تفاوت بین خمیر فلاکس و خمیر لحیم کاری

خمیر فلاکس وخمیر لحیم کارینشان دهنده دو ماده اساساً متمایز در مونتاژ الکترونیک است، اگرچه نامگذاری نامگذاری باعث سردرگمی مداوم در سراسر صنعت می شود. خمیر فلاکس فقط حاوی ترکیبات فلاکسی-معمولاً بر پایه رزین{2}}فرمولاسیون‌های محلول در آب-به طور انحصاری برای حذف اکسید و ترویج خیس شدن طراحی شده است. در مقابل، خمیر لحیم کاری یک ماده کامپوزیتی است که شامل ذرات آلیاژ فلزی معلق در یک محیط شار است که برای پیوند متالورژیکی یک مرحله‌ای مهندسی شده است. همپوشانی عملکردی در اجزای شار آنها یک واگرایی مهم در روش‌شناسی کاربرد را پنهان می‌کند.

من مهندسان با پانزده سال تجربه را دیده ام که لوله اشتباهی را برداشته اند. این اتفاق بیش از آن چیزی است که هر کسی اعتراف کند.

مشکل از نحوه برچسب گذاری محصولات توسط تولید کنندگان شروع می شود. "Paste" روی هر دو محصول ظاهر می شود. برخی از شرکت‌ها حتی از بسته‌بندی‌های تقریباً یکسان-سرنگ‌های هم اندازه، درپوش‌های رنگی مشابه استفاده می‌کنند. شما در ساعت 2 بامداد با بزرگنمایی کار می کنید و سعی می کنید یک BGA را دوباره کار کنید، و ناگهان خمیر فلاکس را در جایی که به خمیر لحیم کاری نیاز داشتید اعمال کرده اید. مفصل خیس به نظر می رسد، آماده به نظر می رسد، اما فلزی برای تشکیل پیوند واقعی وجود ندارد.

این چیزی است که هیچ کس در تمرین به شما نمی گوید: خمیر فلاکس احساس متفاوتی دارد. معمولاً شفاف‌تر است، گاهی اوقات تقریباً{1}}عسلی از نظر قوام. خمیر لحیم کاری دارای ظاهر خاکستری و دانه دانه ای از ذرات فلزی معلق است. هنگامی که هر دو را به طور گسترده مدیریت کردید، می توانید آنها را تنها با بافت از هم جدا کنید. اما این زمان می برد.

فرمول‌های خمیر فلاکس در چندین سیستم طبقه‌بندی قرار می‌گیرند، با استاندارد IPC J-STD-004B که بیشترین ارجاع را در تولید آمریکای شمالی دارد.

بر اساس Rosin- (RO):فرمول سنتی مشتق شده از رزین درخت کاج. رزین در دمای لحیم کاری فعال می شود و برای حل کردن اکسیدها کمی اسیدی می شود. بقایای پست{2}}لحیم کاری معمولاً خوش خیم هستند، اگرچه می توانند گرد و غبار را در محیط های مرطوب جذب کنند. برخی از مشخصات نظامی قدیمی تر هنوز هم شار رزین را به طور انحصاری الزامی می کنند.
اسید آلی (OR):فرمول‌های محلول{0}}در آب با استفاده از اسیدهای آلی مانند اسید آدیپیک یا سوکسینیک. فعال سازی قوی تر از رزین کاملاً مستلزم-تمیز کردن فرآیند-این باقیمانده‌ها روی یک تخته است و شما درخواست رشد دندریت و شکست‌های احتمالی میدان را دارید. من این یکی را در پروژه حسگر رطوبت-به سختی یاد گرفتم.
اسید معدنی (IN):به ندرت در الکترونیک استفاده می شود. اینها فرمولاسیون های تهاجمی هستند که در لوله کشی یا ورق فلز می بینید. خورندگی آنها را برای اجزای حساس نامناسب می کند.
مصنوعی فعال (SA):فرمولاسیون مدرن طراحی شده برای تقلید عملکرد رزین با شیمی مصنوعی. اغلب به‌عنوان گزینه‌های «بدون{1}}تمیز» به بازار عرضه می‌شوند.

دمای فعال‌سازی بسیار مهم است و برگه‌های مشخصات همیشه این را روشن نمی‌کنند. یک شار طراحی شده برای پردازش بدون سرب در 250 درجه در نقطه یوتکتیک 183 درجه لحیم کاری قلع-سرب یکسان عمل نمی کند. حذف ناقص اکسید، مرطوب شدن ضعیف، و مفاصلی خواهید داشت که قابل قبول به نظر می رسند اما در چرخه حرارتی شکست می خورند.

Flux paste and solder paste

خمیر لحیم کاری واقعاً پیچیده است.

محتوای فلز معمولاً از 88٪ تا 92٪ وزنی متغیر است، اگرچه این به دلیل تفاوت های چگالی تقریباً 50٪ حجمی است. توزیع اندازه ذرات از یک سیستم طبقه‌بندی نوع پیروی می‌کند-نوع 3 (25-45 میکرون) برای اکثر برنامه‌های SMT کارآمد باقی می‌ماند، در حالی که خمیرهای نوع 4 و نوع 5 با ذرات ریزتر نیازهای اجزای 0201 و بسته‌های میکرو-BGA را برآورده می‌کنند.

وسیله نقلیه فلاکس در خمیر لحیم کاری عملکردهای متعددی فراتر از حذف ساده اکسید دارد. این ویژگی‌های رئولوژیکی لازم برای چاپ استنسیل را فراهم می‌کند-که خمیر باید روی سطح شابلون بچرخد، نه لغزش. باید به طور تمیز از دیواره های دیافراگم آزاد شود. به چسبندگی کافی برای نگه داشتن اجزا در هنگام قرار دادن نیاز دارد. و باید در حین جریان مجدد بدون پاشیدن گاز به طور تمیز خارج شود.

این چیزی است که از چیزی که اساساً یک رسانه فداکار است، درخواست زیادی می کند.

ترکیبات آلیاژی رایج:

سرب قلع-(Sn63/Pb37) برای برخی کاربردهای هوافضا و نظامی و مستثنی از الزامات RoHS در حال استفاده است. نقطه ذوب 183 درجه و ویژگی های مرطوب کنندگی عالی آن را به استاندارد صنعت برای چندین دهه تبدیل کرده است.

SAC305 (96.5٪ قلع، 3٪ نقره، 0.5٪ مس) به عنوان جایگزین غالب بدون سرب ظاهر شد. نقطه ذوب بالاتر در حدود 217-220 درجه. محتوای نقره هزینه های مواد را افزایش می دهد اما مقاومت در برابر خستگی حرارتی را بهبود می بخشد.

جایگزین‌های دمای پایین-مانند Sn42/Bi58 (نقطه ذوب 138 درجه) برای مجموعه‌های حساس به گرما{4}}کشش می‌یابند. بیسموت مفاصل را تا حدودی شکننده می کند که کاربرد آن را محدود می کند.

خمیر فلوکس قبل و در حین عملیات دوباره کاری ادامه می یابد. شما از آن برای آماده سازی سطوح، فعال کردن خیس کردن، یا تسهیل جریان لحیم کاری در سناریوهای لحیم کاری دستی- استفاده می کنید. این یک کمک فرآیند است، نه یک ماده پیوستن.

یک توالی دوباره کاری معمولی: خمیر فلاکس را روی محل اعمال کنید، جزء جایگزین را قرار دهید، با هوای داغ یا IR متمرکز جریان دهید. شار لحیم موجود را تمیز می کند، باعث ادغام می شود و لحیم کاری اصلی روی لنت ها اتصال را تشکیل می دهد. بدون نیاز به فلز اضافی{2}}با فرض وجود حجم کافی لحیم کاری.

خمیر لحیم کاری هم عملکرد شار و هم فلز را برای تشکیل مفصل فراهم می کند. قبل از قرار دادن مولفه بر روی پدهای برهنه توزیع می شود یا شابلون{1}}چاپ می شود. چرخه جریان مجدد، شار را فعال می کند، ذرات آلیاژ را ذوب می کند و پیوندهای متالورژیکی را در یک حرکت حرارتی تشکیل می دهد.

به نظر می رسد که تمایز به این شکل نوشته شده است. در عمل، سردرگمی همچنان ادامه دارد، زیرا هر دو محصول می‌توانند سطوح براق و خیس- را در طول گرمایش ایجاد کنند. تفاوت تنها زمانی آشکار می شود که مفصل را بررسی کنید یا آن را تحت فشار مکانیکی قرار دهید.

Flux paste and solder paste

خمیر لحیم نیاز به یخچال دارد. وسیله نقلیه شار در دمای اتاق تجزیه می شود و ذرات فلزی می توانند اکسید یا ته نشین شوند. اکثر تولیدکنندگان ذخیره سازی 0-10 درجه با ماندگاری 6 ماهه را مشخص می کنند. قبل از استفاده، باید اجازه دهید ظرف به دمای اتاق برسد.

دوره گرم کردن- مردم را جذب می کند. حداقل چهار ساعت برای یک شیشه 500 گرمی. آن را زودتر باز کنید و کل ظرف را به خطر انداخته اید.

خمیر فلوکس بخشنده تر است، معمولاً در دمای اتاق به مدت 12-24 ماه پایدار است. برخی از فرمولاسیون های با فعالیت بالا ممکن است نیاز به یخچال داشته باشند، اما جهانی نیستند.

هیچ یک از محصولات یخ زدگی را تحمل نمی کنند. تغییر فاز، مخلوط همگن را به گونه‌ای مختل می‌کند که نمی‌توان آن را از طریق اختلاط مجدد-بازیابی کرد.

حذف مولفه توقف کامل اینجا جایی است که خمیر فلاکس جای خود را در هر ایستگاه دوباره کاری به دست می آورد.

تلاش برای حذف یک QFN یا BGA بدون شار کافی، تمرینی برای ناامیدی است. لحیم کاری موجود به درستی خیس نمی شود، جزء به طور ناهموار می چسبد، آسیب پد تقریباً اجتناب ناپذیر می شود. استفاده سخاوتمندانه از خمیر فلاکس مناسب، عملیات را تغییر می دهد.

فرآیندهای پین-در-پست نیز از کاربرد شار تکمیلی سود می‌برند، اگرچه این امر به قلمرو تولید تخصصی می‌رسد.

برای لمس لحیم کاری موجی-هنگامی که به پل زدن یا پر کردن ناکافی از طریق-مصلات سوراخ-خمیر شار اعمال شده با قلم مو یا قلم شار، جریان لحیم کاری تمیز را بدون افزایش حجم می دهد. در حال حاضر لحیم کاری کافی وجود دارد. شما فقط به آن نیاز دارید تا رفتار کنید

مونتاژ جدید اجزای پایه-سطح. شما نمی‌توانید{2}}راه خود را به مفصلی که فاقد لحیم کاری است بچسبانید.

برنامه‌های لحیم کاری مرحله- که در آن چرخه‌های جریان مجدد متوالی به حجم‌های آلیاژ دقیق نیاز دارند. نمونه اولیه با استفاده از تجهیزات توزیع اجرا می شود. چاپ شابلون برای حجم های تولیدی. پریفرم ها در اینجا یک جایگزین هستند، اما خمیر برای SMT استاندارد غالب باقی می ماند.

انتخاب اندازه ذرات برای کارهای ریز- بسیار مهم است. تلاش برای چاپ خمیر نوع 3 از طریق دیافراگم شابلون 0.3 میلی متری منجر به رسوبات ناسازگار و نقص پل می شود. شما به نوع 4 یا ظریف تر، با رئولوژی شار مناسب برای مطابقت نیاز دارید.

Flux paste and solder paste

نمایه جریان مجدد برای خمیر لحیم بدون سرب{0}}به دقت بیشتری نسبت به سرب قلع- نیاز دارد. پنجره پردازش به طور قابل توجهی باریک می شود-شما باید به مایعات برسید، آن را به اندازه کافی برای مرطوب شدن مناسب نگه دارید، اما از طولانی شدن زمان بالای 250 درجه که در آن رشد بین فلزی تسریع می شود و اجزاء به محدودیت های حرارتی خود می رسند خودداری کنید.

خمیر فلاکس که در ارتباط با لحیم کاری موجود استفاده می شود با محدودیت های یکسانی روبرو نیست. شار فعال می شود، کار خود را انجام می دهد و می سوزد. شما سعی نمی کنید توزیع ذرات را ذوب کنید. شما در حال فعال کردن جریان آلیاژ فعلی- هستید.

این بدان معنی است که پروفیل های دوباره کاری می توانند به طور قابل توجهی با پروفیل های جریان مجدد تولید متفاوت باشند، حتی در یک مجموعه. جرم حرارتی متفاوت است، حجم لحیم کاری متفاوت است، رفتار شار تغییر می کند.

باقیمانده خمیر فلاکس قابل قبول (برای بدون فرمولاسیون تمیز): حداقل،-غیر چسبنده، غیر{2}}رسانا. قرار گرفتن در معرض رطوبت بالا نباید باعث تغییرات قابل مشاهده شود.

اتصال خمیر لحیم کاری قابل قبول: هندسه فیله صاف و مقعر، مرطوب شدن کامل پد، عدم وجود حفره های قابل مشاهده روی اشعه ایکس-، ضخامت بین فلزی مناسب.

نشانگرهای مشکل ساز برای خمیر شار: بقایای چسبنده که آلودگی را جذب می کنند، رسوبات کریستالی سفید (فعال کننده های بدون واکنش)، خوردگی در هادی های مجاور.

شاخص های مشکل ساز برای خمیر لحیم کاری: ظاهر مفصل دانه دار (مفصل سرد یا جریان مجدد ناکافی)، توپ های لحیم کاری روی سطح ماسک (مشکلات با حجم خمیر زیاد یا مشخصات)، سنگ قبر (نیروهای خیس شدن ناهموار در حین جریان مجدد).

خمیر فلاکس: 15 تا 80 دلار در هر کیلوگرم بسته به فرمولاسیون و سازنده. شما از مقادیر نسبتاً کمی حتی در محیط های تولیدی استفاده می کنید.

خمیر لحیم کاری: 80-400+ دلار در هر کیلوگرم. محتوای فلزی باعث افزایش قیمت می شود و SAC305 به دلیل نقره در بالاترین سطح قرار دارد. آلیاژهای تخصصی برای کاربردهای{4} قابلیت اطمینان بالا می‌توانند بیش از 600 دلار در کیلوگرم باشند.

از نقطه نظر مصرف، استفاده از خمیر شار ممکن است 50{2}}100 گرم در ماه در یک عملیات مجدد متوسط کار کند. ترازوهای مصرف خمیر لحیم کاری با حجم تولید - یک خط شلوغ SMT می تواند روزانه چندین کیلوگرم را بسوزاند.

علم اقتصاد به جای تلاش برای جایگزینی، استفاده مناسب از هر ماده را ترجیح می دهد. استفاده از خمیر لحیم کاری گران قیمت در جایی که خمیر فلاکس کافی است باعث هدر رفتن هزینه می شود. استفاده از خمیر فلاکس در جایی که نیاز به افزودن فلز است باعث اتلاف زمان و اجزای سازنده می شود.

همه خمیرهای فلاکس با همه آلیاژهای لحیم کاری کار نمی کنند. شیمی فعال سازی باید به گونه های خاص اکسید موجود رسیدگی کند. اکسیدهای آزاد-سرب عموماً سرسخت‌تر از اکسیدهای قلع-سرب هستند و به فرمول‌های شار تهاجمی‌تری نیاز دارند.

اختلاط مواد شیمیایی شار روی یک مجموعه، خطرات قابلیت اطمینان را ایجاد می کند. یک شار تولید بدون{1}}تولید تمیز و به دنبال آن یک شار مجدد-محلول در آب، ترکیبات باقیمانده‌ای را باقی می‌گذارد که هیچ‌یک از فرآیندهای تمیز کردن به طور کامل به آنها رسیدگی نمی‌کنند.

ایمن ترین روش: از خمیر فلاکس از همان سازنده و خانواده شیمی به عنوان خمیر لحیم کاری خود استفاده کنید. اگر تولید شما از خمیر لحیم کاری Kester R562 استفاده می کند، از محصولات Kester flux برای کار مجدد استفاده کنید. ترکیب‌های متقابل{3}}تولیدکننده می‌توانند کار کنند، اما نیاز به اعتبارسنجی دارند.

برخی از اپراتورها از خمیر فلاکس به عنوان چسب جزء استفاده می کنند و از چسبندگی آن برای نگه داشتن قطعات در حین جابجایی قبل از جریان مجدد استفاده می کنند. این کار به سرعت کار می‌کند اما مشکلاتی را ایجاد می‌کند{1}}توزیع باقی‌مانده شار غیرقابل پیش‌بینی می‌شود، و ممکن است شار بسیار بیشتری نسبت به عملکرد لحیم کاری اعمال کنید.

چسب های SMT اختصاصی برای این منظور وجود دارد. آنها برای حفظ چسبندگی بدون تداخل در فرآیند لحیم کاری فرموله شده اند. استفاده از خمیر فلاکس به عنوان جایگزین یکی از مواردی است که در فروشگاه{2}}در نهایت باعث فرار با کیفیت می شود.

همیشه قبل از استفاده مطمئن شوید که مواد مناسب را می‌گیرید. دو-نگاه دوم به برچسب، جلسه دو{2}ساعته کار مجدد را شکست می دهد.

تجهیزات توزیع جداگانه خمیر فلاکس و خمیر لحیم کاری را نگهداری کنید. آلودگی متقابل رفتارهای ناسازگاری را ایجاد می کند که تشخیص آن دشوار است.

ظروف خود را در هنگام باز کردن تاریخ بگذارید. هر دو ماده پس از قرار گرفتن در معرض اتمسفر تخریب می شوند، هرچند با سرعت های متفاوت. "ماه گذشته خوب بود" به این معنی نیست که امروز خوب است.

در صورت شک، قبل از متعهد شدن به مجموعه های تولید، سخت افزار ضایعاتی را تست کنید. تفاوت های رفتاری بین خمیر شار و خمیر لحیم بلافاصله پس از بزرگنمایی پس از چرخه جریان مجدد آشکار می شود-اگر بدانید به دنبال چه هستید.