Паяльные пасты производства компании AIM

Иностранное предприятие «Стела Нова» пос­тавляет полный совместимый ряд паяль­ных материалов, в том числе и паяльные пасты, производимые фирмой AIM. Данные пасты относятся к материалам, предназначенным для поверхностного монтажа, они в течение многих лет известны на международном рынке безупречным качеством и высокой технологичностью. Основными преимуществами паяльных паст AIM перед другими паяльными формулами являются: точность дозирования припоя и флюса и срок хранения в холодильных камерах до 1 года. 

Компания AIM изготавливает паяльные пасты на основе любого из сплавов производства этой компании. Составом сплава обуславливаются физические свойства пасты, а также определяется температурный режим пайки. Наиболее распространенными являются сплавы Sn62/Pb36/Ag2 и Sn63/Pb37.

Компания «Стэла Нова» пос­тавляет полный совместимый ряд паяль­ных материалов, в том числе и паяльные пасты, производимые фирмой AIM. Дан­ные пасты относятся к материалам, пред­назначенным для поверхностного монта­жа, они в течение многих лет известны на международном рынке безупречным качеством и высокой технологичностью. Основными преимуществами паяльных паст AIM перед другими паяльными фор­мулами являются: точность дозирования припоя и флюса и срок хранения в холодильных камерах до 1 года. Это способствует пре­дотвращению растекания припоя, что, в свою очередь, обеспечивает хороший вне­шний вид соединения, и возможность по­дачи припоя в соединения сложной кон­фигурации.Паяльные пасты представляют собой механическую смесь ряда субстанций: флюса, порошкообразного сплава-при­поя и связующего материала. При этом свойства паяльной пасты обусловлены характеристиками входящих в ее состав веществ: 
    
1) Порошкообразный сплав-припой:
a) Состав сплава.
Компания AIM изготавливает паяль­ные пасты на основе любого из сплавов производства этой компании. Составом сплава обуславливают­ся физические свойства пасты, а также определяется температурный режим пайки. Наиболее распространенными являются сплавы Sn62/Pb36/Ag2 и Sn63/Pb37.
b) Размер и форма порошковых час­тиц.
Современные средства производства позволяют компании AIM получать ши­рокий спектр дисперсности порошков всех сплавов, как основных, так и спе­циальных. Дисперсность порошка оп­ределяется величиной зазора и методом нанесения паст на поверхность паяемых соединений. Наиболее универсальным размером металлических частиц можно считать 45 микрон, что является типом 3 по классификации AIM. Форма частиц во многом определяет воз­можность нанесения пасты тем или иным способом. Частицы сферической формы позволяют наносить пасту, как через до­затор, так и через трафарет-сетку.
c)  Содержание металла в пасте.
Содержание металла определяет тол­щину оплавленного припоя, оседание и растекание порций пасты и другие свойс­тва. Обычно содержание металла варь­ируется в пределах 85-90% по массе, что является наиболее приемлемым для боль­шинства практических применений.
2)   Флюс:
a) Тип флюса.
Вводимый в паяльную пасту флюс иг­рает ту же роль, что и флюс, используе­мый при контактной пайке. Для изготов­ления паст фирмой AIM используются различные типы флюсов: безотмывные, водосмываемые и RMA. Тип и состав флюса влияет на физические свойства пасты, обуславливает ее активность и особенности отмывки.
3) Связующие вещества.
Связующие вещества, вводимые в по­рошок припоя, обычно нейтральны к припою в процессе хранения и пайки, а при нагревании расплавляются и испаряются без образования трудноудаляемых твер­дых остатков. Именно связующие вещес­тва придают паяльной пасте требуемую вязкость, препятствуют ее расслоению и растеканию, определяют разрешающую способность пасты и обеспечивают ее клеящие и адгезивные свойства.
С помощью подбора компонентов пасты можно изменять характеристи­ки пасты, в частности ее реологические характеристики, включая способность пасты к вязкому течению и деформации. Обычно пасты с низкой вязкостью ис­пользуются при необходимости их нане­сения на большую поверхность, а более вязкие пасты чаще используются для ав­томатического дозирования. Как прави­ло, способ нанесения определяет и вари­ант фасовки: банки, тубы, картриджи.
Рассмотрим различные типы паяль­ных паст AIM и их свойства на примере паст, изготовленных на основе серебросо-держащего сплава Sn62/Pb36/Ag2. Этот сплав является наиболее распростра­ненным в ряду традиционных сплавов, содержащих свинец, и характеризуется температурой плавления 179оС. Компа­ния AIM производит целый ряд бессвин­цовых паяльных паст с различными ви­дами флюса. Подробно бессвинцовые па­яльные материалы будут рассмотрены в одном из последующих номеров журнала. Также Вы можете получить подробную консультацию у специалистов компании.
ПАЯЛЬНЫЕ ПАСТЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ОТМЫВКИ
Паяльные пасты этого типа фирмой AIM разработаны на основе синтетичес­ких материалов. Остатки таких паст не являются коррозийными и токопроводя-щими и могут быть оставлены на плате без отмывки при условии эксплуатации платы в условиях стандартной влаж­ности и температуры. Тем не менее, ряд производственных процессов требует повышенной надежности производимой продукции и, следовательно, отмывки ос­татков паст с печатных плат. В этом слу­чае для отмывки могут применяться спе­циальные средства (например, AIMterge 520A и DJAW-10), изготовленные компа­нией AIM, на которых подробнее мы ос­тановимся в следующей статье. Все безотмывные паяльные пасты AIM совместимы с любым безотмывным флюсом производства этой компании, а также любым трубчатым припоем AIM, рекомендованным компанией для рабо­ты с безотмывными материалами. Под­робная информация о флюсах и припоях AIM размещена в предыдущем номере журнала.
Свойства и сравнительные характе­ристики некоторых паст AIM   с безотмывным флюсом приведены в таблицах
2 и 3.
Все перечисленные в таблицах 2 и 3    пасты соответствуют требованиям Bellcore и IPC. Одним из бесспорных преимуществ приведенных паст является продолжительное время жизни на трафа­рете и улучшенная реакция на простой трафарета. Кроме того, все безотмывные паяльные пасты AIM имеют длительный срок хранения: до 1 года в холодильнике при температуре около 40С, и до 6 меся­цев при комнатной температуре.
ВОДОСМЫВАЕМЫЕ ПАЯЛЬНЫЕ ПАСТЫ AIM
Водосмываемые паяльные пасты, как правило, активированы органическими веществами и имеют кислотную реакцию. Этим объясняется необходимость отмыв­ки остатков этих паст, которые могут пос­лужить причиной коррозии, с платы. Как правило, чем более активна паста, тем ко­роче допустимый промежуток времени между оплавлением и отмывкой, которая производится горячей водой.
Следует отметить, что, как правило, для оплавления водосмываемых паст ре­комендуется использовать температур­ный режим «нагрев-пик». Это связано с тем, что при использовании режима «на­грев-выдержка-пик» может негативно влиять на активность водосмываемых па­яльных паст.
Основные характеристики паяльной пасты WS483 с водосмываемым флюсом представлены в таблице 4 и 5.
Все водосмываемые паяльные пасты настоятельно рекомендуется хранить в холодильнике при температуре около 40С. Они совместимы с любыми водо-смываемыми флюсами и трубчатыми припоями производства AIM, предназна­ченными для работы с водосмываемыми материалами.
Паяльная паста WS483 может быть ре­комендована как для трафаретной печати, так и для нанесения через дозатор.
RMA ПАЯЛЬНЫЕ ПАСТЫ AIM
RMA паяльные пасты являются актив­ными пастами, разработанными на основе канифоли. Свойства RMA паяльных паст AIM могут быть рассмотрены на приме­ре наиболее широко применяемой пасты RMA/NC 212 , характеристики которой приведены в таблицах 6 и 7. RMA/NC 212 сочетает в себе свойства:
•   безотмывных паяльных паст, так как остатки этой пасты могут быть остав­лены на плате без отмывки. Тем не ме­нее, совместимость остатков зависит от требований, предъявляемых к пла­те.
•   RMA паст, демонстрируя высокую ак­тивность и смачивание. RMA пасты могут применяться в со­четании с RMA флюсами и трубчатыми припоями, совместимыми с RMA мате­риалами. Остатки этих паст могут быть удалены с платы с помощью специальных средств для отмывки.
Оплавление RMA/NC 212 произво­дится соответственно термическому ре­жиму «нагрев-выдержка-пик». RMA/NC 212, подобно безотмывным паяльным пастам AIM, сохраняет свои свойства в течение 1 года в холодильнике, при тем­пературе около 40С, и в течение 6 месяцев при комнатной температуре. Все паяльные пасты AIM поставля­ются в стандартных упаковках, а также могут поставляться в специальных упа­ковках по требованиям заказчика. На­иболее употребляемыми стандартными являются:
•   Банки 500 г для трафаретной печати,
•   Шприцы 10 см3 с содержанием пасты 35 г.
Являясь сложной субстанцией, любая паяльная паста требует соблюдения опре­деленных правил хранения, подготовки к работе, нанесения и оплавления. Краткие сведения о наиболее распространенных проблемах, возникающих в процессе при­менения паяльных паст, и способы их ус­транения приведены в таблице 7.
Вместе с тем, в значительном коли­честве случаев дефекты поверхностного монтажа зарождаются еще до того, как паяльная паста была извлечена из упа­ковки. Дело в том, что разработанные из­готовителем характеристики паяльных паст (время схватывания, время жизни на трафарете, реология) по мере старения пасты могут подвергаться негативным из­менениям. Этих изменений можно избе­жать, соблюдая условия транспортиров­ки, хранения и применения. Остановимся подробнее на основных факторах, влияю­щих на свойства паяльных паст.
Воздействие окружающей среды. Па­яльные пасты особенно чувствительны к теплу и влажности, воздействие которых может существенно повлиять на свойства и срок хранения пасты. Некоторое рас­слоение паяльной пасты, когда на ее по­верхности появляется небольшое коли­чество флюса, является нормальным для паяльной пасты. Но в результате воздейс­твия избыточного тепла расслоение пасты резко возрастает, приводя к изменению ее реологии и, следовательно, дефектам пе­чати и оплавления. Внешним признаком этого явления может служить значитель­ное количество флюса, выделившееся на поверхности пасты.
Поскольку все паяльные пасты гигрос­копичны, по отношению к ним влажность является одним из наиболее разрушаю­щих загрязняющих агентов. Паяемость паяльной пасты зависит от окисленнос-ти и загрязненности поверхности частиц порошка припоя. Усиление окисления порошкового припоя в результате воз­действия влажности ведет к уменьшению остаточной активности флюса, так как большая часть его активности расходу­ется на очистку порошкового припоя от окислов. Результатом может быть ухуд­шение смачивания, растекание, ведущее к образованию токопроводящих перемы­чек, разбрызгивание флюса и сокращение времени схватывания.
Принципы транспортировки заклю­чаются в минимизации негативного воз­действия окружающей среды на паяль­ную пасту и сводятся к сокращению вре­мени транспортировки и использованию термоизоляционной упаковки.
Паяльную пасту рекомендуется хра­нить в холодильнике при температуре около 4оС, что в большинстве случаев уд­ваивает срок ее хранения. При невозмож­ности хранить пасту в холодильнике не­обходимо контролировать температуру и
влажность воздуха в помещении, где хра­нится паяльная паста, не допуская резких перепадов. Температура воздуха не долж­на превышать 25оС, а влажность – 80%.
При подготовке паяльной пасты к ра­боте следует извлечь ее из холодильника и дать ей возможность прогреться естествен­ным путем до комнатной температуры. Не следует распечатывать пасту и открывать банку до того, как паста полностью про­греется, что в среднем занимает 4-6 часов. Не следует пытаться форсировать процесс прогревания пасты, так как это может при­вести к ее расслоению и/или негативно воздействовать на ее реологию.
После того, как паста согреется, ее не­обходимо аккуратно и тщательно переме­шать в одном направлении в течение 1-3 минут. Это обеспечивает соединение рас­слоившихся составных частей пасты. Тем не менее, не следует перемешивать пасту слишком интенсивно или слишком долго, так как это может привести к ее разжиже­нию и, следовательно, к возможному рас­теканию пасты и образованию токопрово-дящих перемычек.
Процесс подготовки паяльной пасты к работе можно автоматизировать путем использования специальных устройств для подготовки паяльной пасты. Такие устройства сводят подогрев и переме­шивание пасты в единую автоматически выполняемую операцию, что, в конечном счете, благоприятно влияет на весь произ­водственный процесс. Подготовка паяль­ной пасты к непосредственному исполь­зованию и приведение ее в оптимальное рабочее состояние происходит не более чем за четверть часа независимо от ее ис­ходной температуры.
Как уже было отмечено, воздействие тепла и влажности разрушительно для пасты. В идеале, температура и влажность воздуха в зоне печати должны составлять 22-26оС и 40-50% соответственно. Кроме того, не должно быть воздушных потоков (теплых или холодных), направленных непосредственно на трафарет, так это вы­зывает подсыхание пасты. Следует заме­тить, что некоторые принтеры, оснащен­ные системами контроля внешней среды, могут вызывать циркуляцию воздуха вокруг трафарета. Путем несложных мо­дификаций эта циркуляция может быть устранена или значительно сокращена, что в большой степени продлевает жизнь пасты на трафарете.
Первичное количество пасты, наноси­мой на трафарет при начале работы, пре­вышает необходимое в 2-3 раза. Длина первичного валика пасты должна соот­ветствовать области печати, диаметр –
около 13-17 мм. Для обеспечения качест­венной печати необходим контроль коли­чества пасты во время работы принтера. Это достигается путем добавления пасты небольшими количествами через корот­кие интервалы, обеспечивая постоянное наличие свежей пасты на трафарете. На­против, если добавлять пасту большими порциями 1-2 раза за смену, то ее качест­во может ухудшаться за счет длительного воздействия окружающей среды.
Распечатанные банки с пастой реко­мендуется хранить плотно закрытыми при комнатной температуре, не помещая их в холодильник. Повторное охлажде­ние пасты может привести к конденсации влаги, поступившей в пасту из окружаю­щего воздуха и, как следствие, к описан­ным выше проблемам, связанным с воз­действием влаги.
Возможно повторное использование оставшейся на трафарете пасты, хотя это и не является широко рекомендуемой практикой. В этом случае следует собрать оставшуюся пасту в отдельную банку и затем добавлять ее на трафарет в равных пропорциях со свежей пастой. Пропор­ции могут варьироваться для достиже­ния наилучшего эффекта, но в целом этот метод способствует минимизации ущер­ба качеству печати. Тем не менее, многие производственные компании предпочи­тают не использовать пасту повторно во избежание возможных проблем.
Частота очистки трафарета зависит от особенностей конкретного процес­са. Иногда требуется очищать трафарет после каждой платы, и иногда – один раз за смену. В любом случае, для очистки трафарета следует применять специаль­ные средства, не вызывающие высыхание пасты. Тем не менее, следует тщательно удалять излишки средства с трафарета, так как они могут вызывать разжижение пасты или препятствовать нормальному скольжению пасты по трафарету.
В заключение следует сказать несколь­ко слов о необходимости соблюдения правил безопасности при работе с паяль­ными пастами, являющимися умеренно опасными веществами. Использование соответствующей рабочей одежды и пер­чаток, хорошая вентиляция рабочей зоны и аккуратное хранение пасты являются необходимыми мерами предосторожнос­ти в работе с этими материалами.
В следующей статье будут рассмотре­ны предлагаемые компанией AIM:
•   Отмывочные жидкости.
•   Бессвинцовые материалы.
Продолжение следует.