Lehim Pastası vs Flux: Artıları ve Eksileri

Arasındaki farklehim pastasıVeakıelektronik montajda en çok karıştırılan konulardan biri olmaya devam ediyor. Teknisyenler bunları birleştiriyor. Satın alma temsilcileri yanlış malzeme sipariş ediyor. Mühendisler macun demek istediklerinde akıyı belirtirler. Bu iki madde örtüşen kimyayı paylaşıyor ve her ikisi de lehimin gerçekten işe yaramasını sağlayan gri, biraz yapışkan bir madde içeriyor-bu yüzden kafa karışıklığı mantıklı. Ancak bunu yanlış yapmak gerçek paraya mal olur ve haftalar veya aylar sonra ortaya çıkan kusurlara neden olur.

Flux temel olarak bir temizlik maddesidir. Bundan daha egzotik bir şey yok.

Metal yüzeyler oksitlenir. Bir PCB üzerindeki bakır pedler, imalattan birkaç saat sonra bu karakteristik kararmayı geliştirir. Bileşen uçları, halihazırda oluşturulmuş oksit katmanları olan tedarikçilerden gelir. Oksitlenmiş metali lehimlemeye çalıştığınızda erimiş alaşım boncuklaşır ve yüzeyi ıslatmayı reddeder. Eklem berbat görünüyor ve kötü davranıyor.

Flux, ısıtma sırasında bu oksit katmanlarına kimyasal olarak saldıran aktivatörler-tipik olarak çam reçinesinden elde edilen abietik asit gibi organik asitler veya formülasyona bağlı olarak daha agresif bileşikler- içerir. Akı esas olarak metali tam olarak temizlemeye ihtiyaç duyduğunuz anda temizler: erimiş lehim bir bağ oluşturmaya çalışırken.

Buradaki kimya çoğu insanın düşündüğünden daha eski. Rosin flux'un metal işleme uygulamalarına yönelik geçmişi yüzyıllar öncesine dayanmaktadır. Elektronik endüstrisi bunu devraldı ve daha sonra giderek daha zorlu uygulamalara yönelik varyasyonları geliştirmek için onlarca yıl harcadı.

Reçine-bazlı flux çam ağacı özsuyundan gelir. Cidden. Doğal reçine, herkesin tam olarak anlamadan referans verdiği R, RMA ve RA sınıflandırmalarını oluşturmak için işlenir ve çeşitli aktivatörlerle birleştirilir. Sade reçine (R tipi) nispeten temiz yüzeylerde nazikçe çalışır. Rosin hafifçe aktive edilmiş (RMA), orta derecede oksidasyonu yönetir. Reçine aktifleştirilmiş (RA) aşırı kirli yüzeylerle mücadele eder ancak kesinlikle temizlenmesi gereken aşındırıcı kalıntılar bırakır.

Reçine akısı ile ilgili sorun mu var? O yapışkan kalıntı. Tozu çeker. Profesyonelce görünmüyor. Ve eğer tahtayı daha sonra uyumlu bir şekilde kaplayacaksanız, kaplamanın akı kirliliği üzerine yapışmasını sağlamada iyi şanslar.

Suda-çözünür flux, sade suda çözünen aktivatörler kullanarak temizleme baş ağrısını çözer. Bu formülasyonların çok daha agresif olma eğiliminde olduğunu fark edene kadar kulağa hoş geliyor-çünkü kalıntılar yine de yıkanıp gittiği için öyle olması gerekiyor. Tahtanın üzerinde suda-çözünür flux kalıntısı mı bıraktınız? Korozyon garantilidir. Organik asitler metale saldırmaya devam ediyor.

1990'larda üreticiler temizleme adımını tamamen ortadan kaldırmaya çalışırken hiçbir temiz akış ortaya çıkmadı. Konsept: Aktivatörleri, yeniden akıştan sonra kalan küçük kalıntıların hiçbir şeye zarar vermeyecek kadar hafif formüle edilmesi. Teorik olarak yıkama işlemini atlarsınız, zamandan tasarruf edersiniz, kimyasal atıklarını azaltırsınız.

Pratikte mi? Kuyu.

Bu sektöre başladığımda kimsenin bana söylemediği şey şu: "-temiz değil", "asla temizliğe ihtiyaç duymaz" anlamına gelmez.

