Stopy lutownicze - przegląd nowości od czołowych producentów

MacDermid Alpha w ostatnim czasie wprowadził niskotemperaturową pastę o oznaczeniu ALPHA OM-565 HRL3. Nowa pasta została opracowana dla szerokiego zakresu parametrów procesu montażu w celu złagodzenia defektu wypaczania się wrażliwych na temperaturę obudów komponentów. Jak pisze producent, ALPHA OM-565 poprawia wydajność termomechaniczną w porównaniu z powszechnie dostępnymi lutami niskotemperaturowymi, oferując równocześnie  kompatybilność z innymi materiałami montażowymi.

‘Stop ALPHA OM-565 HRL3 to nasza najnowsza pasta do lutowania niskotemperaturowego (low temperature solder, LTS) i jest ważnym uzupełnieniem do naszego portfolio rozwiązań LTS’ mówi w komunikacie firmy Scott Lewin, z działu marketingu MacDermid Alpha. ‘Nie tylko minimalizuje ona liczbę defektów po procesie lutowania rozpływowego, takich niedostateczne zwilżanie czy head-in-pillow, ale także zapewnia podobną odporność na występowanie cykli termicznych i wstrząsów mechanicznych jak SAC305 w docelowym zakresie temperatur pracy od -40 do 85°C . Wszystko to można osiągnąć przy szczytowej temperaturze rozpływu wynoszącej zaledwie 175°C! Ze względu na niższe wymagania dotyczące temperatury szczytowej, ALPHA OM-565 obniża również ogólne zużycie energii, przyczyniając się do wysiłków przemysłu na rzecz zwiększenia zrównoważonego rozwoju’.

Do koncernu MacDermid Alpha należy też Kester, który wprowadził niedawno na rynek pastę NP505-HR: niezawierającą halogenów, bezołowiową pastę no-clean, opracowaną specjalnie do zastosowań o wysokiej niezawodności. Pasta przeznaczona jest do pracy w szerokim zakresie nastaw drukarki, w tym różnej prędkości drukowania i długich czasów przestoju dużym zakresie temperatur i wilgotności. NP505-HR jest przeznaczona do lutowania rozpływowego komponentów w rozmiarze 01005 w atmosferze powietrza, minimalizując jednocześnie występowanie defektu grapingu oraz pustek pod QFN/BGA. Pasta w pełni spełnia a nawet przekracza definicję IPC dla past bezhalogenowych.

Z kolei w styczniu 2022 na IPC APEX EXPO AIM zaprezentował - wraz z pełną linią materiałów montażowych do lutowania – nową pastę V9 typu no-clean, mającą minimalizować defekt pustek. Jak pisze producent, badania pasty V9 dowiodły, iż jej zastosowanie zmniejsza pustki do zaledwie 1% w przypadku BGA i <5% w przypadku innych komponentów BTC, jednocześnie wykazując stabilne efekty drukowania przez 12 godzin. Depozyty utworzone za pomocą V9 osiągają wysokie wartości w teście SIR, spełniające  wymagania do zastosowań o wysokiej niezawodności.  

W tym samym okresie AIM zaprezentował również stopy REL22 i REL61, a także niskotemperaturową pastę lutowniczą NC273LT. Gdy stres termiczny stanowi istotne ograniczenie procesu montażu, NC273LT może stanowić odpowiedni, zgodnym z RoHS zamiennik. Z kolei REL22 poprawia odporność układu na ekstremalne temperatury, w takich aplikacjach jak motoryzacja, lotnictwo i oświetlenie LED.  Z kolei o REL61 AIM pisze, iż stanowi idealny, budżetowy zamiennik dla SAC305, gwarantujący pracę bez utraty wydajności i trwałości.

W ostatnim czasie KOKI przedstawił nową, bezhalogenową pastę S3X58-HF1100. Przy jej opracowywaniu japoński producent zastosował nowo opracowaną technologię topnika, w której cząsteczki lutowia są chronione przed utlenianiem przez łatwą do usunięcia warstwę ochronną, a przeciwutleniacz w topniku hamuje dalsze utlenianie w miarę upływu czasu.Taka konfiguracja pomaga z jednej strony oszczędzać ilość aktywatora potrzebnego do zapobiegania utlenianiu, a z drugiej oferuje zwiększoną, maksymalną siłę aktywacji, gdy lut jest roztopiony. Topnik zastosowany w paście S3X58-HF1100 został zaprojektowany tak, aby wykazywać zwiększoną koagulację topnika w momencie, gdy lut zaczyna się topić. Natychmiastowa koagulacja i odprowadzanie płynnego topnika po stopieniu lutowia przynosi różne korzyści w procesie lutowania, takie jak zmniejszenie pustek, mniejsza skłonność do rozpryskiwania się topnika czy ulepszone właściwości zwilżania i ICT.

KOKI podkreśla w swpoich materiałach idealną powtarzalność depozytów nowej pasty

Coś zupełnie odmiennego przedstawił natomiast Stannol, a mianowicie pierwszą pastę lutowniczą ‘fair dla środowiska’, czyli wytworzoną z ekologicznych materiałów. Sześć lat temu Stannol stał się częścią inicjatywy Fairlötet e.V. (fairloetet.de) i po kilku latach starań wypuścił na rynek drut lutowniczy na bazie recyklingowanej cyny, dodatkowo wyprodukowany w Niemczech w sposób jak pisze Stannol ‘zrównoważony, uczciwy i neutralny pod względem emisji CO₂’. Stannol od dawna przykłada dużą wagę do ekologii: dokonuje regularnych, dobrowolnych płatności dla organizacji Atmosfair, rekompensując 19 530 kg wyemitowanego przy produkcji HS10 CO₂ a od początku 2020 roku przestawił swoją siedzibę główną w Velbert na odnawialne źródła energii.

Ponad 90% topnika zastosowanego w rdzeniu w drucie lutowniczym HS10 pochodzi z surowców odnawialnych. Oczywiście ekologiczna cenzurka to nie wszystko co oferuje nowy stop: czystość tego cynowo-miedziowego drutu jest analogiczna do DIN EN ISO 9453: 2021, jest zgodny z RoHs (bezołowiowy) i ekologiczną normą DIN EN ISO 14001. Część dochodów ze sprzedaży drutu HS10 przeznaczana jest na wspieranie organizacji FairLötet.

Stannol przedstawił też specjalistyczny stop do miękkiego lutowania aluminium. Normalnie, lutowanie miękkie aluminium i stopów aluminium nie jest możliwe przy zastosowaniu konwencjonalnych drutów lutowniczych, natomiast ALU1 rozwiązuje to wyzwanie dzięki specjalnie zoptymalizowanemu do miękkiego lutowania aluminium topnikowi. Jednocześnie Stannol informuje, iż topnik ALU1 nie zawiera żadnych substancji toksycznych i oparty jest na żywicach modyfikowanych chemicznie oraz nie zawiera naturalnej kalafonii. Topnik przeszedł pomyślnie test SIR zgodnie z normą J-STD 004 i dlatego jest klasyfikowany jako topnik no-clean. Do czego może przydać się taki niekonwencjonalny stop? Główne obszary jego zastosowań to montaż kabli, produkcja silników uzwojeniowych czy cewek czy też umocowanie radiatora.

W styczniu Indium Corporation wprowadziło do sprzedaży sztabki do fal lutowniczych opatentowanego stopu Indalloy 291. Jak można doczytać się w specyfikacji technicznej tego stopu, ma on stanowić tańszy zamiennik SAC305, a jego skład to cyna (99.25%), miedź (0.75%) oraz domieszki niklu (0.05%) germanu (<0.01%). Temperatura topnienia jest dość wysoka i wynosi 227°C, czyli około 10°C więcej niż SAC305. Według  Indium Corporation jedną z głównych zalet stopu Indalloy 291 jest mniejsza skłonność do tworzenia zgarów: o ile według badań Indium, SAC305 wytwarza około 65.44 gram zgarów na godzinę w temperaturze 260°C, to zastosowanie Indalloy 291 ograniczą tę wartość do 54.3 g. Do 50% lutowia używanego do lutowania na fali przekształca się w żużel, który jednak nadal zawiera głównie pełnowartościowy metal.

Nowy stop ma też podwyższoną zawartość cyny, tak więc producent poleca jego używanie w przypadkach, gdy skład tygla przekracza dopuszczalne normy. Jak powszechnie wiadomo, podczas lutowania falowego stopiony lut stykając się z PCB zawierającą miedź wypłukuje jej część, która zanieczyszcza tygiel, negatywnie wpływając na zwilżanie i estetykę połączenia lutowniczego. Firma oferuje specjalne sztabki Replenisher Bar, służące do przywrócenia poziomu miedzi w tyglu z powrotem do zalecanej specyfikacji.

Zdjęcie tytułowe: © AIM