Разлика измеђупаста за лемљењеифлуксостаје једна од најупорније конфузних тема у склапању електронике. Техничари их спајају. Агенти за куповину наручују погрешан материјал. Инжењери одређују флукс када мисле на пасту. Две супстанце деле хемију која се преклапа и обе укључују ту сиву, помало лепљиву ствар због које лем заиста функционише-тако да забуна има смисла. Али погрешно схватање кошта прави новац и ствара недостатке који се појављују недељама или месецима касније.
Шта Флук заправо ради
Флукс је у основи средство за чишћење. Ништа егзотичније од тога.
Металне површине оксидирају. Бакарни јастучићи на ПЦБ-у развијају то карактеристично мрље у року од неколико сати од производње. Компонентни проводници стижу од добављача са већ формираним оксидним слојевима. Када покушате да лемите оксидовани метал, растопљена легура се згрушава и одбија да навлажи површину. Зглоб изгледа ужасно и слабо проводи.
Флукс садржи активаторе-обично органске киселине као што је абиетинска киселина из борове смоле или агресивнија једињења у зависности од формулације-која хемијски нападају те оксидне слојеве током загревања. Флукс у суштини чисти метал тачно у тренутку када вам је потребан: када растопљени лем покушава да формира везу.
Овде је хемија старија него што већина људи схвата. Колофонијски флукс датира вековима уназад за примену у обради метала. Електронска индустрија га је наследила и потом провела деценије у усавршавању варијација за све захтевније примене.
Три Флук породице (и зашто је то важније него што мислите)
Флукс на бази колофонијума{0}} потиче од сока боровог дрвета. Озбиљно. Природна смола се обрађује и комбинује са различитим активаторима како би се створиле Р, РМА и РА класификације на које се сви позивају без потпуног разумевања. Обична колофонија (тип Р) делује нежно на релативно чистим површинама. Благо активирана колофонија (РМА) подноси умерену оксидацију. Колофонијски активиран (РА) се бори са јако контаминираним површинама, али оставља корозивне остатке који се апсолутно морају очистити.
Проблем са флуксом колофонија? Тај лепљиви остатак. Привлачи прашину. Изгледа непрофесионално. А ако касније будете премазали плочу, срећно у налажењу премаза преко контаминације флуксом.
Флукс{0}}растворљив у води решава главобољу при чишћењу коришћењем активатора који се растварају у обичној води. Звучи одлично док не схватите да ове формулације имају тенденцију да буду знатно агресивније-што морају бити, пошто се остатак ионако испере. Оставите{4}}остатке флукса растворљиве у води на дасци? Корозија загарантована. Органске киселине само настављају да нападају метал.
Деведесетих година прошлог века није{0}}остао чист флукс јер су произвођачи настојали да у потпуности елиминишу корак чишћења. Концепт: формулишите активаторе довољно благе да мали остатак који остане након поновног прелијевања не штети ничему. У теорији, прескочите процес прања, уштедите време, смањите хемијски отпад.
У пракси? Па.
Мит о{0}}чистима
Ево шта ми нико није рекао када сам почео да радим у овој индустрији: „не-чисто“ не значи „никада не треба чишћење“.
То значи да остатак вероватно неће изазвати кварове у нормалним радним условима у нормалном окружењу током очекиваног века трајања производа. Вероватно.
Остатак и даље упија влагу. Још увек има јонски садржај. И даље спречава приањање конформног премаза. Још увек личи на смеће на прегледу.
За потрошачку електронику која иде на депонију у року од три године? Без{0}}чишћења ради добро. За медицинске уређаје? Ваздухопловство? Аутомобилске апликације{2}}под хаубом? Очистите тај флукс. ИПЦ стандарди не дозвољавају-останак чистих остатака, али сваки инжењер који специфицира војне или{5}}поуздане склопове зна боље.