Bu, kalıntının beklenen ürün ömrü boyunca normal ortamlarda ve normal çalışma koşullarında muhtemelen arızalara neden olmayacağı anlamına gelir. Muhtemelen.

Kalıntı hala nemi emer. Hala bir miktar iyonik içeriğe sahiptir. Yine de uyumlu kaplamanın yapışmasını önler. Hala inceleme altındaki çöp gibi görünüyor.

Tüketici elektroniği üç yıl içinde çöp sahasına mı gidecek? Hiçbir-temizlik iyi çalışmıyor. Tıbbi cihazlar için mi? Havacılık mı? Otomotiv altı-uygulamaları mı? Bu akıntıyı temizleyin. IPC standartları hiçbir-temiz kalıntının kalmasına izin vermez, ancak askeri veya yüksek-güvenilirliğe sahip aksamları belirten herhangi bir mühendis daha iyisini bilir.

Sahadan dendrit-kristal metal büyümeleri-köprü oluşturan izlerle dönen tahtalar gördüm, çünkü hiçbir temiz kalıntı zamanla elektrokimyasal geçişi mümkün kılmaya yetecek kadar nemi emmemiş-. Veri sayfasına göre kalıntı "güvenli" idi. Yönetim kurulu yine de başarısız oldu.

Lehim pastası, gerçek metal içerdiğinden temel olarak lehim pastasından farklıdır.

Malzemenin kabaca hacimce %50'si flux, ağırlıkça ise %90'ı metaldir. Kalay ve gümüşün organik bileşiklerle karşılaştırıldığında ne kadar yoğun olduğunu hatırlayana kadar bu oran kulağa çelişkili geliyor. Metal kısım, akış ortamında asılı olarak uygulamaya bağlı olarak-75 mikrondan 15 mikrona kadar herhangi bir yerde-küçük küresel parçacıklardan oluşur.

İnsanlar "lehim pastası" derken, yüzeye montaj montajı sırasında PCB pedleri üzerine hassas bir şekilde kontrol edilen miktarlarda lehim alaşımı almak için bir dağıtım mekanizmasını tanımlıyorlar. Akı bileşeni yeniden akış sırasında yüzeyleri temizler. Metal parçacıkları birlikte erir ve gerçek bağlantıyı oluşturur.

Lehim pastasının yerine akı kullanamazsınız. Flux metal içermez. Elektrik bağlantısı oluşturmaz. Sadece... temizler.

Elle lehimleme uygulamalarında da lehim pastasını flux yerine kullanamazsınız. Lehim pastası şablon baskı ve yeniden akış fırınları için tasarlanmıştır. Havya ucuna tel besleme-için reoloji tümüyle yanlıştır.

Solder Paste

Kimse beni buzdolabı konusunda uyarmadı.

Lehim macunu, dikkatlice kontrol edilen nem oranıyla-genellikle 2 ila 10 derece arasında -soğutucuda saklama gerektirir. Macunun içindeki flux aktivatörleri düşük sıcaklıklarda bile metal tozuyla yavaşça reaksiyona girer. Yeterli zaman verildiğinde, bu reaksiyonlar parçacıkların kümeler halinde birbirine kaynaşmasına neden olur ve bu da şablon deliklerini tıkar ve iğneleri dağıtır.

Çoğu lehim macununun buzdolabında altı ay raf ömrü vardır. Suda-çözünebilen formülasyonların ömrü bazen yalnızca üç aydır. Artan yüzey alanı kaynak reaksiyonunu hızlandırdığından, daha küçük parçacıklar içeren ince-parçalı macunlar daha hızlı bozunur.

Ve buzdolabından bir kavanoz çıkarıp yazdırmaya başlayamazsınız.

Soğuk macun tamamen yanlış viskoziteye sahiptir. Çöp gibi yazdırılacak. Malzemenin kullanıma yetecek kadar stabil hale gelmesi için oda sıcaklığında dört ila altı saate ihtiyacınız var. Macunu ısıtarak bu ısınmayı hızlandırmak mı istiyorsunuz? Akıyı metalden ayırdınız ve kabın tamamını mahvettiniz.

