Wróć

Jakie są kluczowe czynniki, wpływające na lepkość pasty lutowniczej?

Czy drobniejsze kulki metalu w paście zwiększą jej lepkość, czy odwrotnie?
Opublikowano: 2021-05-28

Gary Freedman z Colab Engineering wymienia pięć jego zdaniem najważniejszych czynników, wpływających na lepkość pasty:

  • Sama formuła chemiczna pasty, wyznaczająca jej lepkość początkową oraz zawartość metalu. Im więcej proszku metalu przypadnie na jednostkę objętości, tym bardziej lepka będzie pasta. Drobne proszki mają większą powierzchnię, układają się ściślej w jednostce objętości a więc tworzą bardziej lepkie pasty.
  • Praca rakli: wiele past ma właściwości tiksotropowe, tj. ulegają 'rozcieńczeniu' w wyniku oddziaływania mechanicznego w efekcie pracy rakli
  • Warunki środowiskowe: temperatura i wilgotność.
  • W przypadku stosowania automatycznego wycierania spodniej strony szablonu,  mokra ściereczka może stopniowo oddawać rozpuszczalniki do pasty i zmieniać jej lepkość. Sucha chusteczka jest generalnie lepszą opcją.
  • Reologię pasty zmienia również naturalne zjawisko jej wysychania

Z twierdzeniem, iż mniejsze kulki oznaczają bardziej lepką pastę zgadza się Tim Jensen z Indium Corp. ‘Na lepkość pasty lutowniczej wpływa wiele czynników. Jeśli wszystkie inne zmienne są utrzymywane na stałym poziomie, lepkość będzie wzrastać wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru proszku (na przykład przejście z typu 3 do typu 4). Ten wzrost lepkości jest spowodowany większą gęstością upakowania drobniejszego proszku (mniejsze cząstki mogą się ściślej upakować). Dostawcy lutów uwzględniają to, korygując procent metalu: pastę lutownicza typu 3, zawiera około 89% metalu. Przy przejściu na typ 4, zawartość metalu maleje do 88,5%, co daje w przybliżeniu taką samą lepkość jak w typie 3’.

I jeszcze Fritz Byle, inżynier procesu z firmy Astronautics: ‘Jeśli zmniejszysz rozmiar cząstek proszku przy zachowaniu tej samej zawartości procentowej metalu, lepkość wzrośnie, prawdopodobnie w bardzo zauważalnym stopniu. […] W procesie produkcji pasty prawie wszystko wpływa na ostateczną lepkość. W miarę jak proszek staje się drobniejszy, coraz trudniej jest kontrolować lepkość. Rozkład wielkości cząstek określonej partii proszku, kształty cząstek, stan powierzchni - tekstura, tlenki - wszystko to będzie miało duże znaczenie. Nawet sposób badania lepkości robi ogromną różnicę. Aby klient uzyskał dane dobrze skorelowane z danymi producenta, parametry badania muszą być dokładnie powielone.’

Nieco głębiej w temat zanurza się Terry Jeglum z Electronic Technology Corporation, rozróżniając lepkość pasty i jej skłonność do opadania po nadruku:

'Lepkość można zdefiniować jako stopień, w jakim materiał opiera się tendencji do rozpłynięcia się. Pożądane są różne lepkości pasty lutowniczej przy różnych poziomach siły z jaką pracuje rakla: kiedy pasta lutownicza jest rozprowadzana przez raklę na szablonie, oddziaływanie mechaniczne wywierane na pastę powoduje zmniejszenie lepkości pasty, jej rozrzedzenie i umożliwia przedostanie się przez apertury szablonu. Po usunięciu szablonu, pasta utrzymuje  swój kształt i nie rozpływa się po PCB.

Nieco innym parametrem jest skłonność pasty do opadania, a więc tendencja materiału do rozlewania się po etapie nadruku. Teoretycznie, ściany boczne depozytu pasty powinny być idealnie proste i pozostać takimi aż do momentu umieszczenia komponentu. Jednak, jeśli pasta ma dużą skłonność do opadania, jej zachowanie może odbiegać od oczekiwanego a ścianki depozytu przestają być idealnie proste. Powinno się dążyć do minimalizowania zjawiska opadania pasty, ponieważ stwarza ono ryzyko tworzenia się  mostków lutowniczych między dwoma sąsiednimi padami'.

https://www.scanditron.com/pl/material_category/szablony/
https://www.scanditron.com/pl/material_category/szablony/