3 etapy właściwego wyboru pasty lutowniczej

Wstęp Wybór pasty lutowniczej możne umożliwić pomyślny przebieg lub zniweczyć proces montażu. Wybierając odpowiednią pastę dla aplikacji można osiągnąć najwyższą spójność procesu i jakość spoiwa. W tej pracy omówiono najważniejsze kwestie, dotyczące wyboru pasty lutowniczej w celu osiągnięcia założeń produkcji. Celem wszelkich operacji montażowych jest maksymalizacja zarówno jakości jak i wydajności przy jednoczesnej kontroli kosztów. Jakość jest zmaksymalizowana poprzez wybór pasty, która daje najlepsze wyniki w stosunku do materiałów, geometrii i procesów ogrzewania stosowanych w wytwarzaniu produktu. Wydajność jest zmaksymalizowana poprzez wybór produktu do lutowania, który jest właściwy do optymalizacji metod osadzania i ogrzewania. Na koszty produkcji składają się złożone obliczenia, które obejmują materiały, bezpośrednią robociznę, kontrolę, przerabianie i wartość odpadów. Jakość i wydajność odgrywa kluczową rolę w kontroli kosztów. Nie wszystkie produkty do lutowania są takie same, nawet jeśli zgodnie z klasyfikacją wydają się jednakowe. Specjalistyczne pasty lutownicze zwiększają wydajność gotowych produktów. Istnieją różnice we właściwościach zwilżania, kontroli pustych przestrzeni, pozostałości topnika, wytrzymałości stopu, elastyczności stopu i innych parametrów pomiaru, które mogą odegrać znaczącą rolę w osiąganiu wysokiej jakości, wydajności i kosztów osiągnięcia celów. Istotna jest identyfikacja produktu do lutowania, który jest najlepiej przystosowany do wymagań procesów w celu osiągnięcia celów. Wprowadzenie Wybór pasty lutowniczej możne umożliwić lub zniszczyć proces montażu. Wybierając odpowiednią pastę dla aplikacji można osiągnąć najwyższą spójność procesu i jakość spoiwa. Wybór odpowiedniej pasty do lutowania jest procesem trzyetapowym: 1. Wybór stopu. Wymagania dotyczące stopu muszą być sformułowane i należy określić stop, który spełnia wszystkie wymagania samego produktu. 2. Wybór rodzaju topnika. Poprzez proces eliminacji topników z nieakceptowanymi kryteriami, należy zidentyfikować rodzaje topników, które stanowią właściwy wybór. 3. Identyfikacja charakterystyki specjalnych wymagań topnika. Takie kwestie, jak trudne do lutowania powierzchnie, szybkie warunki procesu lutowania rozpływowego, opcje czyszczenia i zagadnienia dotyczące wolnych przestrzeni spoiwa należy rozważyć zanim dokona się wyboru pasty, a nie po wykryciu problemu. Wybór stopu Przy wyborze stopu do lutowania należy brać pod uwagę cztery główne kwestie: zawartość ołowiu, temperaturę topnienia, wielkości cząstek sproszkowanych stopów i wytrzymałość na rozciąganie. Zawartość ołowiu, temperatura topnienia i wytrzymałość są zazwyczaj brane są pod uwagę jednocześnie. W tabeli stopów (Tabela 1) przedstawiona jest statystyka topnienia i wytrzymałości wraz ze składem piętnastu stopów lutowniczych. Stopy zacieniowane na zielono to stopy bezołowiowe. W temperaturach poniżej zestalania, stop będzie występować całkowicie w stanie stałym. W temperaturze powyżej topnienia, stop będzie całkowicie płynny. W temperaturach pośrednich stop jest w stanie plastycznym , nie jest ani w pełni płynny, ani też stały, natomiast wytrzymałość jest bliska zeru. W celu najlepszego nawilżania wymagana jest maksymalna temperatura 15°C lub temperatura znacznie powyżej stanu ciekłego. W celu utrzymana integralności fizycznej podczas późniejszych operacji, takich jak drugi proces lutowania rozpływowego, szczytowa temperatura późniejszej operacji musi być poniżej temperatury zestalania stopu. Wartości wytrzymałości na rozciąganie stopu lutowniczego i wytrzymałości na ścinanie są ważne tylko w temperaturze 25°C przy określonej wartości współczynnika naprężenia dla danego wieku próbki stopu. Wytrzymałość na rozciąganie zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Blisko stanu stałego, wytrzymałość na rozciąganie zbliża się do zera. Gdy wykorzystuje się wartości wytrzymałości do podjęcia decyzji, należy pamiętać, że wymienione wartości są wartościami odniesienia. Należy je używać do porównania, w celu określenia, czy dany stop jest lepszy od innego. Zawierają współczynnik dwóch lub większej liczby jako margines bezpieczeństwa dla zmienności spoiwa oraz aby skompensować zgłoszone nieścisłości wartości wytrzymałości na rozciąganie. Należy mieć świadomość, że stopy z wyższą temperaturą zestalania są bardziej wytrzymałe w wyższych temperaturach. Przykład: Sn95 Ag5w 210 ºC jest gorszy niż Sn5 Pb95 w 210 ºC, pomimo dużych różnic w wytrzymałości na rozciąganie (Tabela 1). Metale rozszerzają się wraz ze zmianą stanu skupienia ze stałego do ciekłego. W wielu zastosowaniach związanych z częściową enkapsulacją, nadmierny nacisk wywierany przez rozszerzanie stopu może powodować pękanie stopu z powodu naprężenia. Stopiony stop podąża w kierunku tych pęknięć, zarówno pękając lub przyczyniając się w przyszłości do zniszczenia. W procesie enkapsulowania należy unikać korzystania ze stopu, który w pełni stopi się w późniejszym etapie ogrzewania. Tabela 1: Tabela Stopów © AMB Uwaga: stopy zaznaczone na zielono są bezołowiowe Następnym elementem wyboru stopu, jest wymagany rozmiar cząstek. Tabela rozmiaru rroszku (Tabela 2) porównuje wielkość cząstek dla typowego druku i wymagań dozowania. Wymiary wymienione dla komponentu (ang. gullwing), kwadrat/koło i rozmiary rozmieszczenia punktu stanowią najmniejsze właściwości zalecane dla tej wielkości proszku. Jeśli właściwość jest mniejsza, należy zastosować następny mniejszy rozmiar proszku. Stosowanie zbyt dużych rozmiarów proszku spowoduje trudności w drukowaniu i rozprowadzeniu, powodując obniżenie jakości. Stosowanie zbyt małych rozmiarów proszku będzie kosztować więcej, niż jest to konieczne. Tabela 2: Tabela Rozmiaru Proszku Autorem artykułu jest John Vivari z EFD, Inc. Artykuł powstał dzięki uprzejmości firmy AMB