Видео сам даске које се враћају са терена са дендритима-израслинама кристалног метала-који премошћују трагове јер ниједан-чисти остатак није апсорбовао довољно влаге током времена да би омогућио електрохемијску миграцију. Остатак је био "сигуран" према техничком листу. Одбор је ипак заказао.
Сада о пасти за лемљење
Лемна паста се суштински разликује од флукса јер садржи стварни метал.
Материјал је отприлике 50% флукса по запремини, али 90% метала по тежини. Тај однос звучи контрадикторно док се не сетите колико су густи калај и сребро у поређењу са органским једињењима. Метални део се састоји од ситних сферичних честица-од 75 микрона до 15 микрона у зависности од примене-суспендованих у медијуму за флукс.
Када људи кажу „паста за лемљење“, они описују механизам испоруке за добијање прецизно контролисане количине лемљене легуре на ПЦБ плочице током монтаже на површину. Компонента флукса чисти површине током рефлов. Металне честице се топе заједно и формирају стварни спој.
Не можете заменити флукс за пасту за лемљење. Флукс не садржи метал. Неће створити електричну везу. Само... чисти.
Не можете заменити пасту за лемљење за флукс у апликацијама за ручно лемљење, заиста. Лемна паста је дизајнирана за штампање шаблона и пећи за рефлов. Реологија је погрешна за-навођење жице на врх лемилице.
Ноћна мора за складиштење
Нико ме није упозорио на фрижидер.
Лемна паста захтева складиштење у фрижидеру-обично од 2 до 10 степени -са пажљиво контролисаном влажношћу. Активатори флукса унутар пасте споро реагују са металним прахом чак и на ниским температурама. Уз довољно времена, те реакције узрокују да се честице заваре у грудве које зачепљују отворе шаблона и дозирају игле.
Већина паста за лемљење има рок трајања од шест месеци у фрижидеру. Формулације{1}}растворљиве у води понекад трају само три месеца. Пасте-фине корака са мањим честицама се брже разграђују јер повећана површина убрзава реакцију заваривања.
И не можете само да извучете теглу из фрижидера и почнете да штампате.
Хладна паста има потпуно погрешан вискозитет. Штампаће се као смеће. Потребно вам је четири до шест сати на собној температури пре него што се материјал довољно стабилизује за употребу. Пожурите ово загревање загревањем пасте? Управо сте одвојили флукс од метала и уништили цео контејнер.
Затим постоји проблем кондензације. Отворите посуду за хладну пасту и влага из ваздуха се одмах кондензује на површину. Та влага узрокује куглање и прскање лема током поновног прелијевања. Оставите пасту топло затворену. Увек.
Флукс сам по себи много више опрашта. Проток течности у боци обично траје годину или две на собној температури. Жица за лемљење са флуксом-у суштини никада не истиче ако се држи на сувом. Ток унутар жице је инкапсулиран далеко од ваздуха.
Када ствари крену наопако
Дефекти пасте за лемљење попуњавају читаве уџбенике. Поменућу оне које прогањају моје ноћне море.
Томбстонеинг се дешава када компонента чипа-обично сићушни отпорник 0402 или 0201-устане на једном крају током поновног спајања, док се супротна плочица потпуно подигне. Површински напон растопљеног лема на једној страни буквално окреће део вертикално. Изгледа баш као надгробни споменик, отуда и име. Узроци укључују неравномерне наслаге пасте, неравномерно загревање, асиметричан дизајн јастучића или компоненте постављене ван{7}}центра.
Стопе надгробних споменика вртоглаво расту са лемовима без олова- јер више температуре повратног тока повећавају силе површинског напона. Видео сам производне линије које су савршено функционисале са калај-оловом које су одједном произвеле стопу од 2% надгробних споменика након преласка на РоХС.
Премошћавање се дешава када се лем протеже између суседних јастучића, стварајући кратке спојеве. Уобичајени кривци: превише пасте, отвори шаблона превелики, проводници компоненти гурају пасту у страну током постављања. КФП-ови{2}}тог нивоа су премошћивање фабрика ако ваш процес није укључен.
