. Условия хранения и работы с паяльной пастой
Соблюдение условий хранения и обращения с паяльной пастой поможет дольше поддерживать ее характеристики на требуемом уровне, что отразится в меньшем расходе пасты, большем выходе годных изделий, меньшем количестве дефектов. Производители паст указывают следующие параметры, имеющие отношение к хранению и работе с паяльной пастой:
рекомендуемая температура хранения пасты, °С;
диапазон допустимых температур хранения пасты, °С;
минимальное время достижения пастой комнатной температуры, ч.;
время перемешивания пасты, мин.;
срок годности пасты при хранении в рекомендуемых условиях, мес.;
рекомендуемая температура и относительная влажность при нанесении пасты, °С; %.
Пример indium
Паяльные пасты обладают чувствительностью к чрезмерно низким и, в особенности, высоким температурам. Так как основой паст являются два материала с очень разной плотностью (припой и флюс), допускается небольшое естественное расслоение флюса и прочих составляющих пасты, а также образование небольшого приповерхностного слоя флюса. Чрезмерный нагрев в течение длительного времени приводит к значительному расслоению флюса и остальной пасты, образованию толстого приповерхностного слоя флюса. Результатом этого является изменение реологических характеристик пасты и, скорее всего, приведет к появлению дефектов при ее нанесении. Температура выше 30°С может вызвать химическое разложение пасты.
Как правило, производители не рекомендуют подвергать пасты воздействию низких температур. Активаторы флюса могут при этом частично перейти в осадок, что может снизить смачивающую способность пасты. В любом случае, следует провести тесты качества пасты после заморозки, перед использованием в производстве реальных изделий. Некоторые производители, тем не менее, предусматривают хранение своих паст при отрицательных температурах (от –20 до +5°С, [4]).
8. Воздействие влаги
Проникновение влаги, возможно, является наиболее пагубным воздействием на паяльную пасту. Избыточная влага в пасте вызывает и/или увеличивает окисление припойных шариков, что, в свою очередь, вызывает расход активаторов флюса в большей степени на очистку шариков, чем паяемых поверхностей КП и ЭК. Это может привести к плохому смачиванию либо его полному отсутствию. Также попадание влаги вызывает растекание пасты, что ведет к появлению таких характерных дефектов, как образование перемычек и шариков припоя, разбрызгивание припоя/флюса, смещение ЭК при пайке, уменьшение времени удержания ЭК.
Все пасты в той или иной степени гигроскопичны (впитывают влагу), поэтому следует избегать помещения паст во влажную среду (это замечание в особенности касается паст с водосмываемыми флюсами, но также применимо к пастам с флюсами, не требующими отмывки, и слабоактивированными канифольными флюсами).
9. Хранение
Согласно общим рекомендациям, паста должна храниться в холодильнике при температуре 4-5°С [2], что предотвращает испарение растворителя и снижает химическую активность пасты в процессе хранения. Некоторые производители рекомендуют более высокую температуру хранения: 8-10°С [3]. Хранение в холодильнике, как правило, в два раза увеличивает срок годности паст по сравнению с хранением при комнатной температуре. В случае хранения при комнатной температуре, необходимо поддерживать ее не выше 25°С при относительной влажности не более 60-80%. Не следует помещать в холодильник начатые банки с пастой – это может вызвать конденсацию абсорбированной влаги, что приведет к описанным выше проблемам. Банки с пастой нужно герметично закрыть и оставить при комнатной температуре для дальнейшего использования. Ряд производителей, тем не менее, рекомендует хранить начатые банки с пастой в холодильнике [3].
Сроки годности паст различны. В большинстве случаев, пасты с водосмываемыми флюсами хранятся в холодильнике от 3 до 6 месяцев, пасты с флюсами, не требующими отмывки – от 6 месяцев до 1 года. Срок хранения паст при комнатной температуре составляет, как правило, 1 – 4 недели [5]. Крайне важно использовать пасты в течение их срока годности, в противном случае возможно появление дефектов, связанных прежде всего с изменившейся вязкостью пасты. При использовании паст рекомендуется использовать принцип FIFO (FirstIn, FirstOut – в данном случае «первым поступил - первым используется»), с целью недопущения залеживания паст на складе.
Если это необходимо, неиспользованный остаток пасты может некоторое время (обычно не более 12 часов) храниться с целью дальнейшего использования, хотя это и не является рекомендуемой производителями паст практикой. Необходимо снять пасту с трафарета, положить в чистую банку (нельзя перемешивать остатки со свежей пастой) и хранить при комнатной температуре. При дальнейшем использовании следует смешать равные объемы оставшейся и свежей паст, что восстановит ее характеристики и поможет осуществить приемлемую печать. Согласно рекомендациям некоторых производителей паст [1], следует добавлять небольшие объемы старой пасты к новой в течение рабочей смены или всего рабочего дня, с целью минимизировать последствия деградации пасты, а также уверенности в том, что вся старая паста использована перед финальной очисткой трафарета в конце дня. Многие производители не допускают повторного использования остатков пасты. Необходимо помнить, что отказ от их применения обойдется гораздо дешевле последующего ремонта собранных изделий.
Хранить банки, картриджи и шприцы с пастой следует в вертикальном положении, наконечниками шприцов вниз для предотвращения расслоения.
10. Подготовка к применению
Перед использованием, паяльную пасту необходимо достать из холодильника и дать ей естественным образом достигнуть температуры окружающей среды. Не следует открывать и перемешивать пасту, пока она не нагрета до комнатной температуры.
Рис. 1. Рабочий механизм устройства автоматического перемешивания пасты. Фото: MalcomTech.
Типичное время нагрева/стабилизации паяльной пасты – от 4 до 6 часов. Не следует форсировать нагрев пасты и, тем более, нагревать ее в печи – это может привести к расслоению ее компонентов. Если паста используется в холодном состоянии, при нагреве образуется конденсат и произойдет поглощение пастой влаги. К тому же, непрогретая паста имеет тусклый внешний вид, ее сложно перемешивать, будет затруднено качение валика пасты по трафарету, паста может прилипать к ракелю.
Необходимо провести предварительную визуальную инспекцию пасты. Она должна иметь светло- либо умеренно серый цвет, быть достаточно однородной, без комков и посторонних включений, на поверхности не должна присутствовать сухая корка.
После достижения пастой рабочей температуры, необходимо добиться полной однородности ее состава путем перемешивания в банке (неметаллическим шпателем со скругленными углами) легкими движениями в одном направлении от 15-30 секунд до 3 минут (ближе к 1 минуте). Следует избегать сильного и длительного перемешивания пасты, что может привести к избыточному утончению ее слоев и, как следствие, к повышенной растекаемости и/или образованию перемычек.
Пасты в картриджах не требуют перемешивания, их реологические свойства восстанавливаются непосредственно в процессе нанесения.
Существуют устройства, осуществляющие автоматическое перемешивание и подогрев пасты без необходимости предварительного открытия заводской упаковки (что предотвращает окисление, избыточное увлажнение пасты и гарантирует отсутствие воздушных пузырьков при перемешивании). Данные установки обеспечивают стабильный результат вне зависимости от уровня подготовки оператора. Время от начала перемешивания до нанесения пасты на трафарет сокращается до 15 минут.
Рис. 2. Устройство автоматического перемешивания пасты: а) внешний вид; б) вид изнутри на рабочий механизм. Фото: MalcomTech.
Такие устройства, как правило, представляют собой центрифугу, на которой закреплено вращающееся коромысло с держателями емкостей с пастой (одной или двух банок, двух картриджей). Осуществляется сложное псевдо-планетарное движение (рис. 1), в процессе которого контейнер с пастой медленно поворачивается на конце коромысла, которое, в свою очередь, вращается с большой угловой скоростью. В результате паста перемешивается внутри контейнеров и одновременно нагревается за счет взаимного трения слоев. Внешний вид и вид на рабочий механизм такого устройств показан на рис. 2.