Sonra yoğunlaşma sorunu var. Soğuk macun kabını açın ve havadaki nem anında yüzeyde yoğunlaşsın. Bu nem, yeniden akış sırasında lehimin toplanıp sıçramasına neden olur. Macunu sıcak bir şekilde kapatın. Her zaman.

Flux tek başına çok daha bağışlayıcıdır. Bir şişedeki sıvı akışı genellikle oda sıcaklığında bir veya iki yıl sürer. Flux-özlü lehim teli, kuru tutulduğu takdirde esasen hiçbir zaman son kullanma tarihi geçmez. Telin içindeki akı havadan uzakta kapsüllenir.

Lehim pastası kusurları tüm ders kitaplarını dolduruyor. Kabuslarıma musallat olanlardan bahsedeceğim.

Kaldırım taşlama, yeniden akış sırasında bir çip bileşeninin-genellikle küçük bir 0402 veya 0201 direncinin- bir ucunda ayağa kalkması ve diğer tarafın tamamen kalkması durumunda meydana gelir. Bir taraftaki erimiş lehimin yüzey gerilimi, parçayı tam anlamıyla dikey olarak çevirir. Tam olarak bir mezar taşına benziyor, dolayısıyla adı da buradan geliyor. Bunun nedenleri arasında eşit olmayan macun birikintileri, eşit olmayan ısınma, asimetrik ped tasarımı veya bileşenlerin-merkezin dışına yerleştirilmesi yer alır.

Kurşun{0}}içermeyen lehimlerde kesme oranları hızla artıyor çünkü daha yüksek yeniden akış sıcaklıkları yüzey gerilimi kuvvetlerini artırıyor. Kalay kurşunla mükemmel bir şekilde çalışan üretim hatlarının-RoHS geçişinden sonra aniden %2'lik mezar taşı oranları ürettiğini gördüm.

Köprüleme, lehim bitişik pedler arasında uzanarak kısa devre oluşturduğunda meydana gelir. Her zamanki suçlular: çok fazla macun, şablonun açıklıkları çok büyük, bileşen yerleştirme sırasında macunun yanlara doğru itilmesine neden oluyor. İnce-adlı QFP'ler, eğer süreciniz devreye girmiyorsa fabrikalar arasında köprü görevi görür.

Soğuk eklemler-donuk, grenli, zayıf bağlantılar-yetersiz ısıdan veya sıvılaşmanın üzerinde geçen süreden kaynaklanır. Lehim hiçbir zaman tam olarak erimedi. Eklem kötü görünüyor ve daha kötü performans gösteriyor.

Boşalma, bir bağlantının içinde sıkışan gazın içi boş cepler oluşturması durumunda meydana gelir. Bir miktar işeme kabul edilebilir. Peki güç bileşenlerinin altındaki termal pedlerde mi? Bu boşluklar ısı yalıtkanları görevi görür. Cihaz aşırı ısınıyor. Alan dönüşleri gelmeye başlar.

Akış hataları genellikle daha incelikli ve-uzun vadeli olur.

Yetersiz temizlik, nemi çeken ve korozyona neden olan iyonik kirlenmeye neden olur. Üretim testi sırasında bunun başarısız olduğunu görmezsiniz. On sekiz ay sonra müşteri aradığında başarısız olduğunu göreceksiniz.

Uygulama için yanlış akış tipinin kullanılması, testlerin kolayca yakalayamayacağı güvenilirlik riskleri oluşturur. Nemli bir ortamda-temiz kalıntı kalmaz. Konformal kaplama altında reçine akısı. Tamamen yıkanmamış suda-çözünür akı.

Süresi dolmuş flux aktivitesini kaybeder. Aktivatörler bozulur. Havyanız birdenbire iyi görünen ancak oksit tabakası tamamen kaldırılmadığı için arayüzde mikroskobik nem kaybı olan bağlantılar üretir. Eklem görsel incelemeden geçer. Termal döngüde başarısız olur.

Flux

Manuel yeniden işleme ve prototip oluşturma için ayrı lehim pastası, lehim pastasından çok daha önemlidir.

