Низкотемпературные бессвинцовые припойные пасты на основе сплава sn 42 bi 58

Низкотемпературные бессвинцовые припойные пасты на основе сплава sn 42 bi 58 Инструменты

Паяльные пасты: требования к металлическим порошкам

Применяемым в паяльных пастах металлическим порошкам предъявляются достаточно жесткие требования по наличию примесей и однородности частиц.

Порошок 3 го типа для припоя SAC

Тип пастыДопуски на размер частиц, нмДиаметр частиц, мкм
3

Флюс в паяльной пасте: роль и свойства

Вторым, не менее важным ингредиентом паяльной пасты является флюс. Именно его свойства определяют такие характеристики паяльной пасты, как транспортируемость/хранимость, печатаемость (наносимость), параметры удержания и монтажа компонента, оплавляемость.

В составе каждого флюса имеется ряд веществ, меняющихся в зависимости от назначения.

Классификация паяльных флюсов

Ряд паяльных паст содержит в своем составе комбинированный флюс, состоящий из смеси этих канифолей. Также согласно ГОСТ 19250-73 Флюсы паяльные. Классификация паяльные флюсы можно разделить на значительно большее количество групп, различающихся по разным признакам.

Процесс приготовления паяльной пасты

В ходе приготовления пасты используются следующие материалы:

  • Флюс
  • Металлический порошок
  • Ингибиторы
  • Пластификаторы
  • Отдушки

Важность флюса

В бессвинцовых пастах данный компонент очень важен для обеспечения смачиваемости паяемых поверхностей.

Равномерность и стабильность

Очевидно, что процесс приготовления пасты отработан, если полученная в результате смесь равномерна и стабильна.

Читайте также:  <strong>паяльный флюс f 3 для электроники, 80 мл</strong>

Соотношение компонентов

Большинство паст содержат 10–12% флюса в весовом соотношении. В объемном соотношении процент металл-флюс может составлять примерно 50 на 50.

Низкотемпературные бессвинцовые паяльные пасты

Сегодня на рынке представлено огромное количество импортных низкотемпературных бессвинцовых паяльных паст, однако в условиях нынешней ситуации перед технологами предприятий встает задача применения именно российских материалов для пайки, в частности безотмывочных низкотемпературных припойных паст.

Применение российских материалов

Основными материалами, которые могут быть использованы при низкотемпературных процессах, являются сплавы олово-висмут (Sn58Bi) и олово-висмут-серебро (Sn57–57,6Bi0,4–1Ag), с температурой плавления +138°С. При использовании низкотемпературных оловянно-висмутовых паяльных паст также снижается потребление энергии, если сравнивать их с паяльными пастами на основе Sn3Ag0

Линейка бессвинцовых припойных паст

В данной статье рассмотрим линейку бессвинцовых припойных паст производства АО НИТИ АВАНГАРД.

Таблица 1 – Линейка бессвинцовых припойных паст

Марка припойной пастыРазмер частиц порошка, мкмХарактеристика флюса
ПП-42-3-90КН0От 25 до 45Канифольный некоррозионный слабоактивированный водонесмываемый
ПП-42-4-90КН0От 20 до 38
ПП-42-3-90КН1От 25 до 45Канифольный некоррозионный с малым содержанием галогенов, водонесмываемый
ПП-42-4-90КН1От 20 до 38

Низкотемпературные бессвинцовые припойные пасты

Паяльные пасты в составе которых свинец заменен на висмут называются низкотемпературными бессвинцовыми паяльными пастами.

Что такое висмут?

Висмут — химический элемент 15-й группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 83. Обозначается символом Bi. Простое вещество представляет собой при нормальных условиях блестящий серебристый с розоватым оттенком металл. Висмут входит в категорию тяжелых металлов и обладает умеренной токсичностью в сравнении с тем же свинцом, который близок ему по свойствам.

Переход к низкотемпературной бессвинцовой технологии

В настоящее время существуют три основные причины перехода к низкотемпературной бессвинцовой технологии:

  1. Увеличение срока службы изделий.
  2. Улучшенные условия хранения припоев.
  3. Возможность использования компонентов, не выдерживающих высокие температуры.

Преимущества низкотемпературных припоев

У низкотемпературных бессвинцовых припойных паст по сравнению с оловянно-свинцовыми припойными паяльными пастами выгодно отличается срок службы, хранение, текучесть, и возможность применения компонентов, которые не выдерживают высокую температуру.

