Спаивание больших и маленьких деталей печатных плат выполняется чаще всего с помощью паяльной лампы и специальной пасты. Именно о пасте и пойдет речь в этой статье. Разберемся для чего она нужна и рассмотрим основные виды паст, которые встречаются на рынке у производителей.
Паяльная паста — это смесь из припоя, флюса и других связующих компонентов. Пасты необходимы для спаивания между собой различных деталей, а сама работа является очень тонкой, практически ювелирной. Они наносятся тонким слоем заданной толщины с помощью автоматизированных средств.
Она имеет свои преимущества и недостатки. Любая паяльная паста должна отвечать требованиям, от которых, по сути, зависит качество этого продукта:
- Отсутствие растекания от места ее нанесения;
- Преобладание клеящих свойств;
- Отсутствие разбрызгивания при действии источника нагрева;
- Отсутствие расслаивания, а также окисления;
- Должна быть способной к деформации в течение долгого времени;
- Отсутствие остатков после пайки;
- Не должна отрицательно влиять на технические характеристики платы;
- Должна терять свои свойства в растворителях (смываться).
Паста, применяемая для дозирования и для нанесения через трафарет по вязкости, должна отличаться. Качество зависит от размера частиц припоя – если частицы слишком крупные, то показатели вязкости и возможности деформироваться ухудшаются, а если преобладает в основном количество частиц с маленьким размером, то ухудшается текучесть пасты.
Форма частиц также играет свою роль. Если частицы чешуйчатые или просто большое их количество неправильной формы, то такая паста будет засорять трафарет или шприц, через который будет подаваться. Однако, для них применение всё же есть – подача их в дозатор осуществляется посредством трафарета.
Паяемость пасты, что является главной ее характеристикой, зависит от частиц припоя и от степени ее окисления. Большую роль играет то количество кислорода, которое вступает в реакцию с флюсом и с основным металлом. Нормативы говорят о том, что содержание кислорода не должно превышать 0,6%. Кроме того, углерод, который остается на поверхности порошка, оказывает негативное влияние. Отсюда можно сделать вывод, что взаимодействие порошка, углерода и кислорода должно быть строго контролируемым по всей продолжительности работы, начиная с самого начала изготовления и до самого процесса пайки.
В порошке припоя обязательно присутствуют связующие вещества в количестве от 5 до 15%. Именно они отвечают за консистенцию, обеспечивают защиту пасты от растекания, растрескивания, расслоения, обеспечивают клеящую способность. При воздействии температуры связующее вещество испаряется, но когда происходит обычное хранение, то ничего страшного произойти не может, никакого влияния на припой не производится и потому его качества остаются на прежнем уровне. Такими веществами могут выступать как смолы, так и их смеси.
Разновидности паяльных паст
Выбор паяльной пасты зависит от того, какими свойствами обладает металл, для которого планируется ее использовать. Например, для сплава «никель-хром» подойдут пасты, одна из составляющих которых либо никель, либо хром. Такие сплавы являются твердыми и лучшее место для их сплава – это вакуум, аргон.
Для медных деталей используются медно-серебряные пасты, а чтобы снизить температуру плавления, они могут легироваться свинцом или оловом. Для деталей из алюминия используются пропои «олово-цинк», для серебряных и золотых – стандартная паста с основой из серебра, куда могут быть добавлены медь или цинк.
В том случае, если требуется покрыть паяльной пастой большую площадь, то можно использовать паяльный фен, который не даст изделию покорежиться и будет способствовать равномерному нагреванию. Если соединение локальное, то паяльник в помощь.
Разновидности паяльных паст могут отдичаться по флюсовым компонентам: всего их существует три вида:
- Канифольные – композиции различаются по активности: активированные композиции, умеренно активированные и неактивированные. Последние проявляют активность в самом малом количестве. Самыми распространенными являются компоненты с активность среднего значения. Они хорошо расходятся на поверхности, хорошо смачивают элементы, а также очищают поверхности. Но поскольку есть один минус – они могут вызвать коррозию, то рабочую поверхность нужно отмыть водными растворами или растворителями. Сильноактивные компоненты применяют для окисленных деталей и после проведения работ сразу очищают рабочее место.
- Водосмываемые – в основе имеют органические кислоты. При использовании таких компонентов получается хороший шов, но их обязательно нужно отмывать горячей водой.
- Безотмывные – изготовлены из натуральных смол и не требуют смывания. Даже если какие-то остаточные части будут присутствовать на изделии, то это не принесет никакого вреда. Эти остатки не проведут ток, не будут окисляться, но если хочется, то можно смыть горячей водой.
Рекомендации по применению паяльных паст
Очень важно, чтобы помещение, где будут проводиться работы, было чистым, там не должно быть скопления грязи, мусора или других загрязнений. Для того, чтобы обеспечить защиту при работе необходимо использовать перчатки для рук и очки для глаз. Чтобы отмыть уже нанесенную пасту с какого-либо элемента необходимо пользоваться спиртосодержащими составами или другим растворителем.
До того, как упаковка с паяльной пастой будет вскрыта необходимо поместить ее в помещение с комнатной температурой 23-28 градусов, влажность в помещении должна составлять от 30 до 60%. Перед вскрытием упаковки, она должна пробыть в этом помещении не меньше двух часов. Применять искусственные методы нагрева для ускорения ни в коем случае нельзя. Когда упаковка открыта и работа с паяльным веществом начата, желательно не забывать о том, что пасту необходимо периодически помешивать.
Применение паяльной пасты достаточно просто: на полотно трафарета нужно нанести некоторую часть паяльной пасты. По мере использования паста добавляется малыми порциями. В том случае, когда работа близится к завершению, а паста не израсходована, то с новой пастой ее смешивать ни в коем случае нельзя. Хранить ее следует в холодильнике в специально отведенном месте.
В том случае, когда работы еще не окончены, то можно продолжить использовать начатую пасту или пасту с новой упаковки, но нужно старую пасту смешать с новой и хорошенько размешать. Затем работу необходимо начать как можно скорее, чтобы свойства пасты остались прежними.
Возможно в следствие каких-то непредвиденных обстоятельств, работа должна быть прервана на некоторое непродолжительное время, а пасту уже нанесли на трафарет. В таком случае необходимо эту пасту поместить в емкость и плотно закрыть. Через каждые 40 минут следует проводить очищающие мероприятия трафаретного полотна.
Чтобы качественно выполнять работу с помощью паяльных паст нужно четко понимать, как они работают, разбираться в составах. Вещество, служащее для связывания частиц, при повешении градусов улетучивается, а состав, остающийся на поверхности, оплавляется и соединяет поверхности.
Для ускорения просушки можно использовать слабый подогрев снизу. Температура плавления паяльной пасты составляет 40-50 градусов, процесс активации начинается при 180-300 градусов.
Когда связующее вещество испарится, температура подогрева увеличится. Нужно четко следовать паспортным данным и не допустить ни недогрева, ни перегрева, поскольку недогрев снизит прочность, а перегрев может просто разрушить спайку деталях, с которыми вы уже успели поработать.
Поскольку все эти операции требуют четкого выполнения, то возможно лучше попробовать проведение подобных мероприятий на пробных материалах. Когда работа окончена нужно провести очистку, хотя она может и не понадобится, поскольку это зависит от сделанного вами выбора пасты.
Использование пасты очень удобно – это отражается не только в нанесении, но и в том, что плата остается чистой, а из-за точечного нанесения материал расходуется экономично и рационально. Но один недостаток все же есть – это недолгий срок годности, который составляет всего несколько месяцев, после чего паста может просто расслоиться и будет непригодной для использования.
Хранить пасту необходимо в помещении с определенной температурой, если паста уже открыта, то она будет годна для использования всего в течение 12 часов.
Если вы нарушите условия хранения, то это неизбежно приведет к тому, что пропадут все указанные свойства и использовать пасту уже будет нельзя, вы можете просто испортить поверхность. В случае, если температура хранения превысит 30 градусов, паяльная паста разложится на составляющие. Если в помещении высокая влажность, то припой, который находится в пасте, окислится, и это значит, что активаторы флюса будут потрачены не на их прямое назначение, а для очистки элементов припоя.