Flux kalemleri, flux şırıngaları, fırça aplikatörlü flux kavanozları-bunlar her teknisyenin masasında bulunması gereken şeylerdir. Lehimlemeden önce bileşen uçlarına akı uygulayın. Bileşenleri yerleştirmeden önce pedlere akı uygulayın. Lehim sökme işine akı uygulayın çünkü bu pedlerdeki eski lehim, orijinal montajdan bu yana tamamen oksitlenmiştir.

Çoğu tezgah çalışması için-temiz veya RMA akısı istemezsiniz. Ultrasonik temizleme ekipmanınız varsa suda-çözünür. Ağır derecede oksitlenmiş yüzeylerle uğraşmıyorsanız ve gerçek bir temizleme işlemine sahip değilseniz RA flux'tan kaçının.

Flux-özlü lehim telinin zaten flux içerdiği açıktır. Ancak yalnızca çekirdek akışına güvenmek başlangıç seviyesindeki bir hatadır. Isıtmadan önce bağlantıya uygulanan harici akı, ıslanmayı önemli ölçüde artırır ve ısıya maruz kalma süresini azaltır. Bağlantı daha hızlı oluşur ve bileşenlere daha az baskı uygulanır.

Çoğu yeniden işlemede şırıngada-temiz yapışkan akı kullanmıyorum. Pede küçük bir miktar uygulayın, bileşeni yerleştirin, ütüyle ısıtın, işlem tamamdır. Kalıntı minimum düzeydedir ve bırakılması güvenlidir.

Bazı amatörler ve küçük dükkanlar, elle yerleştirilen SMT prototipleri için lehim pastasını kullanır; bu prototipler, modifiye edilmiş ekmek kızartma makinesi fırınlarında veya sıcak plakalarda yeniden akıtılır. Bu işe yarar ancak kısıtlamaların anlaşılmasını gerektirir.

Dağıtıma yönelik lehim pastası, baskı pastasından farklı bir reolojiye sahiptir. Metal içeriği %89-91 yerine %84-87 oranındadır. Macunun şırınga uçlarından tıkanmadan akması gerekiyor. Şırıngada şablon baskı macunu kullanmak pek işe yaramıyor.

Yeniden akış profili son derece önemlidir. Lehim pastası üreticileri ön ısıtma rampalarını, ıslatma sıcaklıklarını, sıvılaşmanın üzerindeki süreyi, tepe sıcaklığını ve soğuma hızlarını belirtir. Önemli ölçüde sapma olursa boşluk, soğuk bağlantılar, mezar taşlama, lehim topları ve bileşen hasarıyla karşılaşırsınız.

Çoğu hobi kurulumu profilleri doğru şekilde kontrol edemez. Sonuçlar farklılık gösterir. Profesyonellerin konveyör taşımalı ve çoklu ısıtma bölgeli gerçek yeniden akışlı fırınları kullanmalarının bir nedeni var.

Flux tek başına ne zaman kullanılmalı: elle lehimleme, yeniden işleme, lehim sökme,-rötuş işlemleri, dalga lehimlemeyle-delik montajı.

Lehim pastası ne zaman kullanılmalı: yeniden akışlı lehimleme ile yüzeye montaj düzeneği, otomatik üretim, şablon-baskılı SMT.

Malzemeler birbirinin yerine kullanılamaz. Elle lehimleme için lehim pastası kullanmaya çalışmak karışıklık yaratır. SMT montajı için yalnızca akı kullanmaya çalışmak, metal olmadığı için lehim bağlantıları oluşturmaz.

Lehim pastasının saklanması için soğutma ve kısa raf ömrü gerekir. Flux daha bağışlayıcıdır ancak yıllar içinde bozulmaya devam eder.

Güvenilirlik için her ikisi de söz konusu spesifik kimyanın anlaşılmasını gerektirir. Hayır-temizlik evrensel olarak güvenli değildir. Suda-çözünür, kapsamlı temizlik gerektirir. Rosin'in uyumlu kaplama için temizlenmesi gerekiyor.

Macun ve flux arasındaki satın alma karışıklığı mı? Bu sektörde sürekli oluyor. Kataloglar bunları birbirine yakın olarak listeler. Parça numaraları benzer görünüyor. Açıklamalarda her ikisi için de "lehimleme"den bahsediliyor.