Хладни спојеви-тупи, зрнасти, слаби спојеви-настају због недовољне топлоте или времена изнад ликвидуса. Лем се никада није у потпуности отопио. Зглоб изгледа лоше и ради лошије.
Пражњење настаје када гас заробљен унутар зглоба ствара шупље џепове. Нешто пражњења је прихватљиво. Али на термалним јастучићима испод компоненти напајања? Те шупљине делују као топлотни изолатори. Уређај се прегрева. Повратци поља почињу да пристижу.
Проблеми са флуксом су различити
Недостаци флукса су обично суптилнији и дуготрајнији-.
Неадекватно чишћење оставља јонску контаминацију која привлачи влагу и омогућава корозију. Нећете видети да ово не успе током производног тестирања. Видећете да не успе осамнаест месеци касније када купац позове.
Коришћење погрешног типа флукса за апликацију ствара ризике поузданости које тестирање не може лако ухватити. Без-чистог остатка у влажном окружењу. Колофонијски флукс под конформним премазом. Флукс{4}}растворљив у води који није у потпуности опран.
Флукс који је истекао губи активност. Активатори се разграђују. Одједном ваша лемилица производи спојеве који изгледају добро, али имају микроскопско овлаживање на интерфејсу јер оксидни слој није у потпуности уклоњен. Зглоб пролази визуелни преглед. Не успева у термичком циклусу.
Питање ручног лемљења
За ручну прераду и израду прототипа, одвојени флукс је много важнији од пасте за лемљење.
Оловке за флукс, шприцеви за флукс, тегле за флукс са апликаторима за четкице-припадају на клупу сваког техничара. Нанесите флукс на проводнике компоненти пре лемљења. Нанесите флукс на јастучиће пре постављања компоненти. Нанесите флукс на рад одлемљења јер је стари лем на тим јастучићима потпуно оксидирао од првобитне монтаже.
Не желите-чист или РМА флукс за већину рада на клупи. Растворљиво у води-ако имате на располагању опрему за ултразвучно чишћење. Избегавајте РА флукс осим ако имате посла са јако оксидованим површинама и имате прави процес чишћења.
Жица за лемљење са -жицом за лемљење већ садржи флукс, очигледно. Али ослањање само на основни флукс је почетничка грешка. Спољашњи флукс који се наноси на спој пре загревања драматично побољшава влажење и смањује време излагања топлоти. Зглоб се формира брже и мање оптерећује компоненте.
Не користим-чист лепљиви флукс у шприцу за већину прераде. Нанесите малу количину на подлогу, ставите компоненту, загрејте гвожђем, готово. Остатак је минималан и безбедно се оставља.
Лемна паста за израду прототипа
Неки хобисти и мале продавнице користе пасту за лемљење за ручно{0}}постављене СМТ прототипове, који се преправљају у модификованим тостер пећницама или на решоу. Ово функционише, али захтева разумевање ограничења.
Лемна паста за дозирање има другачију реологију од пасте за штампање. Садржај метала износи 84-87% уместо 89-91%. Паста треба да тече кроз врхове шприцева без зачепљења. Коришћење пасте за штампање шаблона у шприцу не функционише добро.
Профил рефлов је изузетно важан. Произвођачи пасте за лемљење наводе рампе предгревања, температуре намакања, време изнад ликвидуса, вршну температуру, брзину хлађења. Значајно одступите и добијате пражњење, хладне спојеве, надгробне споменике, куглице за лемљење, оштећења компоненти.
Већина хобиста подешавања не могу прецизно да контролишу профиле. Резултати се разликују. Професионалци са разлогом користе праве рефлов пећи са транспортном траком и више зона грејања.
Прављење избора
Када користити само флукс: ручно лемљење, прерада, одлемљење,{0}}операције дотеривања, кроз-склоп рупе са таласним лемљењем.
