Для чего нужна паяльная паста

Паяльные пасты: как пользоваться? Паяльная паста своими руками

Любой вид электронной техники – это совокупность печатных плат и схем, без которых функционирование электроники невозможно. Прочность и надежность паяльных соединений на этих поверхностях зависят не только от профессионализма работника, исправности станка, но и от используемого вещества для пайки, соблюдения правил его эксплуатации и условий хранения.

Общие сведения

Паяльная паста представляет собой пастообразную массу, которая состоит из множества маленьких частиц припоя сферической формы, флюса и разных добавок. Зачем она нужна и что с ней делать?

Пасты паяльные используются для поверхностного монтажа электронных компонентов методом пайки на печатных платах, гибридных интегральных схемах, подложках из керамики. После нанесения на поверхность состав сохраняет активность в течение нескольких часов. Сфера применения – промышленность.

Какой должна быть

Паяльная паста должна соответствовать определенным требованиям:

не окисляться;
быстро не распадаться на слои;
сохранять свойства вязкости и клейкости;
оставлять исключительно удаляемые отходы после пайки;
не разбрызгиваться при воздействии источника нагрева с высокой концентрацией;
не оказывать отрицательное влияние на плату с технической точки зрения;
поддаваться воздействию традиционных растворителей.

Характеристики

Форма и габариты частиц припоя

От характеристик частиц припоя зависит то, каким образом будет осуществляться нанесение паяльной пасты на поверхность. Составы с маленькими частицами к окислению склонны значительно меньше. К тому же, если вещество для пайки имеет крупные частицы нерегулярной формы, это грозит закупоркой трафарета, следовательно, процедура нанесения потерпит крах.

Удельный вес метала в составе

Этот показатель определяет толщину оплавленного припоя, от него зависит степень осадки и растекания вещества для пайки. Толщина соединения после оплавления находится в прямой зависимости от удельного веса металла в составе пасты: чем его процентное содержание выше, тем больше толщина соединения после того, как осуществлено оплавление паяльной пасты. От концентрации металла также зависит и выбор способа нанесения. Так, если паяльная паста содержит его в объеме 80%, наносить ее следует трафаретным способом, если 90% – дозированием.

Тип флюса в составе пасты

Влияет на уровень активности вещества, наличие необходимости отмывки. В зависимости от метода удаления флюсовых остатков различают три группы флюсов:

Канифольные. Основным составным элементом является очищенная натуральная смола, которая добыта из древесины сосны. Канифольные флюсы делятся на неактивированные, среднеактивированные и активированные слабокоррозионные. Для первых свойственны минимальные показатели активности, вторые достаточно легко поддаются очистке, обеспечивают хорошее смачивание и растекаемость припоя, третьи характеризуются наибольшими показателями активности и низким уровнем спроса.
Водосмываемые. Содержат органические кислоты. Применение водосмываемого активного флюса является гарантом получения хорошего результата пайки, при этом существует необходимость отмывки деионизированной водой, имеющей температуру 55-65 градусов.
Безотмывные. Не нуждаются в отмывке. Произведены на основе смол натурального и синтетического типа. Удельный вес смолы в составе таких флюсов составляет 35-45%. Проявляют среднюю активность, их остатки после пайки не являются коррозионными и проводящими, а концентрация твердых осадков может достичь максимум 2%.

Свойства

Это не что иное, как густота паяльного пастообразного вещества. Паста наделена способностью изменения степени своей вязкости при воздействии нагрузки механического типа. Определить ее можно с помощью специальных приборов: вискозиметров Брукфилда и Малкома. Как правило, этот показатель указывается методом маркировки.

Паяльные пасты обладают способностью увеличиваться в размерах после, того как отпечаток нанесен на поверхность. Рассматриваемый показатель должен находиться на низком уровне, поскольку значительное увеличение размеров отпечатка паяльной пасты является причиной образования перемычек.

Время сохранения свойств

Находит свое отражение в таких показателях, как наибольшее время пребывания вещества на трафаретке до нанесения или после нанесения, которое не влечет за собой деградацию свойств. В большинстве случаев значение первого параметра находится в пределах 8-48 часов, второго – 72 часа. Фиксируются эти показатели производителем на упаковке. Причем может быть указан как один параметр (любой из двух), так и оба.

Идентифицирует возможность паяльной пасты удерживать SMD-компоненты на своих местах после инсталляции их на поверхность и до паяльной процедуры. Степень клейкости свидетельствует о «жизнеспособности» пасты и определяет ее срок годности. Вычисляется посредством реализации специального теста, при котором используется традиционный тестер, способный измерять силу, необходимую для передвижения элемента определенных весовых параметров с площади пастообразного вещества тех или иных размеров.

Наличие клеистой способности и ее уровень зависят от типа паяльной пасты. В среднем же время удержания находится в диапазоне 4-8 часов, в то время как максимальный показатель, который характерен для ряда паст, может достигать 24 часов и более.

Паяльная паста: как пользоваться

Правила эксплуатации условно можно разделить на три блока:

1. Общие условия использования:

помещение, где производятся паяльные работы, должно быть чистым, не являться источником или местом сосредоточения пыли или каких-либо иных загрязнений;
в целях индивидуальной защиты использовать защитные очки для глаз и перчатки для рук;
для отмывки уже нанесенной пасты с поверхности платы применять изопропиловый спирт или другие вещества-растворители.

2. До вскрытия упаковочной тары:

поместить пасту в помещение, в котором температурный режим находится в пределах 22-28 градусов, а влажность – 30-60%;
перед тем как открыть упаковку, выдержать пасту при комнатной температуре как минимум пару часов, при этом прибегать к применению искусственных способов разогрева вещества категорически запрещено;
в процессе работы паяльное вещество следует регулярно перемешивать.

3. После вскрытия упаковочной тары:

Способы нанесения

Паяльные пасты могут быть нанесены двумя способами: каплеструйным и трафаретным. Первый основан на использовании диспенсеров, а второй – на применении трафаретных принтеров.

Каплеструйный метод

Диспенсерная печать – способ нанесения паяльного вещества посредством его «выстреливания» при практически комнатных температурных показателях (около 30 градусов) из картриджа через эжектор на печатную плату именно в то место, в которое следует нанести пасту, исходя из схемы платы. Картридж находится в постоянном движении, следуя по ординате и абсциссе над поверхностью печатной платы. От него зависит правильность нанесения паяльного слоя. Картридж останавливается именно там, где нужно, и точно в то время, когда нужно, благодаря исправно функционирующей приводной системе. В домашних условиях могут использоваться не эжектор и картридж, а другой дозатор паяльной пасты – шприц.

Трафаретный метод

Пользуется наибольшей популярностью, подразумевает нанесение пасты на паяльную поверхность посредством продавливания через апертуры в трафаретном полотне специально предназначенным инструментом – ракелем. При этом ракель совершает перемещательные движения по поверхности трафарета в горизонтальном положении.

Пошаговая инструкция при трафаретном методе:

Шаг 1. Зафиксировать паяльную поверхность (плату) в рабочей зоне.
Шаг 2. Совместить с абсолютной точностью паяльную плату и трафарет.
Шаг 3. Выдавить или нанести необходимое количество паяльной пасты на трафаретное полотно.
Шаг 4. Нанести пастообразное вещество через трафарет, используя ракель.

Шаг 5. Проверить качественные характеристики нанесения паяльного вещества.
Шаг 6. Снять паяльную поверхность.
Шаг 7. Произвести очистку трафарета.

Условия хранения

Паяльные пасты требуют не только соблюдения правил эксплуатации, но и особых условий хранения, основные среди них следующие:

температура помещения, где хранится вещество, не должна превышать 25°С;
температурный диапазон хранения пасты зависит от производителя и может находится в пределах 4-10°С;
годность пасты при хранении в рекомендуемых условиях для составов с водосмываемыми флюсами составляет 3-6 месяцев, а с несмываемыми – 6-12 месяцев;
пайка паяльной пастой должна осуществляться в помещении, где показатель относительной влажности соответствует 60-80%.
начатые пасты разрешается хранить не более 12 часов;
в целях снижения степени деградации, которая осталась от предыдущего процесса пайки, в новых паяльных работах пасту задействовать можно, но только с добавлением новой;
банки, картриджи и шприцы с паяльным веществом хранить следует только в вертикальном положении, наконечниками шприцов вниз для исключения возможности расслоения.

Температурный режим

Паяльные пасты чувствительны к существенно низким и высоким показателям температуры. Учитывая то, что в основе содержатся два материала различной плотности (флюс и припой), считается возможным естественный процесс расслоения флюса и других составных элементов паяльного вещества, а также возникновение тоненького слоя флюса над поверхностью. Нахождение пасты под воздействием высоких температур продолжительное время приводит к значительному расслоению флюса и оставшейся пасты, является причиной образования толстого приповерхностного слоя флюса. Что же получается в результате? А получается, что паста паяльная лишается своих свойств, а, следовательно, нанесение ее на поверхность будет дефективным. Температурный режим, показатели которого выше 30°С, и вовсе спровоцирует химическое разложение паяльного вещества.

При воздействии низких температурных показателей паста теряет свою смачивающую способность, поскольку активаторы флюса частично или полностью переходят в осадок. Составы некоторых производителей все же можно хранить при температуре от –20 до +5°С.

Воздействие влаги

Наиболее пагубное воздействие на паяльную пасту оказывают не низкие и высокие температуры, а влага. Если уровень влажности повышен, припойные шарики, находящиеся в составе пасты, начинают окисляться быстрыми темпами, что приводит к трате активаторов флюса с целью произведения очистки шариков, а не на паяемые поверхности, как это должно быть. При попадании влаги паста растекается, образуются перемычки и шарики припоя, разбрызгивается флюс/припой, смещаются электронные компоненты в процессе пайки, уменьшается время удержания компонентов электронного типа.

Можно ли сделать в домашних условиях

Может ли быть создана паяльная паста своими руками дома? Конечно, да!

Ингредиенты: пальмоядровое масло, хлористый аммоний (5-10%), солянокислый анилин.

Способ приготовления: хлористый аммоний и солянокислый анилин смешать с пальмоядровым маслом до получения однородной пастообразной массы.

Ингредиенты: масло растительного происхождения (100 г), жир говяжий (300 г), канифоль натуральная (500 г), хлористый аммоний (100 г).

Способ приготовления: масло, жир и канифоль расплавить в широкой фарфоровой чашке на водяной бане. Растереть аммоний в порошок и добавить в смесь. Тщательно перемешать до получения пасты.

Ингредиенты: хлористый аммоний (100 г), масло минеральное (900 г).

Способ приготовления: растереть ингредиенты в ступе из фарфора. Хранить в стеклянном сосуде закрытого типа.

Как пользоваться паяльной пастой?

На сегодняшний день пайка паяльной пастой признана эффективным способом для соединения контактов поверхности микросхем и печатных плат. Вместе с этим, существуют определённые трудности работы, которые можно охарактеризовать как сложность технологического процесса в домашних условиях и как пользоваться флюсом для пайки подскажут советы и рекомендации специалистов. Основные преимущества технологии можно выразит в следующем:

Нанесение паяльной пасты допустимо к печатным платам с очень мелкими деталями и компонентами.

Нанесение паяльной пасты на плату

Не требуется использование паяльника с высокой рабочей температурой, можно применять паяльный фен или паяльники со средними нагрузочными характеристиками.
Паста применяется для тех случаев, когда нет других вариантов обеспечения качественного соединения поверхности.

Общая классификация паст для пайки микросхем и плат

Согласно общепринятым правилам и регламентным положениям, допускается применение следующих компонентов для того чтобы знать как пользоваться паяльным флюсом в домашних и производственных целях.

Припои с порошкообразными формами и вариантами дробления.
Флюсовые компоненты.
Связующие материалы.
Общие добавки и специальные активаторы.

В качестве компонентов для припоя используют олово, серебро, а также традиционный свинец. Вместе с этим применения свинца в последнее время уходит на задний план, и нанесение паяльной пасты через трафарет осуществляется при помощи безсвинцовых компонентов.

Далее, нужно учитывать следующее перед тем, как паять паяльной пастой, в каждом компоненты используют специальный флюс, который играет своеобразную роль обезжиривателя. Существенную роль в этом случае играют SMD компоненты, которые используются в большинстве групп печатных паст, и срок годности паяльной пасты из-за наличия активных химических компонентов составляет не более 6 месяцев. Но, в течение этого срока годности нужно помнить, что хранение паяльной пасты должно быть только в определённых температурных режимах, а именно от +2 С и до +10 С.

Варианты изготовления паяльных паст

Помимо основных компонентов составляющие основу материала, технологическая инструкция по применению паяльной пасты подразумевает несколько видов и категорий:

Безотмывочный.
Отмывочный.
Растворимый вариант, на основе водной жидкости.
С содержанием галогенов.
Без содержания галогенов.

Нужно учитывать, что свойства паяльной пасты как пользоваться в определённых условиях зависят от наличия основных и вспомогательных компонентов, но в любом случае в тех пастах, где нет водной основы, обязательно присутствует канифоль. В данном случае для промывки в обязательном порядке используют слабый растворитель.

Как правильно провести пайку паяльной пастой?

Для того чтобы добиться лучшего эффекта процесса пайки, рекомендуем придерживаться некоторых правил:

Проводим качественное обезжиривание поверхности платы при помощи специальных препаратов, затем обеспечиваем просушку микросхемы и платы.
Платы фиксируем только в горизонтальном положении для проведения технологической пайки.
В местах соединения равномерно наносим пасту.
Наносим на ножки деталей SMD пасту, помимо основных компонентов рабочей платы микросхемы.

Если используем нижний подогрев, применяем фен, который аккуратно просушивает всю плоскость обрабатываемой печатной платы. Осторожным потоком направлением струи горячего воздуха фена обеспечиваем растекание флюса.
После того, как испарится флюс на обрабатываемой поверхности, требуется увеличить температуру фена для дальнейшего качественного соединения.
Контроль за всем процессом осуществляем в визуальном режиме.
По окончании работы проводим дополнительную технологическую очистку специальным препаратом.

Некоторые хитрости проведения паяльных работ

Если в заводских условиях весь процесс пайки отработан до автоматизма, то самостоятельное применение паяльной пасты имеет некоторые хитрости. Обязательно проводим обезжиривание печатной платы, не забываем смачивать все контакты, где имеются следы окислов. Если вы давно не использовали плату, и несмотря на ее хорошее состояние, также проводим обезжиривание.

Паяльная паста как основной материал обработки должна иметь хорошую субстанцию, то есть, паяльная паста не должна быть слишком жидкой или слишком густой, то есть субстанция должна иметь что-то среднее. Оптимальным вариантом будет всем известная «сметанная» субстанция. Процесс смачивания необходимо соблюдать на всем протяжении процесса пайки.

Субстанция для пайки

По всей плоскости платы наносится только тонкий слой паяльной пасты. Более толстый слой пасты используется для контактов SMD-компонентов. Но, для совсем простых конструкционных соединений, такой метод обработки неприемлем.

Для очень большой платы, где нет возможности использовать паяльный механизм, допускается применение паяльного фена, специальных устройств подогрева и даже утюга, но при этом помните, что рабочая температура прогревания не должна превышать +150 С, а также нужно следить за тем, чтобы не было эффекта покоробления платы в процессе разогрева.»

В процессе работы образуются осадки и шлам, который необходимо убирать очень тщательно. Для этих целей можно использовать традиционный паяльник, который имеет специальное жало, известное как «микроволна».

Инструменты для пайки

Для проведения самостоятельной работы с использованием паяльной пасты, вам потребуются следующие инструменты и материалы:

Технологический паяльник (температура не более +300 С).
Бокорезы, а также технологический пинцет для обработки соединений.
Шило или специальная острая игла.
Состав припоя для обработки.
Увеличительное устройство (стекло или лупа).
Жидкий флюс с нейтральными характеристиками безотмывочного типа.
Шприц, при помощи которого будем наносить флюс.
Паяльный фен.

Инструменты для пайки

Если нет безотмывочного флюса, в редких случаях допускается применение спиртового раствора с канифолью, но помните, такой препарат можно использовать, но достаточного эффекта у вас вряд ли получится, поэтому этот вариант считается как запасной.

Паяльник напряжением 220 Вольт использовать также не рекомендуется. Вспомогательный способ, это паяльник напряжением 12 В-36 В, с характеристиками мощности 20-30 Ватт. Паяльный фен можно использовать только как запасной или основной вариант, но не нужно забывать о том, что прогревание нужно осуществлять для всей плоскости микросхемы равномерно, и при этом сначала для растекания флюса, затем увеличиваем температуру для сушки микросхемы.

В процессе работы обязательно соблюдаем требования безопасности, проветриваем помещение, и учитываем, что вы работаете с электро-опасными инструментами и химическими вредными веществами, используемые для пайки.

Паяльная паста для SMD

SMD-компоненты представляют собой миниатюрные электронные детали, устанавливаемые на платы. При этом пайка выполняется не по привычной технологии, когда выводы деталей крепятся на отверстия платы и припаиваются с обратной стороны. Монтаж элементов SMD выполняется непосредственно на лицевой стороне поверхности, на которой расположены токопроводящие дорожки. Для этого применяется специальный флюс (паста).

Паяльная паста и ее свойства

Первоначально подобные составы применялись только в SMT-технологиях. Сейчас их область использования увеличивалась. В состав паяльной пасты для SMD входят следующие ингредиенты:

Порошкообразный припой. Чаще всего подбираются сплавы на основе серебра, свинца или олова. Наибольшее распространение имеют пасты бессвинцового типа.
Обезжиривающий припой.
Связующие элементы. Они облегчают фиксацию элементов на поверхности плат. Чем больше размеры платы, тем более вязкой консистенцией должна обладать паста для пайки.
Вспомогательные ингредиенты и активаторы.

Добиться качественной пайки можно только в той ситуации, если были соблюдены все условия и срок хранения паяльной массы. У большей части ингредиентов подобных составов срок годности не более полугода. Хранить их нужно при температуре +2…+10°C. В помещении не должно быть слишком холодно или жарко. Уровень влажности воздуха при этом не должен превышать 80%. Перед применением состава его нужно разогреть до комнатной температуры и лишь после этого открывать банку или извлекать субстанцию из шприца. В некоторых случаях на прогрев уходит около 5-6 часов.

Также необходимо учитывать, что со временем паяльная смесь утрачивает свои свойства. Подбирать материалы для пайки оловом или иными материалами нужно с учетом следующих требований:

недопущение формирования шариков и разбрызгивания;
высокая клеящая способность;
стойкость к растеканию при первичном нагреве;
отсутствие остаточного флюса;
максимальный срок хранения.

Кроме того, материалы для паяльной пасты должны легко дозироваться и подходить для трафаретной печати.

Важные технические характеристики

Выбирать паяльную массу нужно с учетом ее физико-химических свойств. Эти характеристики находятся в прямой зависимости от ингредиентов состава. Такими свойствами являются:

наличие/отсутствие свинца и легирующих наполнителей;
форма и структура частичек;
величина частичек по IliS;
вязкость;
степень паяемости, которая определяется загрязненностью и окисленностью частичек припоя.

Кроме того, пасты безотмывочного типа не провоцируют образование коррозии, а водосмывные — могут приводить к таким проблемам на участке пайки, так как в их составе присутствует ряд органических веществ.

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.

Технология использования пасты

Перед тем как припаять SMD-элементы с применением паяльной пасты, необходимо изучить технологию работы с этим составом. Пользоваться им нужно следующим образом:

для начала необходимо очистить, обезжирить и просушить плату;
после этого плату необходимо надежно зафиксировать в горизонтальном положении;
в отмеченных точках соединения равномерно наносится паста;
мелкие детали устанавливаются на поверхность платы;
иногда требуется дополнительная обработка составом ножек токопроводящих микросхем;
прогревать установленные SMD-компоненты можно феном;
когда припой полностью испарится, температуру плавки можно увеличить;
паять необходимо осторожно, соблюдая все необходимые требования безопасности;
после работы плату нужно остудить и промыть.

SMD-компоненты также можно припаять по следующей схеме:

детали устанавливаются на площадку;
паяльная паста наносится на ножки;
под воздействием паяльника пастообразная субстанция равномерно растекается по зоне контакта;
элементы остывают и очищаются.

Изготовление в домашних условиях

Иногда готовой паяльной массы не оказывается в наличии, поэтому полезно узнать о способах ее изготовления. Для этой цели необходимо подготовить паяльный жир и прутик припоя из свинца и олова. При отсутствии первого материала его можно заменить вазелином ЛТИ-120.

Припой необходимо размельчить с помощью надфиля или специальной насадкой для дрели. Готовая крошка должна состоять из мелких частичек. Она убирается в емкость, в которую добавляется вазелин в соотношении 1:1 и небольшое количество флюса.

Все компоненты самодельной пасты тщательно перемешиваются и разогреваются на водяной бане. Готовый состав можно хранить в крупном шприце. С помощью него пастообразная субстанция и будет наноситься на платы.

Преимущества применения

Паяльные пасты используются не только в быту, но и в промышленности. Такое обширное распространение этого материала объясняется следующими его преимуществами:

возможность применения в производстве плат, на которых находятся мельчайшие элементы;
пользоваться паяльной пастой можно даже без паяльника, но в таком случае потребуется специальная станция или фен для нагрева изделия и равномерного распределения ингредиентов по поверхности платы;
пользоваться пастой для пайки можно в таких ситуациях, когда отсутствует возможность воспользоваться классическими инструментами.

Если нет возможности или желания самостоятельно изготавливать смесь, можно приобрести готовый вариант. Но нужно запомнить, что качественная паяльная паста стоит около 10 американских долларов за 50 г. Более дешевые варианты обладают низким качеством и могут не только не обеспечить достаточной надежности фиксации, но и привести к дополнительным проблемам при последующем использовании электронного изделия. Чтобы избежать проблем, покупать такие материалы лучше в сертифицированных магазинах или непосредственно у производителей.

Виды и способы нанесения паяльных паст

Качество работы электронной техники в большой мере зависит от прочности соединения компонентов схем c печатными платами. Хорошее спаивание обеспечивает паяльная паста. Эта смесь выполняет несколько функций.

Характеристики

Пастообразная масса содержит припой, фиксирующие вещества и флюс. Для создания консистенции в пасту вводят растворители, стабилизаторы, вещества для поддержания стабильной вязкости, активаторы.

Припойная компонента может быть представлена эвтектическими сплавами из свинца и олова, содержание которого составляет 62-63 %, с добавлением серебра или без такого. Иногда припой представлен бессвинцовыми сплавами из олова (95,5-96,5 %) и серебра с добавками или без добавок меди.

Большое значение имеют размеры частичек вязкой массы, в зависимости от которых для нанесения следует использовать трафарет либо дозатор для паяльной пасты. Оба способа реализуются без паяльника.

Если частицы имеют круглую форму, можно применять и трафарет и дозатор. Сферические крупицы обычно получаются вследствие пульверизации припойной компоненты при получении паяльной пасты.

Размеры и форма частиц обуславливают возможные сложности применения.

Паяльная паста с очень маленькими частицами в связи с большой поверхностью соприкосновения с воздухом может быстро окисляться. Мелкие крупинки могут образовывать шарики из припойной массы. Очень крупные круглые частицы, крупинки неправильной формы склонны закупоривать трафарет.

Согласно размерам и форме частиц паяльные пасты подразделяются на 6 типов. Выбор нужно осуществлять с учетом шага вывода и размерами окон трафарета.

Флюс, как составляющая припоя

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

Канифольная группа флюсов представлена активированными, умерено активированными и совсем неактивированными композициями. Паяльные флюсы, не подвергавшиеся активации, проявляют самую маленькую активность.

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.

Реологические особенности

Важными характеристиками паяльных паст для поверхностного монтажа являются вязкость, клейкость, длительность периода сохранения свойств, способность создавать объемное соединение на плате.

Знание количественных показателей реологических свойств позволяет правильно выбрать принтер для нанесения паяльной пасты, который сможет рационально дозировать порции.

Наносят пасту с учетом склонности к увеличению вязкости пастообразной массы. Уменьшение вязкости происходит при повышении температуры. Чтобы успешно паять паяльной пастой, нужно периодически к массе добавлять новые порции и контролировать показания температуры в рабочей зоне. Это можно легко делать при использовании автоматов для трафаретной печати, оснащенных термодатчиками.

На многих упаковках с импортными пастами указывают «время жизни». Значение определяет интервал времени с момента распечатывания банки до окончания пайки, в течение которого реологические свойства останутся неизменными.

Если показатель невысокий, для получения качественного соединения работать придется оперативно. Сейчас в продаже имеются смеси, со «временем жизни» 72 часа. С такими средствами можно работать не спеша.

Важной характеристикой является клейкость паяльной пасты, которая отображает способность детали удерживаться на плате до начала работы.

Некоторые пасты могут фиксировать электронные компоненты более суток, что удобно при монтаже больших плат. Составы с низкой клейкостью способны удерживать элемент 4 часа.

В продаже имеется большой ассортимент паяльных паст, часть из которых продается в шприце для ручного или автоматического дозирования, другие – в банках, картриджах.

Продукция в банках предназначена для станков трафаретной печати. Сделаны они из металлических листов с большой скрупулезностью, что позволяет вырезать на плате ячейки для нанесения паяльной пасты с точностью до 0, 1 мм.

Специальные виды трафаретов могут регулировать толщину нанесения пастообразной массы. Станки могут работать как в ручном, так и в автоматическом режимах. Дорогостоящие модели дополнительно оснащены системой очистки трафаретов, что значительно увеличивает производительность работ.

Условия хранения

На многокомпонентные паяльные смеси влияют внешние факторы. Условия, выполнение которых требуется для правильного хранения, указывают на упаковке. С ними следует ознакомиться и неукоснительно соблюдать.

Обязательно указывают не только температуру, пригодную для хранения, но и диапазон ее возможных отклонений.

Обычно, при температуре хранения, превышающей 30 ℃, смесь необратимо ухудшается. Очень холодное окружение может ухудшить выполнение функций активаторами, содержащимися в припое или термопасте.

Большое значение имеет время, через которое паста приобретает комнатную температуру. Важно знать:

как долго ее нужно перемешивать;
какая температура и влажность воздуха должны выдерживаться при использовании пасты;
сколько ее можно хранить при указанных условиях.

При влажном воздухе в паяльной массе из-за впитывания воды могут появляться шарики припоя. Срок, условия хранения паяльных паст отличаются, зависят от состава. Ели выполнять указания производителей, то качество пайки будет соответствовать ожиданиям.

Для водопроводных систем

Совершенно отдельную группу составляют пастообразные композиции, предназначенные для монтажа паяльником фитингов из меди и ее сплавов в системах водоснабжения. К этим составам предъявляются особые требования, которые строго регламентирует ГОСТ.

Ни один из компонентов пасты не может быть токсичным. Флюс должен полностью исключить окисление шва, попадание продуктов коррозии в воду.

Пасты для водоснабжения абсолютно не подходят для работы с электронными схемами по многим причинам, в частности потому, что к ним, для увеличения прочности соединения, часто добавляют медь или серебро. В электронике такие композиции не находят применения.

Shuffle › Блог › “Много паяем” или “Трафареты и Паяльная печь”

В моей работе иногда бывают заказы, где надо собрать 10 и более абсолютно одинаковых плат. Это не проблема, когда на плате мало элементов. Но когда их становится больше десятка, точек пайки — за 50, а самих плат надо собрать 20-30 за день, то поневоле начинаешь задумываться о смене рода деятельности. Я просто стал дико уставать от паяльника. Да и спина — не железная. Сборку модулей управления для Олимпиады в Сочи я вспоминаю с содроганием (об этом мне еще предстоит рассказать).

Вот и стал я задумываться о том, как же упростить и ускорить сборку таких небольших партий. Отдавать их монтажникам невыгодно из-за потери времени. Комплектация заказа, подбор всех компонентов, написание тех-задания и дорога туда-обратно 2 раза занимают столько же (а то и больше) времени, сколько я потрачу на сборку несчастных 10-20 плат самостоятельно. Давно уже засматривался на пайку с паяльной пастой. Вот и дозасматривался…

Далее в тексте будут присутствовать фото и видео из просторов интернета. Заранее приношу всем авторам извинения и при вашем желании готов немедленно указать авторство или удалить их из оригинала статьи на сайте Драйв2.

НАНЕСЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ ПАСТЫ

Есть два основных способа нанесения паяльной пасты — каплеструйный и трафаретный. В первом используются так называемые диспенсеры, во-втором — трафаретные принтеры.

Нанесение паяльной пасты на ручном трафаретном принтере

В домашних условиях диспенсеры заменяются обычным выдавливанием пасты из шприца на плату, а трафаретные принтеры — размазыванием пасты через трафарет пластиковыми картами и прочими подручными инструментами. Можно конечно и руками давить из шприца, но попробуйте повыдавливать пару сотен отдельных капелек и вы забросите это дело далеко и надолго. Можно купить полуавтоматический диспенсер, китайские товарищи предлагают как минимум пару десятков довольно-приемлемых по цене вариантов. Там все просто — нажал на педаль и из иголки выдавилось строго-отмеренное количество пасты.

Скорость работы резко возрастает, затрачиваемые усилия — резко уменьшаются. Но есть одно неудобство — для диспенсера нужен сжатый воздух. А значит нужно еще покупать и компрессор. А для дома компрессор — это шумно и громоздко. Поэтому начинаем смотреть в сторону трафаретной печати.

Трафаретное нанесение паяльной пасты

Поинтересовался стоимостью изготовления профессионального трафарета на один свой заказ и несколько… передумал. За изготовление металлического трафарета с меня запросили 8тр. Учитывая, что один трафарет мне может понадобиться всего лишь один раз — это слишком дорого! Да и сам ручной трафаретный принтер, куда крепится этот трафарет и сами платы — дорогая штука. Есть вариант — заказать резку пластикового трафарета лазером в любой рекламной фирме. Начал поиски в этом направлении и чисто случайно наткнулся на сайт, там автор дома режет трафареты плоттером.

А у меня как раз с Амазона пришел маленький домашний плоттер А4 Silhouette Portrait. Заказывал его для резки наклеек, а тут такое совпадение! Да еще и тот товарищ написал скрипт быстрой конвертации платы в трафарет для Eagle Cad. А я как раз все разрабатываю в этой программе! Уж повезло — так повезло! =)

Да, может показаться, что заказать трафарет у рекламщиков за 200р это дешевле, чем купить плоттер за 6тр, плюс сам пластик. Но когда делаешь трафарет, а потом оказывается что ты чуть-чуть ошибся и надо заказывать новый… да еще и под очередной заказ надо 2 разных трафарета… да и вот для этого тоже неплохо бы изготовить, а я забыл… да еще и наклеек порезать… да не забыть зайти забрать заказанные трафареты… да ну их всех!
Конвертнул сам дома, порезал на плоттере. Ошибся? Исправил и порезал опять. Наклейки? Нарисовал и порезал. Майки сделать? Взял и сделал. Об этом тоже постараюсь рассказать, тема интересная. Уже наделал себе эксклюзивных маек =)

А теперь простая инструкция для Eagle Cad и плоттера Silhouette Cameo:

1. Скачиваем вот эту штуку и кладем ее в папку ULP, где у вас установлен Eagle
2. Открываем свою плату в Eagle
3. Открываем ULP (меню File, пункт Run ULP или нажать кнопку ULP в Панели инструментов, найти cream-dxf.ulp и запустить его).
4. Снимаем галку с пункта “Cut two times…”, остальные оставляем по-умолчанию.
5. Нажимаем Run и получаем в папке с вашим проектом два файла с расширением DXF (файлы filename-tcream.dxf и filename-bcream.dxf для верхней и нижней стороны платы)

Все, теперь у нас есть два файла трафарета в формате AutoCad для обеих сторон платы. Если нужна только одна сторона, вторую смело отправляем в корзину. Дальше можно конвертировать в любой формат и резать на любом плоттере, но для Silhouette Cameo/Portrait пригодится следующая инструкция:

1. Заходим в настройки программы Silhouette Studio (все это справедливо для программы версии 3.0)
2. В меню “Параметры импорта” в разделе “При импорте DXF” выбрать пункт “Как есть». Тогда будет открываться в размере 1:1, а не растягиваться на всю страницу.
3. В меню “Расширенные” в разделе “Размер пакета” выбрать “500 байт”. Без этого при резке сложных трафаретов на медленной скорости возможны потери связи с плоттером и прерывание резки трафарета.
4. Открываем наш DXF файл
5. Перемещаем его на нужную часть листа
6. Если надо, то редактируем его. Я, например, удаляю некоторые площадки, на которые мне не надо наносить паяльную пасту. Это могут быть площадки краевых разъемов, для тестовых контактов, для дальнейшего припаивания проводов и разъемов. Паяльная паста гораздо дороже, чем обычный припой, которым в последствии паяются различные выводные элементы и провода.
7. Файл filename-bcream.dxf будет отображаться в зеркальном виде, поэтому можно его отразить зеркально (Объект-Отразить-Отразить горизонтально). Обычно это не нужно, ведь можно просто перевернуть сам вырезанный трафарет.
8. В “Настройках резки” добавляем новый материал кнопкой “+” и устанавливаем следующие настройки:
— резак выставить на значение “1” (и физически повернуть его на цифру 1)
— скорость “1см/сек” (минимальная скорость, это не позволит ножу задирать пленку и сделает линии реза максимально ровными)
— толщина “33”
Если пластик плохо прорезается, то можно отметить “Двойную резку” и плоттер будет проходить каждую площадку по два раза. Обычно этого достаточно для большинства пластиков.
9. Приклеить лист пластика на кэрриэр и отправить на резку

Я режу трафареты на рекламном пластике толщиной 0.2мм. Эту толщину плоттер режет довольно легко и с такой толщиной трафарета на плате остается достаточное количество паяльной пасты для пайки практически всех размеров smd-компонентов. Если вы используете типоразмеры 0603 и меньше, то можно делать трафареты и толщиной 0.1мм. Это еще сократит расход паяльной пасты.

Дальше все проще. Делаем оправку для вашей платы. Я не стал изобретать что-то оригинальное и просто скрепил несколько плат такой же толщины малярным скотчем, аккуратно и ровно совместил трафарет с нужной платой и приклеил трафарет с одной стороны к оправке. Теперь вставляем плату и наносим пасту, вынимаем готовую, вставляем новую…

Дальше на трафарет наносится немного паяльной пасты и скребком (у меня одно время им служила пластиковая кредитка или визитка) размазывается по плате. Поднимаем трафарет — паста нанесена!

Кстати, пасту я использую Kester R276. Так получилось, что она была первой, которую мне посоветовали и она меня устроила по всем параметрам (кроме цены) =) Пока периодически тестирую разные другие пасты на предмет замены Кестеру.

Для этого можно использовать обычный или вакуумный пинцет. И для того, и для другого требуется некоторая сноровка. Отличие в том, что при обычной пайке не страшно, если рука дрогнет и деталь сместится. Здесь же вы можете смазать пасту и придется тратить силы на восстановление площадки. На третьей по-счету плате у меня стало все получаться с первого раза. Но неудобно брать детальки из ленты пинцетом, а высыпав их на стол приходится потом некоторые переворачивать. Я обратил внимание на вакуумные пинцеты. Сначала собрал свой из маленького воздушного насоса (как в аквариумных компрессорах, только не выдувает, а всасывает воздух). Но колхоз продержался недолго и я плюнул на все и купил себе Актаком АТР-9382.

Нисколько не пожалел. Теперь можно брать компоненты прямо из ленты, предварительно только сняв защитную пленку, и сразу ставить их на плату. А мощность насоса подобрана так, что поставив детальку на плату она “приклеивается” к паяльной пасте и сама отлепляется от пинцета. Очень удобно!

Ооо! Это незаконченная еще история =)
Изначально смотрел в сторону покупки готовой печи Puhui T-962A, но название печи подкачало =) Шутка.

Просто судя по отзывам эта печь вовсе не такая крутая, как мне показалось в начале и нужно было ее дорабатывать до более-менее нормального состояния. А учитывая ее цену и стоимость доработки я отказался от покупки этой печи и стал смотреть в сторону самодельных вариантов. Для мелких серий в домашних условиях — идеальный вариант. Приобрел за копейки б/у мини-печь Supra MTS-302, испытал ее… Оказалось, что в ней очень даже неплохая равномерность прогрева и для простого домашнего варианта паяльной печи она подойдет. Тем более, что у нее есть и верхний, и нижний ТЭНы. А здесь очень важно, что бы было именно длинноволновое инфракрасное излучение. Поэтому нагрев самодельными галогенками не дает толковой пайки и кипятит все детали, в отличии от равномерного прогрева всей платы с деталями и пастой длинноволновыми инфракрасными излучателями, которыми и являются обычные ТЭНы.

На каждую нормальную паяльную пасту есть даташит, в котором указаны характеристики пасты и в каком режиме надо паять. Так, например, для моей R276 ее нужно сначала нагреть до температуры 140 градусов со скоростью не более 2,5 градуса в секунду, потом выдержать полторы минуты, плавно повышая температуру до 160 (в это время флюс смачивает все поверхности и подсыхает, исключая при плавлении его кипение и разбрызгивание припоя), а потом быстро нагреть до 210 для пайки и остудить. Ффффух, выдохнул =)
Для всего этого есть специальные PID-контроллеры, которые не только жестко держат заданную температуру (неважно, какая печь и какие ТЭНы, подстраивается сам), но и позволяют задавать температурные точки и интервалы времени. С его помощью можно реализовать тот термопрофиль, который нам нужен для конкретной паяльной пасты. Но… опять же — хорошие PID-контроллеры стоят хороших денег. А делать его самому — очень многое нужно изучить для написания толковой прошивки с ПИД-регулированием. Формулы там еще те!
Я поступил проще — заказал у китайцев PID-регулятор за 450р, который может строго поддерживать температуру и по его приезду модернизирую его до уровня PID-контроллера.

Но это — в будущем. А пока у меня главный ПИД-регулятор — это я с термометром на термопаре, секундомером и знаниями, с какой частотой надо щелкать выключателем ТЭНов для выдерживания термопрофиля =)))

Самого главного — увеличение скорости и уменьшении сил — я добился. Сборка и пайка панели из 24-х плат для моих Комфортных Поворотников раньше занимала по времени 6-8 часов, теперь это все занимает максимум 3,5 часа от момента нанесения пасты на первые платы и до момента тестирования всех плат на работоспособность.

Есть вопросы? Уверен, что есть. Добро пожаловать в Комментарии! Рекомендации тоже приветствуются. =)

PS: Спасибо Cathy Saxton и сайту idleloop за свои исследования по резке трафаретов на плоттере в домашних условиях. Оригинал здесь.

Читать еще: Как отрезать трубу Джокер