Короткий ответ… та вязкость пасты, которая хорошо работает. Длинный ответ — это можно написать целый учебник. По сути, параметр, который мы называем вязкостью, может иметь совершенно разные значения для одного и того же материала, в одних и тех же условиях окружающей среды, в зависимости от метода испытаний.
Существует несколько различных типов вискозиметров, и все они дают разные значения. Кроме того, вязкость пасты очень зависит от скорости сдвига (shear rate), поэтому необходимо знать конфигурацию оборудования, которую использовал производитель для вычисления этого параметра. Хуже того, поскольку паяльные пасты не являются «ньютоновскими» жидкостями, вязкость — не единственный параметр, с которым приходится иметь дело. Наконец, вязкость, которая лучше всего подходит для пасты А, может не подходить для пасты Б.
В целом, однако, вы должны сами контролировать изменения вязкости от партии к партии, указанные производителем, и соотносить это с измеренной вязкостью на вашем производстве. .
Если, например, производитель говорит о средней вязкости, а у вас при измерении «получается» низкая, и в производственном процессе наблюдаются дефекты, связанные с пастой с низкой вязкостью, то у есть повод задать вопросы к этой партии.
Fritz Byle, Process Engineer, Astronautics
Из-за разных марок, химического состава флюсов, методов испытаний и свойств паяльной пасты я не считаю, что существует определенное правильное значение вязкости паяльной пасты.
Я бы порекомендовал обратиться к производителю паяльной пасты. Их техническая группа сможет предоставить информацию, основанную на вашем конкретном продукте.
Edithel Marietti, Senior Manufacturing Engineer, Northrop Grumman
Оптимальная вязкость паяльной пасты обычно определяется производителем паяльной пасты. Бывают случаи, когда конечному пользователю может потребоваться паяльная паста определенной вязкости. Это выясняется путем тестирования для конечного пользователя, и выбирается вязкость, помогающая оптимизировать процесс.
Каждая формула паяльной пасты различна, и большинство процессов поверхностного монтажа допускают использование различных вязкостей. В идеале вязкость должна быть достаточно низкой, чтобы паяльная паста могла хорошо наноситься и хорошо работать при более высоких скоростях печати (> 50 мм/сек), но при этом не оседать слишком сильно после печати. Большинство неочищенных паяльных паст имеют вязкость в диапазоне от 500 до 800 Кс/с (Brookfield). Большинство водорастворимых паяльных паст имеют вязкость в диапазоне от 700 до 1000 Кс/с (Brookfield).
К сожалению, не существует жесткого диапазона значений, применимого к вязкости паяльной пасты. Каждый производитель паяльной пасты может порекомендовать оптимальный диапазон вязкости для своей продукции.
Tony Lentz, Field Applications, FCT Assembly
Вязкость паяльной пасты варьируется от производителя к производителю и от продукта к продукту. Это делает невозможным дать общие рекомендации. Лучше всего следовать инструкциям по обращению с пастой и ее приготовлению, предоставленным производителем.
Tim O’Neill, Director of Product Management, AIM
Использование пасты для печати, вязкость которой выходит за пределы рекомендуемого диапазона, может оказать огромное негативное влияние на характеристики самой паяльной пасты и, следовательно, на ваш DPMO.
Но не существует волшебного целевого диапазона вязкости, который можно было бы применить к любой или всем паяльным пастам; Рекомендуемый диапазон вязкости для разных паст сильно различается.
Это зависит от типа (как в случае с типом 2, 3, 4 или 5), классификации флюса, а также реологии конкретной пасты, ее состава и эксплуатационных характеристик для паяльных паст электронного класса (см. J-STD-004). Номер типа относится к размеру частиц, а не к потоку.
Например, водорастворимый продукт Kester R562, сплав Sn63, Тип 3, может иметь другой рекомендуемый диапазон вязкости, чем водорастворимый продукт Kester R562, сплав Sn63, Тип 4. Это связано с тем, что теоретически в одном и том же материале содержится больше мелких частиц припоя (и меньше флюса) в одинаковом количестве пастыТипа 4, как и в пасте Типа 3. Таким образом, производитель пасты может иметь другой диапазон оптимальной вязкости для размера частиц Типа 3, чем тот же точный состав пасты для размера частиц Типа 4.
Рекомендуемая вязкость водорастворимой пасты одного производителя может сильно отличаться от эквивалентной вязкости водорастворимой пасты другого производителя. Оно варьируется из-за различных составов флюса. Например, водорастворимая паяльная паста Alpha WS619 Типа 3 имеет совершенно иное химическое тиксотропное связующее и рабочую реологию, чем Henkel Loctite XP136 (GC 10). Это кардинально разные пасты.
Я не говорю, что одно лучше другого, я просто пытаюсь объяснить, что их рекомендуемая вязкость, вероятно, сильно различается, и поэтому их печатные свойства могут варьироваться по-разному в зависимости от того, как они реагируют на влажность, температуру, количество сдвигов на трафарете, количество времени, оставшееся на трафарете до начала печати, прежде чем будет рекомендовано пополнение и т.д. Существует множество переменных, влияющих на эффективность пасты, поэтому рекомендуемые производителем диапазоны вязкости различны для каждой из них.
Паяльные пасты с разным составом флюса также могут сильно различаться. Например, рекомендуемый диапазон вязкости RMAflux, классифицированный как ROL0, может радикально отличаться от состава флюса No-Clean того же производителя, хотя оба они представляют собой Sn63/Pb37 с одинаковым размером частиц. Аналогично, состав флюса No-Clean для сплава SAC305 может иметь другую рекомендуемую вязкость, чем флюс No-Clean SN100C того же производителя. Хотя оба типа флюсов можно отнести к категории не требующих очистки, их реологические свойства могут сильно различаться.
