Начинаем неделю с вхождения в мир паяльной пасты - дадим определения и познакомимся с основными сущностями. Начнем с припоя.
Что такое паяльная паста
Паяльная паста — это материал, который используется при поверхностном и иных видах монтажа для обеспечения электропроводящего соединения между контактными площадками платы и выводами устанавливаемых компонентов.
На вид это густое, тяжелое вещество со слабозаметной неоднородностью, несколько напоминающее мороженое. Оно состоит из смеси порошкообразного припоя, связующего и других добавок, в зависимости от назначения. Флюсовая составляющая пасты содержит канифоль или синтетические смолы, активаторы, добавки для контроля вязкости, стабилизаторы и растворители.
Одним из важнейших достоинств пасты является ее многофункциональность и технологичность применения. Паста лучше твердого припоя за счет меньшего количества брызг, способности фиксировать детали до пайки, что также позволяет автоматизировать процесс.
Припой
Важнейшим компонентом, определяющим свойства пасты, является припой Содержание припоя в пасте задает высоту проводящего слоя, осадку и растекание, и указывается в процентах массы. Высокое содержание металла присуще пастам для трафаретной печати, меньшее — дозируемым.
Высота оплавленного припоя отличается от толщины нанесенной пасты и составляет 50-90% исходного слоя при содержании металла 25-90%.Наиболее типичное содержания металла находится в диапазоне 80-90%
Состав припоя подбирается в зависимости от предназначения пасты:
Пайка общего назначения в ремонтируемых узлах осуществляется оловянно-свинцовым припоем (ПОС), состава аналогичного припоям ПОС, однако, каждый крупный производитель включает в линейку специализированные сплавы с добавлением легирующих присадок. Так, введение серебра в состав расплава повышает электрические свойства, радикально улучшает смачиваемость и растекаемость, стабилизирует структуру при кристаллизации, что позволяет значительно увеличить показатели прочности и долговечности полученного соединения.
Еще прочность состава увеличивает медь. Она же улучшает адгезию к медьсодержащим поверхностям. Добавление сурьмы предполагается в случае вибростойкого соединения, а в общем случае, помогает выровнять время расплавления по всей площади изделия.
Экологические требования, особенно в потребительской электронике, зачастую предполагают бессвинцовую рецептуру пасты. В этом случае свинец заменяют висмутом, который, кроме этого, способствует уменьшению поверхностного натяжения и снижает температуру плавления припоя.
Соответствующая рецептура подбирается под уровень надежности, определяемый в зависимости от специфики изделий. В соответствии со стандартом IPC, электронные изделия делятся по классам:
● 1 — Изделия общего назначения, бюджетная потребительская электроника. Допустимо некоторое количество дефектов, критерии надежности мягкие.
● 2 — Изделия ответственного изготовления,бытовая техника, автоэлектроника.
● 3 — Изделия, с повышенными требованиями к надежности.
○ 3A — авиакосмическая техника
○ 3B — военная техника
○ 3C — медицинская, аналитическая техника
Фракция припоя
По ASTM B-214, размер частиц оценивается густотой ячеек сетки, через которую может пройти определенное количество частиц. Например, параметр –200/+325 означает, что по крайней мере 99% частиц по массе пройдут через сетку в 200 ячеек/кв. дюйм и менее 20% — через сетку в 325 ячеек/кв. дюйм. Распределение фракций порошка влияет на реологию паяльных паст, текучесть, стабильность печати. Размер апертур трафарета определяется размером контактных площадок на печатной плате так, что максимальный размер апертуры меньше или равен ее размеру.
Приведенные типы пасты являются минимально достаточными для эффективной пайки. В настоящее время, для пайки компонентов 0201 и более миниатюрных, рекомендуется применение паяльных паст фракции 6. Ввиду малого размера частиц в них, пайка должна производиться в условиях инертной атмосферы.
Необходимая фракция припоя подбирается из соотношения «минимальная ширина окна = 5 частиц припоя»
Вот и все на сегодня, надеюсь, вам понравилось. В следующий раз мы поговорим о флюсах.
Задавайте ваши ответы.
Главный инженер компании ProSMD - Георгий Александров