Как выбрать паяльную пасту

Характеристики

Паяльные пасты должны соответствовать следующим требованиям:


  • создание высококачественных паяных соединений;
  • можно наносить дозировано или с помощью трафаретной печати;
  • склеивающие характеристики, достаточные для удержания припаиваемых компонентов до пайки;
  • устойчивость к растеканию в процессе подготовительного нагревания;
  • отсутствие брызг и образующихся из них шариков припоя;
  • минимальные и легко удаляемые отходы после паяния;
  • подходит для продолжительного хранения без потери необходимых качеств.

Выбор подходящей паяльной пасты зависит в первую очередь от сплава припоя и фракции частиц

Следующими по важности факторами являются основа флюса и технологический способ нанесения. Основу припоя выбирают по совместимости с другими компонентами пайки

Применяемая в технология должна соответствовать стандартам эксплуатации данного изделия, а также требованиям к удалению отходов флюса.

Преимущества

  • Применение паяльного жира обеспечивает более гладкое лужение и ровное растекание припоя;
  • Материал обладает лучшими паяльными качествами, чем ближайшие конкуренты;
  • Стоимость флюса является относительно невысокой, а также он доступен практически во всех местах;
  • Вязкость материала обеспечивает легкую точность дозировки, а также сохранение формы при точном расположении на мелких деталях;
  • При использовании практически не остается следов;
  • Если после пайки жир остается на поверхности, то его легко убрать при помощи воды.

Недостатки

  • Пайка паяльным жиром, особенно, если речь идет об активной разновидности, оказывает вред здоровью за счет химических испарений, которые находятся в составе;
  • Во время работы практически все детали становятся жирными и требуют обязательной очистки, что может повредить тонким микросхемам;
  • Сам контакт с данным флюсом оказывается не очень приятным в работе из-за запаха и консистенции.

Состав и физико-химические свойства паяльного жира

Состав паяльного жира зависит от того, к какой именно разновидности он относится. Самым простым является нейтральный, так как в нем имеется лишь канифольно-стеариновая основа. Активный паяльный жир состоит из следующих компонентов:

  • Парафин;
  • Вазелин;
  • Вода деионизированная;
  • Хлорид цинка;
  • Хлорид амония.

Свойства флюса обеспечивают мягкость проведения самого процесса. Благодаря нему припой сам принимает подобную жиру форму и легко растекается по поверхности. В отличие от других флюсов, этот обеспечивает ровную поверхность растекшегося металла без деформированных участков. Это заметно еще во время лужения, так как пленка припоя накладывается на основной металл без бугорков и резких переходов одним легким движением.

Растворить паяльный жир можно в органических растворителях, что хорошо проходит при высоких температурах. Во время пайки он сам легко меняет свою структуру, становясь более податливым. Вязкость вещества перед самим процессом обеспечивает легкую подготовку и расположение флюса, а далее переход в жидко состояние при повышении температуры помогает лучшему растеканию

Особенности выбора

Прежде чем выбирать, следует определиться для чего нужен паяльный жир, так как от этого зависит разновидность. Если вам требуется выполнять обыкновенные процедуры по пайке, не сталкиваясь с особенно сложными условиями и старыми деталями, то вполне подойдет обыкновенный нейтральный паяльный жир. Он безопаснее и проще в использовании, а также не вызывает коррозию на металле.

 

Если вам необходимо подготовить к спайке металлические изделия, которые давно были в эксплуатации и сильно пострадали от ржавчины и других типов загрязнения, то здесь уже желательно применять активный жир. Для стандартных процедур его не стоит выбирать, так как он дает большую вероятность возникновения коррозии на месте соединения. Чтобы этого не допустить, требуется тщательно очищать место спайки после процедуры, так как жир всегда оставляет следы.

 

Также стоит рассмотреть объемы и тару, в которых ведется поставка. Если вы решили использовать именно этот флюс и дискомфорт применения, а также небольшой риск возникновения коррозии, вас не пугает, то желательно брать объем побольше, так как это действительно качественное вещество, которое поможет улучшить качество пайки. Если вы берете ее для первого раза, то следует подобрать минимальный объем, который можно будет быстро использовать и понять, насколько она подходит лично для вас.

Особенности применения и пайки

Многие люди, которые впервые сталкиваются с подобным веществом, задаются вопросом, как паять паяльным жиром. Здесь нет особых сложностей, так как сам процесс пайки очень поход на все остальные. В первую очередь нужно подготовить поверхность основного металла, чтобы она была максимально чистая.

Дальнейшим этапом идет лужение спаиваемых поверхностей. Для этого жало паяльника, макается во флюс и берется небольшое количество припоя.

Процесс лужения поверхностей

Поверхность пайки также должна быть покрыта жиром. Затем расплавленный припой покрывает тонким слоем всю поверхность, что позволяет защитить его тот повторного образования окислов и прочих налетов. Жировая пленка от такого флюса не образуется.

Расплавление паяльного жира


Затем детали соединяются между собой и на них накладывается более толстый слой припоя, который должен обволакивать полную площадь соединения с небольшим запасом. После этого нужно очистить поверхность при помощи.

Обзор паяльных паст

Паяльная паста представляет собой однородную массу, состоящую из двух компонентов — припоя в виде порошка и флюса-связки. В автоматизированном производстве такая смесь является наиболее удобной формой применения припоя и флюса для пайки. Обычно пасты задействованы в технологии SMT (англ. — surface mount technology), но список отраслей использования постоянно расширяется.

Также встречается название SMD (англ. — surface mounted device) или ТМП-технология, предполагающая монтаж электронных компонентов на поверхность печатных плат. На данный момент SMD-технология считается наиболее распространенным способом изготовления печатных плат с электронными компонентами. Характеристики пасты принято определять по типу флюса, по фракции частиц припоя, а также по процентному соотношению металлической составляющей к остальным компонентам состава.

Особенности технологии в заводских условиях

Для промышленного производства паста для пайки SMD компонентов адаптирована под групповую систему, где задействована электронная система нанесения флюса по поверхности микросхемы. На поверхности контактных рабочих площадках используют тонкую технологию нанесения при помощи шелкографии. Таким образом,  по своей технологии и консистенции материал чем-то напоминает нам привычную зубную пасту. Субстанция включает в себя припой порошка, а также компоненты флюса. Вся субстанция перемешивается и конвейерным способом наносится на поверхность микросхемы.

Внешний вид пасты для СМД

Автоматизированная система аккуратно переворачивает платы, которые необходимо запаять, далее микросхемы перемещаются в температурный шкаф, где происходить растекание массы с последующим припоем.  В печи, под воздействие требуемой температуры происходит условное обтекание технологических контактных ножек SMD компонентов, и в итоге получается довольно прочное соединение. После температурного шкафа микросхему снова перемещают в естественную среду, где происходит остывание.

Можно ли самостоятельно паять пастой SMD?

Теоретически да, но практически нужен довольно большой опыт для проведения данной технологической операции. Для работы нам понадобятся следующие инструменты и препараты:

  • Специальный паяльник с тонким жалом для SMD-компонентов.
  • Бокорезы инструментальные.
  • Пинцет производственный.
  • Шило или специальная тонкая игла.
  • Материал припоя.
  • Увеличительное стекло, можно лупу (необходимо будет постоянно наблюдать за тонкими ножками СМД-компонентов).
  • Флюс с нейтральными безотмывочными свойствами (дополнительный препарат).
  • Шприц, при помощи которого будем наносить флюс.
  • Если нет безотмывочного препарата, используем настой спиртовой и канифоль.
  • Паяльный фен средней нагрузки и мощности.

Флюс всегда должен быть в жидком состоянии, таким образом, вы полностью обеззараживаете поверхность микросхемы.  Кроме этого, препарат в процессе работы убирает образование окислов на поверхности платы. Помните, что спиртовой раствор совместно с канифолью не могут обеспечить качество пайки, и их применение допустимо только в том случае, если нет под рукой подходящего состава для пайки.

Выбор паяльника

Для работы требуется подобрать специальный паяльник, который имеет регулировку диапазона нагрева. Для работы с микросхемой подойдёт паяльник, который имеет рабочую температуру нагрева не боле +250…+300 С.  Если под рукой нет такого паяльника, допускается использовать устройство с мощностью от 20 до 30 Вт и не более 12-36 Вольт.

Паяльник с напряжением 220 Вольт не сможет обеспечить качество пайки, где очень трудно регулировать требуемую температуру нагрева флюса.

Паяльник для пайки СМД компонентов

Не советуем применять паяльник с жалом типа «конус», это приведёт к повреждению обрабатываемой поверхности. Самым оптимальным жалом является тип «микроволна».  Паяльник с напряжением 220 Вольт не только быстро нагревается, но и приводит к тому, что в процессе пайки происходит улетучивание компонентов.  Для эффективной работы паяльника, рекомендуем использовать тончайшую проволочку для обеспечения взаимодействия жала, флюса и припоя.

  • Помещаем SMD- компоненты на специальную контактную рабочую площадку.
  • Наносим жидкий препарат на ножки задействованных компонентов очень аккуратно.
  • Под действие рабочей температуры происходит растекание флюса и припоя по контактной площадке.
  • Даём время необходимого для того, чтобы могли остыть контакты и препарат на поверхности платы.

Но, для микросхемы процедура пайки немного отличается от вышеприведённой:

  • Производим монтаж SMD-контактов на точно установленные контактные места.
  • В метах соединения смачиваем флюсом.
  • Для качественного припоя делаем надёжный контакт с одной стороны, после этого припаиваем другую ножку.
  • Предельно аккуратно припаиваем другие рабочие компоненты, не забываем при этом жалом паяльника удалять образования.

В некоторых случаях допускается использовать для пайки специальный паяльный фен, но для этого необходимо создать подобающие рабочие условия. Помните, что фен допускается разогревать только до температуры +250 С, не более (в редких случаях до +300 С).

Что это такое и для чего нужны?

Паста для пайки — это вязкая структура, которая имеет в своём составе припой, флюс, различные летучие растворители, а также специальные клейкие компоненты. В зависимости от химического состава флюса и припоя могут варьироваться температура плавления, техника работы, а также варианты отмывки печатной платы.

Известно, что пайка для соединения элементов допускается при использовании любых материалов, температура плавления которых на несколько уровней ниже, чем температура плавления этих самых деталей. Именно поэтому для простейших бытовых схем в домашних условиях чаще всего в ход идет припой вместе с флюсом либо кислотой. Паяльные пасты в своем составе содержат сразу 2 компонента, а также их всевозможные примеси, благодаря чему ход пайки многократно ускоряется. Помимо того, такие пасты нашли самое широкое применение при изготовлении электроприборов.


В качестве базовых материалов в качестве припоя подбирают сплавы со свинцом, а также оловом либо серебром, однако максимальное хождение получила бессвинцовая паяльная паста.

Флюс в структуре выполняет функции обезжиривателя. Помимо этого, для успешного выполнения работы потребуется клейкий связующий компонент – он существенно облегчает фиксацию SMD-элементов на рабочие платы. При этом чем больше габариты платы, тем более насыщенной будет элементарная плотность, и тем актуальнее применение пасты для выполнения пайки.

Пасты нашли повсеместное применение и в производстве. Они применяются для лужения кузова автомобиля, проведения поверхностного монтажа, ремонта проводов и пайки светодиодов.

К основным преимуществам материала относят удобство нанесения, а также чистоту печатной платы, которая достигается благодаря точно дозированному нанесению состава. Единственный минус таких паст — это недолгий срок годности, в среднем он не превышает полугода. После этого консистенция пасты начинает разделяется на фазы, и средство становится непригодным для эксплуатации.

Разновидности

Современный рынок предлагает продукцию от брендов ALPHA, HERAEUS, Felder и т.д. Все пасты для паяльных работ классифицируются по следующим признакам:

  • по составу припоя — без галогена или галогенсодержащие;
  • по необходимости в дополнительном отмывании;
  • по типу припоя — без свинца или свинцовые;
  • по температурным показателям — высоко-, средне-, низкотемпературные.

Если состав не смывается, в нем содержится канифоль. В такой ситуации для промывки элементов необходимо воспользоваться специальными растворителями.

Необходимо учитывать и то, что увеличение уровня паяемости элементов сопровождается снижением надежности фиксации. Например, составы с содержанием галогена обладают высокой технологичностью, однако их надежность находится на низком уровне.

BGA пайка процессора на примере планшета

Планшет загружался через раз. При давлении на процессор проходит экран загрузки, но процент зарядки 0%. Смена аккумулятора и попытки прошить аппарат ни к чему не привели. Так же режим инженера не доступен. Возле процессора есть много рассыпухи, лучше закрыть ее плотным алюминиевым скотчем, чтобы случайно не сдуть.

Выпайка процессора

Обязательно нужно сфотографировать место пайки, чтобы не было проблем определить в какой стороне находится ключ. Сначала место пайки прогревается 100 — 150 °C на максимальном потоке воздуха. Где-то после минуты постепенно увеличиваем температуру. 200 °C, 250 °C и потолок 310 °C — 320 °C. При температурах от 250 пытаемся аккуратно пинцетом покачивать процессор. Если он стоит на мертво, то ждем еще (или увеличиваем температуру, но не больше 320 °C). Когда процессор от одного прикосновения пинцета пошатывается, то время снимать его. В данном случае все защищено фольгой, то риск задеть рассыпуху минимален, поэтому пинцетом можно откинуть его на плату.

Убираем припой

Лучше не использовать оплетку, дабы избежать повреждения маски. При помощи паяльника и немного припоя на жале (для разбавки припоя с тем, что на плате) легкими и не резкими движениями проходим по площадкам. Естественно перед этим наносим флюс на плату. Та же процедура и с самим процессором

Важно не перегреть его и не сорвать пятак

Реболлинг процессора

Реболлинг — это перепайка микросхемы. Это не замена старой на новую, по сути обновляются шарики на микросхеме для лучшего контакта с платой.

При помощи паяльной пасты и трафарета наносим новые шарики на процессор. Температура пайки значительно ниже. 180 °C — 200 °C. Закрепляем процессор на трафарет при помощи все того же алюминиевого скотча. После трафарета чистим процессор и наносим немного флюса. Затем снова греем его, чтобы шары точнее встали на свои места и лучше расплавились. Чистить после этой процедуры.

Затем, перед установкой, на плату ровным слоем наносим флюс. При помощи лопаток или зубочисток распределяем его равномерно, чтобы все контакты хорошо пропаялись и процессор не поплыл.


Ставим процессор по ключу и позиционируем его края. Так как вокруг много скотча это не составит особого труда. После этого также сначала греем плату на 100 — 150 °C, затем увеличиваем до 200 °C — 230 °C и аккуратно пытаемся пинцетом прикоснуться дабы убедиться, расплавился припой или нет. Если сделать это резко, то придется повторять все заново т.к. шары слипнуться.

После пайки убираем скотч и лучше всего не чистить плату вообще. Под BGA микросхемами очень мало воздуха, и поэтому, когда чистящее средство доберется туда, то полностью его удалить оттуда очень сложно. Конечно, можно попытаться на 100 °C «выпарить» флюс, но если у вас хороший и безотмывочный флюс, то не стоит беспокоиться.

Планшет начал включаться уже и без давления на процессор, однако после загрузки он выключался на 0%. Только теперь уже можно войти в режим инженера и попытаться сбросить планшет. После сброса аппарат включился нормально и показывает процесс зарядки, остаток и перестал отключаться.

Теперь нужно тщательно проверить все его функции. Камера, звук, микрофон, Wi-Fi, тачскрин.

Паяльная паста и ее свойства

Изначально данные составы использовались в технологиях типа SMT. В настоящее время их сфера распространения существенно расширилась. Паста включает такие основные компоненты:

  • Припой в виде порошка с разной степенью дробления. Как правило, выбираются сплавы, включающие олово, свинец, серебро. Особое распространение получили бессвинцовые пасты.
  • Флюс для обезжиривания.
  • Необходимые добавки для связывания. Они упрощают монтаж и крепление smd-компонентов на платах. Для больших размеров платы требуется более вязкая паста.
  • Активаторы и дополнительные компоненты.

На фото паяльной пасты можно увидеть типичные их модификации

Однако при выборе нужно обращать внимание на соответствие материала таким требованиям:

  • высокий уровень проведения паяльных работ с прочностью получаемых соединений, недопущением разбрызгивания и образования шариков;
  • необходимые клеящие параметры, благодаря которым элементы удерживаются до проведения пайки;
  • устойчивость к растеканию во время начального нагревания;
  • отсутствие или минимальное количество остающегося после работ легко удаляемого флюса;
  • применимость технологии дозирования или печати трафаретного типа;
  • допустимость к хранению длительное время.

Какие припои используют для пайки радиодеталей

В основном используются припои типа ПОС (припой оловянно-свинцовый) и бессвинцовые припои. ПОС имеет температуру плавления примерно с 180 до 230 °C. Этот сплав хорошо подходит для пайки деталей, но в промышленных масштабах используются бессинцовые припои, у которых температура плавления чуть выше от 180 до 250 °C. Бессвинцовые припои не имеют в своем составе свинца, они выделяют меньше выбросов и самое главное в их составе нет свинца. Пары свинца сильно загрязняют окружающую среду, поэтому на этапе производства печатных плат используются припои без свинца. Однако, бессвинцовые припои не только плавятся при более высоких температурах (из-за отсутствия свинца), но еще и оставляют «оловянные усы». Эти усы могут послужить причиной короткого замыкания после пайки SMD контактов. Они мало различимы без микроскопа, и их толщина бывает менее 1 мкм.

Бессвинцовые припои также используются в BGA пайке в качестве шариков.

Для радиолюбителей подойдут ПОС припои. Такими легче паять, да и вреда они много не нанесут, если вы не паяете в промышленных масштабах. Тем более, бессвинцовые припои по смачиваемости и качеству контакта после пайки не доходят до уровня припоев ПОС.

Классификация по типу

Припои выпускаются:

  • С флюсом;
  • Без флюса.

Припои с флюсом удобно брать на паяльник, поскольку флюс помогает распределиться по жалу паяльника. Еще припои с флюсом очень мягкие, и их можно сворачивать в несколько прутков.

По состоянию

Припои выпускают в основном в виде прутков с сечением от 0,1 до 2 мм. Это твердый тип. А еще есть паяльные пасты. Это смесь микроскопических шариков в флюсе. Применяется для BGA пайки.Паяльную пасту в основном используют для пайки микросхем и контактных площадок разъемов. Нерационально использовать пасту для пайки проводов, так как цена пасты намного выше, чем обычного припоя.

Помимо мягких припоев, еще есть их подвид. Это низкотемпературные сплавы Розе и Вуда. Такие сплавы обычно используются для безопасного выпаивания деталей. Этими сплавами не рекомендуется запаивать детали на плату из-за их низкой механической прочности и температуры плавления (от 60 до 100 °C)

Флюс, как составляющая припоя

Классификации подлежат также флюсовые компоненты. Существует 3 вида флюсов в составе паяльных паст:

  • канифольные;
  • водосмываемые;
  • безотмывные.

Наибольшее распространение получили флюсы со средней активностью. Они хорошо очищают поверхность, растекаются по ней, смачивают соединяемые детали. Однако они могут вызывать коррозию. Поэтому после пайки рабочую зону нужно отмывать специальными растворителями или горячими водными растворами.

Паяльные флюсы, подвергавшиеся значительному активированию, применяют для сильно окисленных деталей. После пайки рабочее место отмывают органическими смесями со спиртом.

Водосмываемые флюсовые композиции изготовлены на основе органических кислот. Они обладают большой активностью, способствуют образованию хорошего шва, но требуют обязательного отмывания очищенной горячей водой.

Не нужно отмывание при работе с флюсами, сделанными из синтетических или натуральных смол. Даже если после пайки на поверхности будут присутствовать остатки, это не навредит изделию.

Остаток не проводит ток, устойчив к окислению. Его можно не отмывать. При желании промывание можно сделать специальными растворителями или горячими водными растворами.

Пайка светодиодной ленты

Светодиодная лента так же теплоемкая, как и толстый провод. Она имеет в своем составе медную подложку, которая забирает тепло при нагреве. Залуживаем контакты с помощью канифоли. Используем мини волну и совсем немного припоя. На месте пайки должно быть немного припоя. Далее, берем паяльник от себя ручкой, прислоняем провод к контакту и сверху жалом паяльника. Пайка должна длиться не дольше секунды, пока есть флюс. Это связано с тем, что медная подложка быстро забирает тепло, а сгорающий флюс уже не в состоянии собрать припой в единое целое. Поэтому, если паяльные работы будут длиться больше секунды, то на ленте будут комочки припоя с признаками холодного контакта. Если такое произошло, снова наносим флюс и одним касанием исправляем плохую пайку. Канифоль (флюс) чиститься с ленты при помощи спирта (или бензина) и ватного диска.


С этим читают