Предприятиям, переходящим на низкотемпературную бессвинцовую технологию необходимо понимать, что при оплавлении этой припойной пасты потребуется более низкая температура пайки. Низкие температуры позволяют уменьшить нагрузки, которым подвергаются печатные платы и установленные на них компоненты, а также уменьшают интерметаллические образования в паяных соединениях.

Температурно-временной профиль оплавления пасты олово-висмут

Рисунок 1 – Температурно-временной профиль оплавления пасты олово-висмут.

Оптимальный профиль может отличаться от рекомендованного из-за типа печи, типа сборочной линии, или других переменных процесса.

Структура технологического процесса

На рисунке 2 представлена типовая структурная схема технологического процесса изготовления электронных модулей сложного смешанного монтажа.

Типовая структурная схема технологического процесса изготовления электронных модулей сложного смешанного монтажа

Рисунок 2 – Типовая структурная схема технологического процесса изготовления электронных модулей сложного смешанного монтажа.

Предприятие АО НИТИ АВАНГАРД предлагает применения низкотемпературные бессвинцовые припойные пасты марки ПП-42-3(4)-90(89)КН0(1), которая изготовлена из высокочистого сплава и является легкоплавкой бессвинцовой и низкотемпературной паяльной пастой с содержанием висмута, за счет которого улучшается легкоплавкость паяльной пасты.

Припойная паста на основе сплава олова-висмут является однородной смесью паяльного порошка, шарики припоя изготовлены только из припоя наивысшей чистоты. НИТИ АВАНГАРД уделяет огромное внимание при изготовлении паяльной пасты на минимальное количество окислов и высокую сферичность шариков припоя.

## Припойные пасты марки ПП-42-3(4)-90(89)КН0(1)

Припойные пасты марки ПП-42-3(4)-90(89)КН0(1) предназначены для сборки электронных устройств в том числе и оборонной промышленности при условии выполнения ступенчатой пайки. В случае гражданского применения паст марки ПП-42-3(4)-90(89)КН0(1) они не требуеют отмывки, обладают хорошей активностью и оставляют после пайки минимальное количество остатков флюса, который не является коррозионным.

Припойные пасты марки ПП-42-3(4)-90(89)КН0(1) разработаны специально для обеспечения качественной пайки до температуры 170°С и полностью соответствуют требованиям бессвинцовой низкотемпературной технологии.

## Характеристика припойных паст марок ПП-42-3(4)-90(89)КН0(1)

| Характеристика                   | Значение                     |
|----------------------------------|------------------------------|
| Доля флюса (% от массы)           | От 8 до 10%                  |
| Удаление остатков флюса           | Безотмывная (возможна отмывка при необходимости) |
| Пик оплавления                   | 138 °С                       |
| Срок жизни на трафарете           | До 10 часов                  |
| Срок жизни после вскрытия упаковки| 30 дней и более*             |
| Отмывочная жидкость               | ОЖ 21А, ОЖ-27А               |
| Тип оплавления                    | конвекционный                |
| Вязкость                          | Печать, дозатор               |
| Проникающая коррозия после пайки | отсутствие                    |
| Кислотное число, мг/г КОН         | не менее 38                   |
| Поверхностное сопротивление изоляции (SIR) | ≥100 МОм           |
| Электрохимическая миграция (ЕСМ)  | Тест пройден                  |
| *при условии правильного хранения|                               |

Припойные пасты марки ПП-42-3(4)-90(89)КН0(1) (рис 3,4) полностью прошли все указанные испытания, являются высокотехнологичными, современными и наиболее рентабельными припойными пастами. Они прекрасно подходят для применения в технологии поверхностного монтажа, для пайки светодиодных изделий и компонентов, не выдерживающих высокие температуры, а также при изготовлении высокоточных плат поверхностного монтажа широкого диапазона процесса.

## Преимущества линейки припойных паст марки ПП-42-3(4)-90(89)КН0(1)

- Подходят для эксплуатации изделий в районах с умеренным и холодным климатом с категорией размещения 1 (на открытом воздухе).
- Обладают низкой температурой плавления и высокими прочностными характеристиками соединения.
- Устойчивы к появлению трещин при термических нагрузках.
- Не проседают при комнатной температуре и на фазе предварительного разогрева.

Заключение

В завершение подчеркнем, что линейка бессвинцовых низкотемпературных припойных паст ПП-42-3(4)-90(89)КН0(1) на основе сплава олово-висмут обладают отличной паяемостью, оставляют минимальное количество остатков после пайки, разработана специально для обеспечения качественной пайки при температуре ниже необходимой для пайки припоями олово-свинец.

