Термін придатності паяльної пасти: що ми повинні знати

Паяльна паста-однорідна суспензія частинок металевого сплаву всередині флюсу-є одним із найбільш хімічно нестабільних матеріалів у ланцюжку монтажу SMT. Його функціональний термін служби, який визначається кінетикою окислення, механізмами деградації потоку та пороговими значеннями реологічної стабільності, вимагає суворого керування температурою в часі-від моменту виробництва до остаточного осадження. Взаємодія між реакційною здатністю поверхні частинок і хімією потоку створює вузьке операційне вікно; відхилення від заданих параметрів зберігання ініціює незворотні зміни в'язкості, липкості та характеристик змочування, які поширюються через оплавлення як приховані дефекти.

У більшості таблиць даних зазначено шість місяців при 0-10 градусах. У відділах закупівель це число розглядається як священне писання. Не повинно бути.

Ось що відбувається насправді. Виробник проводить прискорені випробування на старіння, застосовує певний запас міцності, друкує «6 місяців» на TDS, оскільки це те, чого очікує галузь, і йде далі. Чи ваша конкретна паста в конкретних умовах зберігання-той холодильник біля завантажувального доку, який відкривається сорок разів на день, той із поганим ущільненням дверцят, який ніхто не лагодить-чи ця паста справді зберігає характеристики протягом шести місяців, це зовсім інше питання.

Я випробував пасту в п’ять місяців, яка чудово друкувала. Я тестувала пасту в три місяці, яка вже стала зернистою. Різниця зазвичай пов’язана з умовами зберігання, за якими ніхто не стежив.

Деякі постачальники зараз пропонують 12-місячні рецептури. Альфа, Індій, деякі інші. Хімічний склад відрізняється-стабільнішими флюсовими системами, порошками з поверхневою обробкою. Чи потрібно вам це, залежить від швидкості ваших запасів. Якщо ви збиваєте пасту кожні кілька тижнів, ви платите за стабільність, якою ніколи не скористаєтеся.

Флюс робить більшу частину вмирання.

Активатори-органічні кислоти, які очищають оксидні шари під час оплавлення-за своєю конструкцією реактивні. Ця реактивність не припиняється, тому що ви ставите банку в холодильник. Це значно сповільнюється, але молекули продовжують знаходити одна одну. Повільна полімеризація. Поступова нейтралізація. Те, що змушує пасту працювати, тихо поглинає себе.

Розчинники випаровуються. Навіть через «запечатані» контейнери. Особливо через пластикові банки, які використовують деякі виробники. З часом я зважив банки. За шість місяців ви втрачаєте грам або два. Звучить небагато, поки ви не зрозумієте, що це переважно розчинник, а втрата розчинника означає повзучу в’язкість.

Металевий порошок окислюється. Частинки SAC305 мають величезну площу поверхні відносно об’єму-це зроблено навмисно для ефективності плавлення-але площа поверхні означає осередки окислення. Шар оксиду потовщується. Вимагає більшої активності потоку, щоб зменшити його під час оплавлення. Зрештою, більше активності, ніж може забезпечити деградований потік.

Нічого з цього не відбувається лінійно. Температура є прискорювачем. Застосовується кінетика Арреніуса: грубо кажучи, швидкість реакції подвоюється на кожні 10 градусів. Паста, що зберігається при 25 градусах, не старіє вдвічі швидше, ніж паста при 0 градусах. Він старіє приблизно в чотири-шість разів швидше, залежно від механізму деградації, який ви відстежуєте.

У кожного пасти холодильник. Хорошого майже ні в кого немає.

Специфікації зазвичай вимагають 0-10 градусів. Це широкий діапазон, і 10 градусів вже є компромісом у довговічності порівняно з 2 градусами. Але справжня проблема полягає не в установці, а в стабільності. Цикл побутових холодильників. Компресор включається, температура падає до 2 градусів. Компресор відключається, піднімається до 8 градусів. Двері відкриваються, шипи на 15 градусів біля передньої частини. Двері зачиняються. Повторіть.

Ці термічні цикли навантажують пасту. Носій потоку розширюється та стискається інакше, ніж частинки металу. Відбувається мікро-відокремлення. Не видно, не відразу, але однорідність погіршується.

Медичні або лабораторні холодильники-класу з примусовою-циркуляцією повітря та суворим температурним контролем існують не просто так. Чи виправдовує вартість ваша операція залежить від вимог до обсягу та якості. Високо{4}}надійні вузли для аерокосмічних, автомобільних систем безпеки, медичних імплантатів? Витратьте гроші. Побутова електроніка з 18-місячним циклом продукту? Ймовірно, добре з гідною комерційною одиницею та деяким моніторингом.

Поставте туди міні{0}}максимальний термометр. Дешеві цифрові працюють. Перевіряйте це щотижня. Зареєструйте це. Ви дізнаєтесь про умови зберігання, про які не знали.

info-422-222

Саме тут я бачив найбільше порушень дисципліни процесу.

Холодна паста, безпосередньо з охолодження, піддається впливу навколишнього повітря: утворюється конденсат. Вода на зовнішній стороні банки, добре, витріть її. Вода мігрує в частково-герметичну пасту, взаємодіє з хімічним складом флюсу, гідролізує активатори-це забруднення, яке ви не можете відмінити. Паста все ще може друкуватися. Це може навіть переплавитися. Але ви ввели вологу в безводну систему, і ви побачите це пізніше як кульки припою, бризки, надгробки від нерівномірного зволоження.

Стандартна практика: 4-8 годин при кімнатній температурі в закритому вигляді. Деякі виробники вказують довше для більших банок. 500g контейнери потребують більше часу для врівноваження, ніж 200 г.

Я спостерігав, як оператори діставали пасту з холодильника о 7 ранку, відкривали кришку о 7:15, тому що виробництво чекає. Ніхто не хоче чути про час перебування, коли лінія не працює. Тож забруднена паста потрапляє на трафарет, і через три години QC позначає шип у середині-кульок припою мікросхеми, і починається-вказування пальцем.

Якщо ви поспішаєте, замовляйте баночки поменше. Упаковка 100 або 200 г швидше досягає кімнатної температури. Або поставте завтрашню пасту сьогодні ввечері. Але не пропускайте відлиги.

Ніколи-Я хочу наголосити на цьому-ніколи не використовуйте джерело тепла для прискорення нагрівання. Жодних гарячих плит, теплових пістолетів, жодного розміщення банки біля вихлопу обладнання. Температурний шок створює ті ж проблеми з розділенням, що й термічний цикл у зберіганні, але швидше.

У технічному паспорті зазначено «8 годин життя трафарету» або «безперервний друк протягом однієї зміни». Це в контрольованих умовах: певна температура, певна вологість, трафарет протирається кожні N відбитків.

На практиці:

На заводі температура 28 градусів і 70% відносної вологості, тому що зараз липень, і системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря не встигають. Просто життя трафарету скоротилося, суттєво, і ніхто не коригував очікувань.

Черга не працювала на дві години для фідерного варення. Паста залишилася на трафареті, розчинник випаровувався, флюс покривався. Треба було розім'яти або замінити. не було.

Виробництво закінчилося в п'ятницю вдень. Хтось накрив трафарет поліетиленовою плівкою, подумав, що буде добре до понеділка. Це не було. Ця паста мертва. Викинь це.

Розчинники випаровуються зі швидкістю, яка визначається тиском пари та потоком повітря. Площа відкритої поверхні на трафареті величезна порівняно з баночкою. Чотири години на трафареті можуть розкласти пасту більше ніж чотири тижні в належному холодному зберіганні.

Чи можете ви зачерпнути пасту з трафарету та покласти її назад у баночку?

Деякі операції роблять. Змішайте його зі свіжою пастою, поставте в холодильник і використовуйте завтра. Це досить поширене явище, тому певні склади пасти спеціально розроблені для повторної переробки-R276 Kester, кілька індієвих продуктів.

Моя думка: якщо ви використовуєте вузли-високої надійності, не робіть цього. Розрахунок ризику-винагороди не сприяє цьому. Ви заощаджуєте, можливо, 50 доларів США на пасті, щоб внести варіативність у продукт, який коштує тисячі доларів, якщо він зазнає невдачі в польових умовах.

Для комерційних-продуктів із менш суворими вимогами може працювати контрольована переробка. Ключове слово: контрольований. Специфічне співвідношення свіжого та переробленого (3:1 є звичайним). Немає переробки переробленого матеріалу-лише одне покоління. Належна ре-гомогенізація, що означає фактичне змішування, а не просто перемішування лопаткою.

Потік погіршився. Реологія змінилася. Ви не отримуєте незайманої продуктивності. Чи залишиться погіршена продуктивність у вашому вікні процесу, залежить від того, який у вас запас.

Тип 3 (розмір частинок 25-45 мкм) є робочою конячкою. Домінує на загальних зборах SMT. Відносно простий у зберіганні та поводженні, оскільки більші частинки означають нижче співвідношення площі-поверхні-до об’єму, що означає повільніше окислення на одиницю маси.

Тип 4 (20-38 мкм) стає все більш поширеним для компонентів з дрібним кроком CSP з кроком 0,4 мм, пасивів 01005. Більша площа поверхні, швидша деградація. Якщо у вашому TDS зазначено шість місяців, подумайте про п’ять для типу 4.

Тип 5 (15-25 мкм) і дрібніший-Тип 6, тип 7 для ультра-тонкого застосування-їх справді важко зберегти свіжими. Кінетика окислення агресивна. Деякі виробники рекомендують 3-місячний термін придатності для типу 5 і менший для дрібніших сортів. Я працював із пастою типу 6, яку потрібно було використати протягом 72 годин після виготовлення, щоб отримати стабільні результати в упаковці на рівні вафель.

Якщо у вашій діяльності використовується кілька типів порошку, для них потрібні окремі протоколи керування. Лікування типу 5 як типу 3 означає неприємності.

Дата виробництва вашого постачальника вказана на банці. Ваша дата отримання може бути тижнями пізніше-розповсюдження, відправлення, перебування на завантажувальній платформі у Феніксі в серпні. Ця паста не старіла на паузі.

Основний вхідний контроль якості:

Спочатку візуальний огляд. Розлука? Зміна кольору? Крізь банку видно зернисту текстуру? Відмовтеся від цього.

Якщо у вас є віскозиметр-пристрій Brookfield або Malcom-перевірте в’язкість за специфікацією. Свіжа паста має мати середні-специфікації, а не перевищувати верхню межу.

Тест друку. Проведіть купон у своєму процесі. Обсяг чекового депозиту, ефективність переказу, спад. Порівняйте з базовими даними.

Для критичних застосувань тестування балансу змочування безпосередньо кількісно визначає активність потоку. Не у всіх є обладнання. Але якщо ви будуєте щось із вимогами до надійності, це варте інвестицій.

Документуйте все. Коли багато йде зіпсовано на лінії, ви хочете відстежити, чи вхідний контроль якості щось упустив, чи зберігання/обробка погіршило якість матеріалу.

На пасті не зазначено термін придатності. Він просто перестає добре працювати, і ви ставите діагноз назад.

Стадія друку: Погане вивільнення з отворів трафарету. Відкладення, які осідають або розповсюджуються. Собачі-вуха по кутах. Недостатній обсяг. Усе це може мати інші причини-знос трафарету, тиск ракеля, відрив-відстані-але стара паста посилює їх і іноді імітує їх.

Опублікувати-переформатування: Припаяйте кульки навколо компонентів. Грапінг (неповне зрощення). Порожнечі в з’єднаннях BTC. Подушка -in-на BGA з оксидних бар’єрів, що запобігають намокання. Погане формування філе.

Підступна частина: крайова паста може пройти ваші критерії перевірки, водночас створюючи приховані ризики надійності. Стик виглядає прийнятно. Інтерметалічний шар утворився неповністю. Три роки польової служби, суглоб тріскається.

Ви не відстежите цю помилку назад до пасти, яку ви використовували. Але, можливо, це сталося через пасту.

Це не-переслідування постачальників-кожен робить хорошу пасту, і час від часу всі доставляють погану партію-але рецептури відрізняються.

Японські постачальники (Senju, Tamura) прагнуть до консервативних характеристик. Якщо вони кажуть шість місяців, вони це мають на увазі. Тестування часто підтверджує, що матеріал не відповідає специфікаціям.

Деякі китайські виробники значно покращилися; інші все ще борються з послідовністю. Вхідна перевірка має більше значення, коли витрати на ланцюжок постачання тиснуть на нижчих-постачальників.

Корпорація Indium публікує розширені технічні дані. Їх -термін придатності загалом є надійним, а їхня технічна підтримка відповідає на запитання.

Таблиці даних є маркетинговими документами так само, як і технічні характеристики. Прочитайте їх критично. Попросіть фактичні дані тестування, якщо ви кваліфікуєте новий матеріал.

Термін придатності - це не цифра на етикетці. Це властивість, яка безперервно погіршується з моменту виготовлення пасти зі швидкістю, яка визначається тим, як ви її зберігаєте та поводитеся з нею. Керуйте реальністю, а не абстракцією.