Итак, как вы можете видеть, «магический диапазон вязкости», которого вам следует достичь, соответствует тому, что рекомендовано в технических характеристиках конкретной паяльной пасты. Их можно найти в Интернете на веб-сайте каждого авторитетного производителя паяльной пасты.
И, наконец, каждый уважаемый производитель электроники (EMS) должен иметь документ, описывающий все процедуры обращения с паяльной пастой, начиная с момента покупки (требования к поставкам в отношении минимального оставшегося срока годности, способа упаковки и отправки), приемки и приемочного контроля (условия хранения в холодильнике, этапы проверки вязкости, проверка на предмет надлежащего типа, надлежащего флюса и т.д.), хранения (в холодильнике, FIFO, никогда не возвращать в холодильник после извлечения) и, наконец, использование (продолжительность времени, в течение которого его можно использовать с момента снятия с охлаждения, продолжительность времени, в течение которого его следует оставлять без достижения комнатной температуры перед печатью, или продолжительность времени, в течение которого его следует смешивать для достижения оптимальной температуры и вязкости, время ограничение, которое паста может оставаться при комнатной температуре, прежде чем ее следует израсходовать или выбросить, количество раз, когда ее можно «гонять» взад и вперед по трафарету, прежде чем ее следует пополнить свежей пастой, количество часов, в течение которых она может оставаться на трафарете перед его пополнением и т.д.).
И каждый, кто покупает, получает, проверяет, хранит и использует паяльную пасту, должен быть обучен и сертифицирован в соответствии с этим документом по обращению с пастой. Если у вас его нет, вы не можете контролировать пасту, и если это так, вязкость вас должна беспокоить меньше всего.
И в этом документе, возможно, прикрепленном в виде приложения или таблицы, должен быть список паяльных паст, которые вы допустили для использования в вашей компании, их номер типа и рекомендуемая вязкость для оптимальных характеристик печати и оплавления. Сделайте это и живите в соответствии с этим, и ваш DPMO будет оптимизирован за счет того, как он контролируется больше, чем любой другой параметр в вашем процессе сборки.
Неидеальное размещение прощается, несовершенные профили оплавления в некоторой степени также прощаются, но несовершенная работа пасты из-за неправильного обращения может быть очень и очень непростительной. Вам не стоит идти по этому пути!
Richard D. Stadem, Advanced Engineer/Scientist, General Dynamics
Вязкость — сложная тема в отношении паяльной пасты. Паяльная паста обычно представляет собой материал, разжижающийся при сдвиге, а это означает, что вязкость меняется при применении различных скоростей сдвига. В процессе печати к паяльной пасте применяется несколько различных скоростей сдвига (ракель к валку с пастой, паста к отверстию трафарета, освобождение трафарета, устойчивость к гравитации для предотвращения оседания).
При этом диапазон вязкостей коммерчески жизнеспособных паст при измерении при 10 об/мин на вискозиметре Малькольма составляет от 1100 до 2200 сП. Для высокоскоростной печати обычно требуются пасты нижнего предела этого спектра. Самые популярные пасты находятся в диапазоне от 1300 до 1900CPS.
Стабильность вязкости более важна, чем исходная вязкость, если она находится в пределах указанного выше диапазона.
Mitch Holtzer, Director of Reclaim Business, Alpha Assembly Solutions
Это действительно сложный вопрос.
Тесты на статическую вязкость, такие как Malcom и Brookfield, не позволяют полностью предсказать, как паяльная паста будет действовать на трафарет. Это немного похоже на прогнозирование скорости автомобиля на основе размера шин.
Паяльная паста разжижается по-разному в зависимости от скорости и давления лезвия ракеля. То, как паста ведет себя при разжижении, в конечном итоге определяет, насколько хорошо заполняются отверстия трафарета и эффективность переноса. Паста, которая плохо печатает на низкой скорости, может отлично печатать на высокой скорости, и наоборот.
Kay Parker, Technical Support Engineer, Indium Corporation
Материал паяльной пасты представляет собой смесь припоя, флюса и различных добавок, улучшающих реологические и другие характеристики. Большинство дефектов монтажных узлов возникают из-за проблем в процессе печати из-за дефектов паяльной пасты. Характеристики пасты, такие как вязкость и уровень текучести, необходимо периодически контролировать, поскольку они будут зависеть от температуры и влажности в цехе.
Чтобы получить хороший результат печати, паяльная паста должна легко и свободно течь через отверстия трафарета и сохранять свою форму (осадку) после печати. Спад (форма) должен быть плотным, а не свободным, так как это приведет к возможности образования перемычек. Назначение флюса в пасте — придать паяльной пасте кремообразную текстуру, которая обеспечит плавное растекание и сохранение формы (осадку) после нанесения, а также для образования металлических соединений, обеспечивая чистоту металлических поверхностей.
Вязкость пасты будет зависеть от типа используемой пасты, а также от типа паяемого SMD. Для SMD с более мелким шагом потребуется паяльная паста типа 4 или 5 в зависимости от того, насколько мал шаг между двумя контактными площадками одного устройства.
Всегда рекомендуется перемешивать пасту (предпочтительным методом является вращение контейнера в центробежном прядильном устройстве), чтобы убедиться, что паяльная паста и флюс перемешаны однородно.
Также не рекомендуется смешивать старую пасту с трафарета с уже существующей пастой в банке, только что вынутой из холодильника. Рекомендуется использовать пустой контейнер, поместить в него старую пасту и измерить вязкость перед использованием этой пасты в следующий раз.
Mahesh V Draksharapu, Independent Consultant
По материалам с портала www.circuitinsight.com. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат: