1. Виды паяльных паст

Сейчас на рынке представлены самые разнообразные виды паяльных паст. Классификацию этих продуктов обычно проводят по типу флюсов, применяемых в этих пастах.

Отмывку при работе с водорастворимой паяльной пастой осуществляют деионизированной водой. Поскольку безотмывочные паяльные пасты фирмы Koki, как с галогенами, так и без галогенов, основаны на канифольных флюсах, то для их отмывки после пайки рекомендуется применять растворитель (типа HCFC) и омыляющий реагент. Вместе с тем, многие наши паяльные пасты, не содержащие галогенов, отмываются довольно трудно и могут оставлять на поверхности плат белесый остаток. В основном на поверхности после отмывки остаются тиксотропные материалы. Тиксотропные материалы, которые легко удаляются при отмывке, обычно не очень эффективно обеспечивают нужный уровень противоосадочных свойств пасты. При выборе тиксотропного материала основное внимание уделяется показателю стойкости к осадке (растеканию после нанесения и оплавлении), а не его отмываемости.

Компания Koki специализируется на выпуске безотмывочных паяльных паст, галогеносодержащих паяльных паст и безгалогенных паст.

Постоянный рост плотности монтажа, полное запрещение применения СFC настоятельно подталкивали промышленность к внедрению чистых процессов. По мере ужесточения требований к технологичности и надежности происходила и соответствующая диверсификация выпускаемых безотмывочных паяльных паст.

Часто говорят, что безотмывочные пасты не должны содержать хлоридов. Необходимо четко уяснить себе, что в процессах без отмывки после пайки можно использовать и галогеносодержащие пасты, ибо вопрос мыть или не мыть следует решать только исходя из требований к надежности готового продукта.

В Японии, например, галогеносодержащие пасты (0,2%) в процессах без отмывки после пайки гораздо более популярны, чем пасты без галогенов.

Галогеносодержащие паяльные пасты сравнительно более технологичны, например, по паяемости, но часто уступают безгалогенным пастам по надежности, что проявляется в сопротивлении изоляции. В основном это можно объяснить более высокой активирующей способностью галогеносодержащих паст. Взаимозависимость паяемости и надежности можно пояснить таким рисунком:

Поэтому говоря о процессе пайки без последующей отмывки, с точки зрения необходимости обеспечения высокой надежности желательно было бы работать с безгалогенной пастой, но с такой же хорошей паяемостью, как у галогеносодержащeй пасты, чтобы обеспечить ее высокую технологичность.

Основная трудность заключается в том, как повысить активирующую способность безгалогенных безотмывочных паст. В большинстве таких паст в качестве активатора вместо галогеносодержащих соединений используют органические кислоты, причем обычно, чем меньше молекулярный вес кислоты, тем большей способностью активации она обладает. Поскольку активирующее действие органических кислот гораздо слабее, чем у галогеносодержащих компонентов, обычно стараются ввести в систему флюса довольно большое количество относительно активных органических кислот.

Вместе с тем такие высокоактивные органические кислоты имеют свойство поглощать влагу. В этом заложена определенная опасность того, что оставшаяся в остатках флюса на поверхности платы кислота при взаимодействии с водой может ионизироваться, что приведет к ухудшению поверхностного сопротивления изоляции и может привести к электромиграции.

В системах активации в паяльных пастах фирмы Koki используются менее гигроскопичные органические кислоты и специально разработанный безионный активатор.

И хотя эта специальная система не ионизируется, (не диссоциирует на ионы) и отличается высокой стабильностью электрических свойств, она обладает такой же активирующей способностью, как и галогены. Поскольку температура активации у безионного акитиватора довольно высокая, то он в сочетании с тщательно подобранными органическими кислотами обеспечивает большую длительность времени активации на стадии оплавления, что улучшает паяемость и в то же время обеспечивает исключительно высокую надежность.

Паяльная паста проходит следующие этапаы производства:

Пока что никому, в том числе и компании Koki, не удалось создать какую-то одну паяльную пасту, которая удовлетворяла бы всем требованиям. Поэтому мы выпускаем несколько типов, что позволяет нам предложить заказчику материал, который наилучшим образом отвечал бы его основным требования.

В наш основной ассортимент входят такие продукты как:

• SE(S)4-M953i
• SE(S)48-M954-2
• SE(S)48-M955

Для первоначальной пробы мы обычно рекомендуем пасту M953i, но если процесс печати часто останавливают на достаточно продолжительное время, вам может быть следует попробовать пастуSE(S) М954-2. Дело в том, что паста M953i обладает очень высокой стойкостью к осадке и довольно высокий тиксотропностью. Во время перерыва в печати паста может восстановить свою вязкость и тиксотропность, стать более вязкой, в результате чего могут возникнуть проблемы с прилипанием к ракелю, временем его готовности и т.п. Поэтому в настоящее время мы

предлагаем пасту общего назначения SE(S)48-M954-2 и пасту последней разработки

SE(S)48-M955, обладающую высокими свойствами при печати и пайке.

Указанные пасты имеют свои достоинства и недостатки, поэтому весьма важно точно определиться с основными требованиями и условиями применения, чтобы можно было бы подобрать наиболее подходящий материал.

Чтобы удовлетворить конкретные требования наших потребителей,в частности обеспечения высокоскоростной печати, высокой смачиваемости и автоматического тестирования изделий, мы производим такие пасты, как:

• Паяльная паста для высокоскоростной печати SE(S)48-M855
• Паяльная паста с высокой смачивающей способностью SE(S)48-M1000-2(3)
• Паяльная паста для автоматического внутрисхемного тестирования SE(S)48-M600

1. Состав паяльных паст

Безотмывочные паяльные пасты состоят из порошка припоя и флюса.

2.1 Порошок припоя

Для производства порошка припоя используют различные методы, в том числе метод газового распыления и центробежного распыления. Компания Koki пользуется методом газового распыления, к основным особенностям которого относятся:

1. Метод позволяет получать частицы мелкого размера

2. Метод позволяет легко управлять процессом образования окисной пленки на поверхности частицы.

3. Низкий уровень окисления частиц припоя.

Порошок получают в емкости высотой около 5 метров и диаметром 3 метра, которая заполнена азотом и кислородом очень малой плотности.

Слитки припоя плавят в тигле, расположенном в верхней части резервуара. Расплавленный припой капает вниз на шпиндель, вращающийся с большой скоростью.

Когда капли пропоя попадают на шпиндель, происходит его разбрызгивание в направлении стенок резервуара, при этом припой приобретает сферическую форму и затвердевает до того, как эти частицы достигнут стенки резервуара.

Полученные частицы порошка припоя имеют размеры порядка 1~100 мкм. На распределение размеров частиц припоя и их диаметр влияют многие факторы, в том числе скорость капли припоя, скорость вращения шпинделя, содержание кислорода и т.д.

Затем порошковый припой попадает на сортировочное сито. На фирме Koki применяют метод двойной сортировки порошка припоя. На первой стадии порошок сортирую струей азота от воздуходувки. При этом отсортировываются частицы с размерами меньше нужного. Затем порошок идет на сито, где задерживаются частицы с размерами, превышающими заданные величины.

Процесс сортировки протекает в среде азота.

Фирма Koki в основном предлагает пасты с частицами двух диапазонов: 20 – 38 мкм или 20 – 50 мкм. Первый диапазон применяется для элементов с шагом 0,4 мм, а второй для элементов с шагом от 0,5 мм.