Паста полностью соответствует требованиям бессвинцовой технологии, а флюс создан специально с низкой точкой активации. Паяльная паста поставляется в банках по 500 и 250 гр. в шприцах по 105 и 38 гр.

Припойные пасты производства АО НИТИ АВАНГАРД помогают решать сложные задачи при низкотемпературной пайке и гарантируют надежный результат.

Влияние паяльной пасты на установку и положение компонента

Паяльная паста является связующим элементом, обеспечивающим электрический и механический контакт между печатной платой и компонентом. Важными факторами для обеспечения этого контакта являются качественная печать, качество паяльной пасты и процесс установки компонента.

После нанесения пасты на контактных площадках платы остается отпечаток. Этот объем пасты играет ключевую роль в качестве пайки.

На производстве между нанесением пасты и монтажом компонентов существует временной интервал, который может вызвать задержки. При пайке, паяльная паста может привести к некоторым дефектам. Но поведение паяльной пасты играет решающую роль в формировании дефектов.

Вязкость

Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry.
Lorem Ipsum has been the industrys standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book.

It has survived not only five centuries, but also the leap into electronic typesetting, remaining essentially unchanged. It was popularised in the 1960s with the release of Letraset sheets containing Lorem Ipsum passages, and more recently with desktop publishing software like Aldus PageMaker including versions of Lorem Ipsum.

Вязкость определяет способность пасты удержать установленный компонент и спозиционировать его при пайке. Особенно важна вязкость пасты при монтаже высоких компонентов и компонентов с нестандартной геометрией корпуса. Со временем вязкость пасты изменяется. Для ее определения проводится тестирование в течение определенного времени (до 24 ч, рис. 2). Теоретически отпечатки паяльной пасты после ее нанесения и отделения трафарета должны иметь вертикальные ровные края (стороны) и сохранять свою форму до момента монтажа компонентов. В реальности любая паста обладает осадкой, из-за которой стороны отпечатков оплывают и меняют геометрию. Осадка любой пасты должна быть минимальной, чтобы исключить возможность образования перемычек пасты между контактными площадками, провод-никами или элементами разводки, которые в дальнейшем приведут к коротким замыканиям в схеме.

Низкотемпературные бессвинцовые припойные пасты на основе сплава sn 42 bi 58

Рис. 2. Изменение вязкости пасты с течением времени

Осадка проверяется на паяльной пасте, нанесенной через специальный трафарет на печатную плату со сплошным меднением. Апертуры трафарета увеличиваются от малых к большим в разных направлениях. При этом осадка оценивается при двух внешних условиях — при комнатной температуре и при повышенной температуре в +80 °C. Спустя 20 мин после печати проводится проверка на наличие перемычек между отпечатками.

Более подробно порядок проведения оценки вязкости описан в стандарте IPC-TM‑650 (часть 2.4.34.4) «Методы определения вязкости пастообразного флюса». Для оценки осадки используется IPC-TM‑650 (часть 2.4.35) «Руководство по испытательным методам. Паяльная паста — определение осадки». Иллюстрация данного теста приведена на рис. 3.

Низкотемпературные бессвинцовые припойные пасты на основе сплава sn 42 bi 58

Рис. 3. Тест на осадку. Приемлемо для паст:а) оловянно-свинцовых;б) типа А;в) типа E

Тиксотропность

Этот параметр определяется специальными веществами, поддерживающими требуемый уровень вязкости. Как сказано выше, со временем от момента нанесения (выкладки) пасты на трафарет вязкость паяльной пасты изменяется. После окончания движения ракеля паста начинает растекаться за счет уменьшения вязкости. Для стабильности формы отпечатка и уменьшения растекания и осадки и контролируется уровень тиксотропности, который в свою очередь влияет на указанные параметры.

Низкотемпературная паяльная паста OL-3016.

Низкотемпературная паяльная паста OL-3016 с температурой плавления 138°C является инновационным продуктом, который улавливает мощное и надежное соединение различных материалов. Используется для обслуживания мобильных телефонов, BGA и другой точной сварки. Имеет функцию помощи в сварке и удалении компонентов. С этой пастой можно производить качественные соединения металлов, пластика и других продуктов. Повышение концентрации прочного вещества, выдерживающего экстремальные условия и длительное время.