Unutmayın: Macunun içinde metal var. Flux bunu yapmaz. Geriye kalan her şey bu temel ayrımdan kaynaklanmaktadır.

Sektörün 2006 yılı civarında kurşunsuz lehimlemeye{0}}geçişi, flux ve macun formülasyonlarını önemli ölçüde değiştirdi.

Kurşun-içermeyen alaşımlar-tipik olarak SAC305 (%96,5 kalay, %3 gümüş, %0,5 bakır)-geleneksel kalay kurşun için 183 dereceye karşılık 217 derece civarında erir-. Bu 34 derecelik fark önemsiz gibi görünse de akı kimyasının değişmesine neden oluyor. Aktivatörlerin yüksek sıcaklıklarda daha uzun süre stabil kalması gerekir. İşlem penceresi daralır. Her şey daha az bağışlayıcı hale geliyor.

Kurşun{0}}içermeyen lehim aynı zamanda yüzeyleri kalay kurşuna göre daha az agresif şekilde ıslatır. Yüzey gerilimi daha yüksektir. Bileşenlerin mezar taşı olma olasılığı daha yüksektir. Köprüler daha kolay oluşur. Bağlantının görünümü doğal olarak kaliteyi belirtmek için kullanılan parlak kalay-kurşun bağlantılardan daha mattır.

Akı formülasyonları bunu telafi etmek için geliştirildi. Kurşunsuz-uygulamalara yönelik modern, temiz olmayan flukslar, daha yüksek-sıcaklıktaki aktivatörler kullanır ve yüksek yeniden akış sıcaklıklarında daha uzun çalışma ömrü sağlar. Ancak bunlar kalay kurşun işlemleriyle geriye doğru-uyumlu değildirler ve formülasyonları karıştırmak sorun yaratır.

Muaf uygulamalar için-tıp, havacılık, askeri-hala kalay kurşun kullanan bir ortamda çalışıyorsanız, akı ve macununuzun alaşım sistemiyle eşleştiğinden emin olun. Kimyalar farklı şekilde optimize edilmiştir.

%50-90 istatistik.

Araştırmalar sürekli olarak SMT montaj kusurlarının yarısı ila yüzde doksanının lehim pastası baskısından kaynaklandığını gösteriyor. Yerleştirme değil. Yeniden akıtma değil. Baskı.

Yapıştırma katmanı hatalı-çok fazla, çok az, lekeli, kaydırılmış, şablonda köprülenmiş-ve aşağı yöndeki süreçler bunu telafi edemiyor. Bileşenler tahtaya çarpmadan önce zaten kaybettiniz.

Bu, lehim pastası kalitesi, pasta kullanımı, şablon tasarımı, yazıcı kalibrasyonu ve çevresel kontrollerin çoğu fabrikanın kabul ettiğinden çok daha önemli olduğu anlamına gelir. Gösterişli alma-ve-yerleştirme makineleri ve gelişmiş yeniden akışlı fırınlar dikkat çekiyor. Yapıştırma yazıcısı ihmal ediliyor.

Bu arada flux daha da az dikkat çekiyor çünkü "sadece" temizleme kimyası. Ancak akı kalıntısı sorunları, alanın yıllar sonra geri dönmesine neden olur. O zamana kadar herkes hangi yapıda hangi fluxun kullanıldığını unutmuştu.

Her şeyi belgeleyin. Malzemelerinize tarih verin. Lot numaralarını takip edin. Akışla ilgili saha arızalarını belgeleme olmadan teşhis etmek için gereken dedektiflik çalışması- aslında imkansızdır.

Bu pek de göz alıcı bir tavsiye değil. Macununuzu düzgün bir şekilde soğutmak, kullanmadan önce ısınmasına izin vermek veya gerektiğinde kalıntıları temizlemek de değildir. Temeller, kurulların on yıl boyunca güvenilir bir şekilde çalışıp çalışmayacağını veya on sekiz ay sonra gizemli bir şekilde başarısız olup olmayacağını belirler.

Lehim pastası ve akı heyecan verici malzemeler değildir. Elektroniği etkileyici kılan mikroişlemciler, sensörler veya RF bileşenleri değiller. Her şeyi bir arada tutan gri yapışkan onlar.

Onları yanlış anlayın ve başka hiçbir şeyin önemi yok.