Када користити пасту за лемљење: склоп за површинску монтажу са поновним лемљењем, аутоматизована производња, СМТ са -штампаним шаблоном.
Материјали нису заменљиви. Покушај употребе пасте за лемљење за ручно лемљење ствара неред. Покушај да се користи само флукс за СМТ монтажу не производи лемне спојеве јер нема метала.
За складиштење, паста за лемљење захтева хлађење и кратак рок трајања. Флук је попустљивији, али се и даље деградира током година.
За поузданост, оба захтевају разумевање специфичне хемије укључене. Не-чисто није универзално безбедно. У води{3}}растворљивом је потребно темељно чишћење. Колофонијуму је потребно чишћење за конформни премаз.
Забуна приликом куповине између пасте и флукса? То се стално дешава у овој индустрији. Каталози их наводе један близу другог. Бројеви делова изгледају слично. Описи помињу "лемљење" за оба.
Само запамтите: паста има метал у себи. Флук не. Све остало произилази из те фундаменталне разлике.
Кратка белешка о{0}}без потенцијалног контакта
Прелазак индустрије на {{0}лемљење без олова почевши од 2006. значајно је променио формулације флукса и пасте.
Легура-без олова-обично САЦ305 (96,5% калаја, 3% сребра, 0,5% бакра)-топе се око 217 степени у односу на 183 степена за традиционално калај-олово. Та разлика од 34 степена звучи мало, али изазива промене у хемији флукса. Активатори треба да остану стабилни дуже на вишим температурама. Прозор процеса се сужава. Све постаје мање опраштајуће.
Лем без{0}}олова такође влажи површине мање агресивно од калај-олова. Површински напон је већи. Компоненте су вероватније надгробне плоче. Мостови се лакше формирају. Изглед зглобова је природно досаднији од сјајних -оловних спојева који су означавали квалитет.
Формулације флукса су еволуирале да компензују. Модерни без{1}}чисти флуксови за-апликације без олова користе активаторе виших{3}}температура и обезбеђују продужени радни век при повишеним температурама повратног тока. Али они нису нужно-компатибилни са процесима калај-олова, а мешање формулација ствара проблеме.
Ако радите у окружењу које још увек користи калај-олово за изузете примене-медицинску, ваздухопловну, војну-уверите се да ваш флукс и паста одговарају систему легуре. Хемије су другачије оптимизоване.
Оно што нико не помиње
Статистика од 50-90%.
Студије доследно показују да негде између половине и деведесет процената дефеката СМТ склопа потичу од штампања пасте за лемљење. Не пласман. Нот рефлов. Штампање.
Нанос пасте је погрешан-превише, премало, размазан, померен, премошћен на шаблону-и низводни процеси не могу да компензују. Већ сте изгубили пре него што су компоненте уопште дошле до плоче.
То значи да су квалитет пасте за лемљење, руковање пастом, дизајн шаблона, калибрација штампача и контрола животне средине важнији него што већина фабрика признаје. Пажњу привлаче сјајне машине-и-за постављање и софистициране пећи за прелијевање. Штампач пасте се занемарује.
У међувремену, флукс добија још мање пажње јер је то "само" хемија за чишћење. Али проблеми са остацима флукса узрокују враћање поља годинама касније. До тада су сви заборавили који флукс је коришћен на којој конструкцији.
Документујте све. Датирајте своје материјале. Пратите бројеве партија. Детективски рад потребан за дијагностицирање кварова на терену-у вези са флуксом без документације је у суштини немогућ.
Ово није гламурозан савет. Нити је потребно правилно хлађење пасте или пуштање да се загреје пре употребе или чишћење остатака када је то потребно. Основе одређују да ли плоче функционишу поуздано десет година или ће мистериозно отказати након осамнаест месеци.
Лемна паста и флукс нису узбудљиви материјали. Они нису микропроцесори, сензори или РФ компоненте које електронику чине импресивном. Они су сива гума која све држи на окупу.
Погрешите их и ништа друго није важно.