Преимущества низкотемпературной паяльной пасты OL-3016: Мощное и надежное соединение для разных материалов. Без свинца, без галогенов, без сопротивления. Не требует очищения. Инновационная формула, обеспечивающая качественное соединение. Удобство использования

Быстрая и эффективная пайка

Наша низкотемпературная паяльная паста очень удобна в использовании, что делает процесс пайки легким и продуктивным. Она имеет низкий уровень плавления, что позволяет экономить время и энергию при работе с сырьем. Благодаря своей консистенции паста легко распространяется на поверхности и приближается к покрытию, что гарантирует отличные результаты.

Преимущества использования: Быстрая и эффективная пайка обеспечивает нормальную температуру плавления. Легкое нанесение на поверхность и поверхностное покрытие. Отличные результаты без излишнего труда и затрат. Может использоваться в различных областях, таких как самостоятельный ремонт, покраска, сварка и т.д. Быстрая сварка: подходит для светодиодов, микросхем, ручного ремонта, гораздо быстрее, чем обычный припой. Расширьте свои возможности

Вариативность и широкий спектр применения

Низкотемпературная паяльная паста открывает перед вами новые возможности и расширяет спектр работы.

Паяльная паста OL-3016 может храниться при комнатной температуре или в течение более длительного времени в условиях охлаждения от 0 до 10 градусов по Цельсию. Если храните пасту в холодильнике, извлеките ее за час до использования.

Оплавление

Чаще всего в результате оплавления должен образоваться надежный электрический и механический контакт между медью (Cu, с финишными покрытиями) печатной платы и оловом (Sn, опять же, с покрытием, и, возможно, не чистым, а в составе сплава) — рис. 4. В технологии поверхностного монтажа оплавление — один из самых ответственных этапов технологического процесса. Наиболее распространено оплавление за счет конвекционного нагрева, но есть и альтернатива, такая как парофазная пайка. Однако для ряда изделий до сих пор применяется пайка волной, ее улучшенная реализация — селективная пайка, позволяющая производить пайку выводных компонентов (чаще всего разъемов) на плате с компонентами для поверхностного монтажа. Есть и более узкоспециализированные методы пайки — инфракрасным нагревом, лазером. Суть процесса заключается в том, что нанесенной на печатную плату паяльной пасте требуется образовать соединение между компонентом и печатной платой за счет нагрева всей системы (или конкретных точек пайки).

Низкотемпературные бессвинцовые припойные пасты на основе сплава sn 42 bi 58

Рис. 4. Интерметаллическое соединение на границе металлизация печатной платы — припой — металлизация компонента

Как уже было сказано, паяльная паста представляет собой смесь из металлического порошка и флюса. Флюс, в свою очередь, также может содержать несколько составляющих, влияющих на формирование паяного соединения. Формирование подобного паяного соединения следует строго контролировать. Это касается не только нагрева, но и охлаждения пайки. Общая последовательность этапов нагрева и охлаждения называется температурным профилем оплавления. Каждая стадия пайки имеет свой градиент скорости нагрева или охлаждения. Для оптимальной пайки каждый припой и каждая паяльная паста имеет свой рекомендованный температурный профиль оплавления. Для большинства изделий (плат) температурные профили является оригинальным. К примеру, температурный профиль для материнской платы компьютера и платы для мобильного телефона будут различаться между собой. Кроме того, важными условиями процесса являются такие аспекты, как односторонний или двусторонний монтаж, выполнение пайки в среде инертного газа (азота). Все это оказывает влияние на технологическое окно температурного профиля, по которому в реальности будет проводиться оплавление.

Именно поэтому для любой паяльной пасты представлен диапазон (окно) температурного профиля, в пределах которого может проводиться пайка именно данной пастой (рис. 5). У любого температурного профиля (рис. 6) есть ряд характерных зон, таких как:

Низкотемпературные бессвинцовые припойные пасты на основе сплава sn 42 bi 58

Рис. 5. Технологическое окно температурного профиля паяльной пасты

Низкотемпературные бессвинцовые припойные пасты на основе сплава sn 42 bi 58

Рис. 6. Порошок 3 го типа для припоя SAC

Паяльная паста — сложная, хоть и двухкомпонентная смесь, обладающая рядом характеристик, чрезвычайно важных для формирования качественного надежного паяного соединения. Технологические процессы нанесения пасты, монтажа компонентов и пайки — своего рода искусство, поскольку каждый является многофакторным процессом, умение управлять которым приходит далеко не сразу. И только личный опыт сможет гарантировать конечное качество пайки.

Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий