutmönster - brädet och ledaren syns inte bakom dem.

Efter det förgiftar vi som vanligt, men det finns problem med konservering:
Jag pölar med en roslegering, följt av att ta bort det överflödiga lagret med en varm gummiskrapa (precis i samma panna/burk som brädan förtentades) - det blir platta ledare med nästan en spegelglans :)

Om du inte har det kan du tillämpa följande tips - vi lindar en fläta för att ta bort lödkolv på en lågeffekts lödkolv, förtinar den och drar den längs spåren som är förbelagda med flussmedel. Om detta inte löser sig, men förtenna med ett stick, lämna ett så tunt lager tenn som möjligt på kontaktdynorna.
På platta spår är delar praktiskt taget "limmade" till lödpasta, och de installeras sämre på ett konvext tennlager. Tja, om detta fortfarande är ett motstånd, kommer det fortfarande att dras på plats av lodets ytspänning (huvudlufttrycket är på ett minimum för att inte blåsas bort).

Men mikruha (till exempel den ökända FT232RL) på en konvex yta, oj, vad svårt det är att installera jämnt, allt strävar efter att falla in i hålet mellan spåren, och om det reser sig, luftflödet, även vid en liten grad, kommer att blåsa in det i just det hålet, varefter lodet kommer att förstöra benen och kontakterna, vilket gör slutsatserna till en monolit ;-), och flödet kommer nästan helt att avdunsta på en minut, varefter det kommer att vara nästan omöjligt att flytta den normalt utan att först förstöra slutsatserna med någon form av kolofoniumgel.

Kort sagt, som ett resultat bör vi få en bräda med FLAT kontaktdynor (flödet där är svagt, det klamrar sig fast vid rosa koppar och legering med en smäll, men inte så mycket för att skita koppar).

Efter det, efter att ha blandat pastan noggrant, för att undvika luftbubblor, drar vi åt den halvflytande pastan (denna pasta tenderar förresten att torka ut även när den är tätt stängd. Du kan blötlägga den genom att tillsätta alkohol till den ca. DI HALT) i en vanlig insulinspruta, vi sätter på den och bryter av den (det är bekvämt för alla, jag bröt först av nålen, lämnade en centimeter, spottade sedan och bröt av vid roten) nålen.

Nu, efter att ha tvättat det väl och torkat det ännu mer väl (: brädan, smetar vi lite pasta på varje plattform. Hur mycket kan du se på bilden, men efter två eller tre gånger kommer du att förstå själv, varefter vi sätter crumblen med pincett.

Installationstips

Installera höga och stora komponenter sist. Först kondensatorer 0603, sedan motstånd 1206, höga lysdioder och sedan mikruhi.
Varje storlek har sin egen pincett. (eller är det redan borgerligt?) Vanligtvis räcker det med två - en bagatell och mikruha. Du kan inte ta samma 2313 med en liten pincett, och stora fungerar inte så snyggt för att plantera motstånd som små - händerna skakar, chtoli. (Och jag fick alltid nog. Ca DI HALT)

På grund av att temperaturen på stationen svävar lite, var jag tvungen att lära mig hur man bestämmer stekgraden genom att ... lukten ^_^ När flussmedlet värms upp till driftstemperaturen börjar det lukta något i stil med vanilj ;-), och när det börjar lukta bränt hår betyder det igen att jag vred på temperaturvredet med armbågen och jag var tvungen att gå och köpa 5 lysdioder istället för de friterade. (Jag föredrar att steka i ca 290 grader vid utgångstemperaturen från hårtorken. Brädan kommer att ha 10 grader mindre, precis lagom. Och luftflödet till ett minimum. ca DI HALT).

Mikhail Nizhnik, generaldirektör, METTATRON Group LLC

Författaren sammanfattar information om lödpastors egenskaper och beteende, baserat på lång erfarenhet av KOKI lödpastor. Artikeln kommer att vara av intresse för en teknolog som arbetar på en ytmonteringslinje.

TYPER AV LODPASTER

Pastor klassificeras efter typen av flussmedel (se fig. 1).

"Vattenlöslig" lödpasta (flussrester efter lödning löses upp med vatten), som kräver obligatorisk rengöring på grund av innehållet av aktivt flussmedel (se tabell 1), tvättas sekventiellt med vanligt, destillerat och avjoniserat vatten, och strålrengöring eller ultraljud är används i varje steg. För "vattenlösliga" pastor som inte kräver obligatorisk tvättning är processen begränsad till destillerat vatten.

Ris. 1. Klassificering av lödpastor

Tabell 1. Klassificering av flöden

Fluxaktivitet (% halogenhalt)	kolofonium kolofonium (RO)	Syntetharts (RE)	Ekologiskt Ekologiskt (ELLER)	Behov av rengöring
Låg (0 %)	ROL0	REL0	ORL0	Nej
Låg (<0,5%)	ROL1	REL1	ORL1	Nej
Genomsnitt (0 %)	ROM0	REM0	ORM0	Rekommenderad
Medium (0,5 - 2,0 %)	ROM1	REM1	ORM1	Rekommenderad
Hög (0%)	ROH0	REH0	ORH0	Nödvändigtvis
Hög (>2,0 %)				Nödvändigtvis

Med pastor som kräver tvättning med speciella vätskor är situationen annorlunda. Oavsett närvaron av halogener i kompositionen är sådana pastor baserade på kolofoniumflöden, därför rekommenderas att använda ett lösningsmedel av HCFC-typ och ett förtvålningsmedel för att rengöra dem efter lödning. Därefter tvättas tvättvätskorna i sin tur med destillerat och sedan avjoniserat vatten.

Många halogenfria lödpastor är dock svåra att rengöra och lämnar en vitaktig flussrester på brädets ytor. Samtidigt anses sedimentmotstånd viktigare än tvättbarhet.

De flesta lödpastor som inte kräver rengöring frigör produktion från denna tekniska process. Fluxen av sådana pastor skyddar lödfogen från korrosion som lack. Låt oss fokusera på de pastor som inte kräver rengöring: de är de mest tekniskt avancerade.

Ris. 2. Sammansättning av lödpastor

Det sägs ofta att no-clean pastor inte ska innehålla halogener. Det måste tydligt förstås att om dokumentationen för pastan indikerar "Kräver rengöring", är det nödvändigt att tvätta, och om det inte finns någon sådan märkning, löses problemet baserat på ytterligare krav för produkten: utseende, lackering.

I Japan är till exempel halogenhaltiga pastor (0,2%) i processer utan rengöring efter lödning mycket mer populära än halogenfria. Halogenhaltiga lödpastor är relativt mer tekniskt avancerade, till exempel när det gäller lödbarhet, men är ofta sämre än halogenfria lödpastor vad gäller tillförlitlighet, vilket visar sig i en minskning av isolationsmotståndet hos den färdiga monteringen. Detta beror på den högre kemiska aktiviteten hos flussmedelsrester. Lödbarhet och tillförlitlighet är alltså i de flesta fall ömsesidigt uteslutande faktorer.

Ris. 3. Viktiga funktioner att tänka på när du designar eller väljer lödpastor

Helst skulle en icke-ren lödpasta kräva en halogenfri pasta, men med lödbarheten hos en halogenhaltig pasta.

Svårigheten ligger i att öka den kemiska aktiviteten hos halogenfria no-clean pastor. I de flesta av dessa pastor används organiska syror som aktivator istället för halogenhaltiga föreningar, och ju lägre molekylvikt syran har, desto större är aktiveringsförmågan. Eftersom den aktiverande effekten av organiska syror är mycket svagare än hos halogenhaltiga komponenter, försöker de införa ett par dussin relativt aktiva organiska syror i flusssystemet.

Sådana högaktiva organiska syror absorberar emellertid fukt. Detta är problematiskt: syran som finns kvar i flussresterna på substratytan joniseras när den interagerar med vatten, vilket minskar ytisoleringsmotståndet och leder till elektromigrering.

Aktiveringssystem i lödpastor (här förlitar sig författaren på tekniska data för KOKI-pastor) använder mindre hygroskopiska organiska syror och en specialutvecklad icke-jonisk aktivator. Detta speciella system dissocierar inte till joner, dess elektriska egenskaper är stabila och dess aktiveringsförmåga är inte sämre än halogenernas. På grund av den höga aktiveringstemperaturen gör den nonjoniska aktivatorn i kombination med noggrant utvalda organiska syror aktiveringen i återflödessteget längre. Som ett resultat förbättras lödbarheten utan att offra tillförlitligheten.

Här är exempel på populära typer av pasta:

lödpasta för höghastighetsutskrift;
lödpasta med hög vätningsförmåga;
lödpasta för automatisk testning i kretsen;
En universalpasta med extremt lång skärmlivslängd.

Tabell 2. Livscykel för lödpasta i produktion

Klistra in livscykelstadier	Kontrollerade egenskaper
Lagring	Stabilitet av viskositet och lödbarhet
Klistra in ansökan	Fintryck i steg om 0,5 mm och ultrafina utskrifter i steg om 0,4 mm. Livstid efter applicering. pastans bredbarhet. Separerbarhet från stencilöppningarnas väggar. Utskriftshastighet (normal - upp till 100 mm/s, höghastighet - 200 mm/s och mer). Tixotropt index (viskositetsförändring under återflöde). Fullständighet av öppningsfyllning. Smörbarhet av pastan på stencilen (pastan ska bilda en tät rulle framför skrapan).
Monteringskomponenter	Klibbighet. Pasta motståndskraft mot sediment (spridning).
återflöde	Bildandet av byglar (kortslutningar). Förekomst av lödpartiklar i flussmedelsrester. Vändning och separering av komponenter (gravstenssättning). Vätning (bildning av filéer av lod).
Kvalitetskontroll	Fluxrester måste säkerställa en smidig drift av AOI - automatisk optisk inspektion. För lödpastor avsedda för IKT-efterbesiktning måste flussmedelsrester vara plastiska och sitta kvar på sonderna.
Tvättkvalitet	Om det behövs, rengöring från flussrester, bör det vara komplett, utan vit blomning.

SAMMANSÄTTNING AV LÖDPASTOR

Lödpastor består av lod och flussmedel (se figur 2). När du väljer ett lod + flussmedelskomplex för lödpasta, visas egenskaperna i fig. 3.

lödpulver

För framställning av lödpulver används gas- och centrifugalförstoftningsmetoder. Funktioner hos gasspraymetoden:

Erhålla partiklar av liten storlek;

Enkel kontroll av bildandet av en oxidfilm på ytan av partiklarna;

Låg oxidation av lödpartiklar.

De resulterande lödpulverpartiklarna är 1–100 µm stora. Lödpartikelstorleksfördelning och partikeldiameter påverkas av lödmatningshastighet, spindelhastighet och syrehalt.

Ris. 4. Beredning av lödpulver genom gassprutning

Pulvret erhålls i en behållare ca 5 m hög och 3 m i diameter, som är fylld med kväve och syre med mycket låg densitet (se fig. 4). Lödtackor smälts i en degel som finns på toppen av tanken. Smält lod droppar ner på en spindel som roterar med hög hastighet. När loddroppar träffar spindeln sprutas lodet mot tankens väggar, medan lodet blir sfäriskt och stelnar innan dessa partiklar når tankens vägg.

Ris. 5. Graden av oxidation av lödpartiklar beroende på deras storlek

Lödpulvret går sedan in i sorteringssilen, där det är bäst att använda lödpulver dubbelsorteringsmetoden. I det första steget sorteras pulvret med en kvävestråle från en fläkt. Detta eliminerar partiklar med storlekar mindre än önskat. Sedan går pulvret till en sikt, där partiklar med storlekar som överstiger de angivna värdena hålls kvar.

Lödpastor med en partikelstorlek på 20-38 mikron används för montering av tryckta kretskort med en stencilbländarstigning på upp till 0,4 mm och med en storlek på 20-50 mikron - för en stigning på 0,5 mm.

Två faktorer påverkar kvaliteten på pulver.

Partikelstorleksfördelningen påverkar lödpastans reologi, tryckning, flöde, de-stencilbeteende och prestanda för limpastan. Minsta storlek på schablonöppningarna beror på den minsta storleken på dynorna på kretskortet, medan den maximala storleken på öppningen är mindre än eller lika med dynans storlek. Välj önskad partikelstorlek utifrån att minst 5 lödpartiklar måste passa in i stencilens minsta öppning, som visas i fig. 12.

Flöde

Den andra komponenten i lödpasta är flussmedel. Rollen för flussmedlet i lödpastor är densamma som vid våglödning eller selektiv lödning. Flux bör:

Ta bort oxidfilmen och förhindra återoxidation under lödningsprocessen. Metallytor vid höga temperaturer under smältning oxiderar snabbt. De fasta komponenterna i flussmedlet vid dessa temperaturer mjuknar och blir flytande, vilket täcker och skyddar de lödda ytorna från återoxidation. Flux återställer metall och tar bort oxidfilm från kontaktytan på elektroniska komponenter, PCB-finishen och lödpulvrets yta;

Ta bort smuts. Fluxen kommer dock inte att klara av ett stort antal svettfetttryck, så det är bättre att ta brädan i händerna med handskar;

Säkerställ viskositetsstabiliteten hos den pasta som krävs för utskrift och återflöde.

De huvudsakliga flussmedelskomponenterna och deras roll visas i tabell 3.

Tabell 3. Huvudflödeskomponenter och deras roll

Grupp	Ämnen	Vad som påverkas	Förklaring
Aktivatorer	Aminhydroklorid. Organiska syror etc.	Aktiverande förmåga (lödbarhet). Tillförlitlighet (ytbeständighet hos fluxrester, nivå av elektromigrering och korrosion). Hållbarhetstid.	Det är dessa komponenter som huvudsakligen ger effektivt avlägsnande av oxider. Aktivatorer mjukar inte bara upp och gör trähartser flytande, de väter också metallytan och reagerar med oxider.
Harts	Träkolofonium. Hydret kolofonium. oproportionerligt kolofonium. polymeriserande kolofonium. Kolofonium denaturerat med fenol. Kolofonium denaturerat med eter.	Täta. Lödbarhet. Sedimentmotstånd. Klibbighet. Flux restfärg. Testbarhet.	Dessa typer av kolofonium mjuknar under förvärmningssteget (mjukningspunkt 80–130°C) och sprids över lodpartiklarnas yta och över substratet. KOKI använder vanligtvis naturligt träkolofonium. Beroende på typ av bearbetning har de en annan färg (oftast gul eller gul-orange), aktiverande förmåga och mjukningspunkt. För att kontrollera bearbetningsegenskaperna (precisionsbeständighet, klibbighet, etc.), såväl som egenskaperna hos återstoden (dess färg, duktilitet, förmåga att ge kretstestbarhet), innehåller flussmedlet vanligtvis minst 2-3 olika typer av kolofonium.
Tixotropa material	Bivax. Hydrerad ricinolja. Alifatiska amider.	Utskriftstydlighet. Viskositet. Tixotropi. Sedimentmotstånd. Lukt. Tvättbarhet.	Dessa komponenter gör pastan motståndskraftig mot skjuvspänningar som uppstår under tryckning och installation av komponenter på skivan, och återställer pastans viskositet efter att den applicerats på substratet. Ytterligare komponenter gör det enkelt att separera pastan från stencilen, vilket förbättrar utskriftskvaliteten.

Låt oss nu överväga de faktorer som påverkar utskriftskvaliteten.

Ris. 6. Faktorer som påverkar utskriftskvaliteten

SKRIVARE

Den elektroniska industrin utvecklas, och tätheten av komponenter på kretskortet ökar, och storleken på komponenterna minskar. På grund av detta skärps kraven på lödpastors egenskaper och kvalitet.

En kritisk faktor vid montering av tryckta kretskort med hög densitet är valet av utrustning och utskriftsparametrar, såväl som kvaliteten och egenskaperna hos lödpastor. Detta innebär att även om en potentiellt mycket bra lödpasta väljs, kan resultatet bli deprimerande bara på grund av felaktig inställning av skrivarens driftsparametrar eller det dåliga valet av skrapan och metoden att tillverka stencilen.

De faktorer som bestämmer utskriftskvaliteten listas i figur 6. Låt oss titta närmare på dem.

stenciler

Metoder för att göra stenciler (se fig. 7):

Kemisk etsning;

laserskärning;

Elektrotyp.

Tidigare användes stenciler erhållna genom kemisk etsning på grund av deras relativa billighet. Formen på öppningarna i sådana stenciler gör det dock inte möjligt att erhålla högkvalitativa utskrifter med en öppningsstorlek på mindre än 0,5 mm.

Laserskurna schabloner har mindre öppningar, men beläggningar kvarstår på öppningarnas väggar, som ett resultat av smältningen av metallen. Utan ytterligare bearbetning kan sådana schabloner inte användas för öppningar som är mindre än 0,4 mm breda eller för BGA-paket med paddiametrar på 0,25–0,3 mm. Detta problem löses enkelt genom att elektropolera stenciler, vilket tar bort ojämnheter från öppningsväggarna, vilket gör det möjligt att använda sådana schabloner med öppningsstorlekar upp till 0,2 mm.

Den tredje metoden - elektroformning - producerar stenciler med öppningar upp till 0,1 mm. Det används extremt sällan, eftersom denna storlek på öppningar praktiskt taget inte används, och produktionskostnaden är hög.

Tjockleken på stencilen bestäms av minimimåtten och avståndet mellan öppningarna. Ju tunnare schablon, desto bättre utskriftsresultat, eftersom tunna schabloner orsakar mindre skjuvspänning i pastan när den släpps från substratet (se figur 8).

Ris. 8. Ju tunnare mallen är, desto mindre skiftar pastan när den separeras från substratet

Det är önskvärt att bländarstorleken är något mindre än PCB-kudden för att kompensera för stencilsträckning, inriktningstoleranser och lödpastans sjunkande. Ett exempel på öppningen för kontaktdynan på QFP-paketets utgång (0,5 mm stigning) visas i figur 9.

Ris. 11. I hål med rundade hörn är vidhäftningen mellan pastan och hålens väggar mindre

Ris. 12. Det minsta hålet i stencilen ska passa 4 till 5 av de största lödkulorna.

Den geometriska formen på öppningarna påverkar kraftigt antalet löddefekter. Därför måste tillverkningen av stenciler hanteras mycket ansvarsfullt, både på designstadiet och vid tillverkningsstadiet.

Figur 10 illustrerar reglerna för beräkning av öppningars storlek. Figur 11 visar att vid användning av öppningar med rundade hörn minskar vidhäftningen mellan pastan och öppningarnas väggar när stencilen separeras från substratet, vilket minskar förvrängningen av skriva ut.

När det gäller den minsta storleken på öppningarna måste minst 5 av de största lödkulorna passa in i den minsta öppningen längs dess mindre sida (se fig. 12).

Rakely

Skrapar är av gummi och metall. Gummischaber är uppdelade i form i kvadratiska, platta och fram- och återgående (se bild 13). Det är omöjligt att säga vilken av skraporna som är bättre: pastans spridbarhet beror på skrapans arbetsvinkel och god spridbarhet säkerställer att varje öppning fylls ordentligt med lödpasta.

Arbetsvinkeln för den fram- och återgående skrapan är 70–80°. Eftersom den nedåtriktade kraften är relativt liten är denna skrapa mer lämpad för pasta med låg viskositet.

En fyrkantig skrapa har en arbetsvinkel på 45°. Den utövar ett högt tryck på lödpastan, så det är bäst att använda för högviskösa pastor. Om du arbetar med denna skrapa med lågviskösa pastor, kommer pastan att flyta under stencilen (se bild 14).

Planskrapans arbetsvinkel är 50–60°. Genom att ändra lutningsvinkeln är det möjligt att arbeta med pastor av olika viskositeter.

När du arbetar med gummiskrapor måste du hela tiden se till att arbetskanten alltid är vass. När kanten slits måste du öka trycket för att slippa smeta ut pastan. Samtidigt ökar också trycket under vilket öppningarna fylls med pasta, vilket ökar friktionen mellan lodpartiklar och negativt påverkar pastans separerbarhet från öppningarnas väggar.

Till skillnad från gummiskrapor, slits inte styva metallskrapor, de håller länge och fångar inte upp pasta från hål.