Como ler um TDS de pasta de solda: 12 grupos de especificações importantes

Resposta rápida: O que um TDS de pasta de solda deve lhe dizer?

No mínimo, uma folha de dados de pasta de solda deve identificar ou apoiar a avaliação de:

• composição da liga;
• faixa solidus, liquidus ou fusão;
• Distribuição de tipo de pó e tamanho-de partículas;
• conteúdo metálico;
• classificação de fluxo;
• viscosidade e suas condições de teste;
• comportamento de queda ou tixotrópico;
• força de aderência e vida de aderência;
• vida do estêncil ou vida profissional;
• temperatura de armazenamento e prazo de validade;
• condições de aplicação recomendadas;
• orientação sobre refluxo, resíduos e limpeza.

Pasta de solda-de grau eletrônicoé um sistema de materiais combinados, não apenas pó de liga. A ficha técnica do produto apoia a triagem e o planejamento do processo, mas não substitui um teste de produção controlada.

O oficialPadrão de pasta de solda IPC J-STD-005Baborda requisitos de qualificação e caracterização para pasta de solda. Use o padrão adquirido, a documentação atual do produto e os requisitos do cliente para aprovação formal.

TDS x SDS x CoA

Estes documentos respondem a questões diferentes e não devem ser tratados como substitutos uns dos outros.

Um TDS geralmente informa valores típicos e condições de processo recomendadas, embora alguns documentos também contenham limites de especificação. Um CoA pode fornecer evidências-em lote, mas seu conteúdo depende do fornecedor, da especificação de compra e do contrato de qualidade.

Para leitores que precisam primeiro dos princípios básicos do material, o artigo sobrecomo funciona a pasta de soldaexplica a relação entre pó de liga, fluxo e aquecimento.

Valores típicos, metas e limites de especificação

Antes de comparar duas especificações de pasta de solda, identifique o que cada número representa.

Se o TDS não distinguir essas categorias, solicite esclarecimentos antes de usar o valor em um plano de inspeção de entrada ou especificação de compra.

1. Composição da liga

A liga é a primeira especificação de pasta de solda a ser verificada. Um TDS deve identificar a composição real, como SAC305, Sn63/Pb37, Sn42/Bi58, uma liga com baixo teor de-prata SnAgCu ou outra formulação definida.

O termosem chumbo-não é suficientemente específico. Diferentes ligas-sem chumbo podem ter comportamento de fusão, propriedades mecânicas, custo e compatibilidade diferentes com a solda existente.

A seleção da liga afeta:

• temperatura do processo;
• comportamento de molhar;
• desempenho em fadiga térmica;
• compatibilidade com uma montagem existente;
• exposição à temperatura dos componentes;
• requisitos regulatórios e do cliente.

Ao substituir um material, determine se a especificação de montagem aprovada permite uma troca de liga. O guia paraligas de solda de estanho para montagem de PCBfornece contexto adicional de-seleção de liga.

2. Solidus, Liquidus e faixa de fusão

Um TDS pode listar um único ponto de fusão, temperaturas solidus e liquidus separadas ou uma faixa de fusão.

Uma liga eutética muda de sólida para líquida a uma temperatura definida. Uma liga não{1}}eutética passa por uma faixa na qual as fases sólida e líquida coexistem.

Essa distinção é importante em montagens-sensíveis ao calor, soldagem sequencial, processamento em-baixa temperatura e produtos que já contêm uma liga-de ponto de fusão mais baixo.

A temperatura de fusão não é igual ao pico exigido do forno. A liga de solda nas juntas deve permanecer acima do liquidus por um período -específico do processo, longo o suficiente para suportar a molhagem, sem expor a placa e os componentes a calor desnecessário.

Uma curva de refluxo em um TDS é uma janela inicial. Meça o perfil final na montagem real da PCB. Para aplicações com exposição térmica restrita, revise se umpasta de solda-sem chumbo-para baixa temperaturacorresponde a todos os requisitos de material e confiabilidade.

3. Tipo de pó e distribuição de partículas

O tipo de pó descreve uma distribuição controlada-de tamanho de partícula. Os materiais SMT comuns podem usar pó Tipo 3, Tipo 4, Tipo 5 ou pó mais fino.

A ficha técnica deve idealmente identificar:

• Tipo de pó;
• faixa nominal de partículas;
• limite superior de tamanho-de partículas;
• informações sobre forma ou esfericidade das partículas;
• a classificação ou método de teste.

Não selecione uma pasta apenas a partir do número do tipo. O desempenho da impressão também depende do veículo do fluxo, do conteúdo do metal, da geometria do estêncil e das condições da impressora.

Para aplicações de estêncil, compare o limite superior-de tamanho de partícula com a menor abertura crítica e, em seguida, avalie a proporção de área e a eficiência de transferência. O artigo sobrepropriedades físicas da pasta de soldaexplica por que o tamanho das partículas é apenas uma parte do comportamento do material.

4. Conteúdo metálico

A pasta de solda contém pó metálico e um veículo contendo-fluxo. O conteúdo de metal é comumente expresso como uma porcentagem em peso.

Pode influenciar o volume da liga depositada, a reologia, o abatimento, a resposta de impressão, o volume de resíduos e o comportamento de distribuição. Uma percentagem mais elevada não é automaticamente melhor.

Ao comparar produtos, verifique se os valores utilizam a mesma base e método de teste. Uma pequena diferença numérica pode não ser significativa quando as formulações ou os métodos de aplicação pretendidos são diferentes.

Avalie o conteúdo metálico juntamente com a viscosidade, a geometria do depósito, a liberação do estêncil, o resíduo e o volume de solda restante após o refluxo.

5. Classificação de Fluxo

O sistema de fluxo remove óxidos, protege as superfícies metálicas durante o aquecimento e suporta a umidificação. Um TDS útil deve identificar a classificação de fluxo relevante ou direcionar o leitor para a documentação de apoio.

Determinar:

• se a química é colofónia, resina, orgânica ou outra categoria;
• o nível de atividade;
• a classificação de halogenetos aplicável;
• se o resíduo não é-limpo,-solúvel em água ou lavável;
• se qualquer declaração de zero-halogênio é suportada por um método de teste declarado;
• se a compatibilidade dos resíduos foi avaliada para testes ou revestimento isolante.

O oficialPadrão de fluxo IPC J-STD-004Dabrange requisitos de classificação e caracterização para fluxos de soldagem.

A classificação de fluxo e uma declaração de marketing-total de halogênio não são necessariamente a mesma afirmação. Revise a base do teste em vez de confiar apenas no texto. A comparação depasta de fluxo e pasta de soldatambém pode evitar confusão material.

Para aplicações que exigem controle de halogênio documentado, revise as declarações de processo e confiabilidade associadas a umpasta de solda halógena de alta-confiabilidade zero-.

6. Viscosidade e condições de teste

Um número de viscosidade é útil somente quando as condições de teste são conhecidas.

Quando aplicável, o TDS deve identificar:

• temperatura de teste;
• instrumento ou método de teste;
• fuso ou rotor;
• velocidade de rotação;
• procedimento de condicionamento;
• unidades de medida.

Dois produtos podem apresentar valores diferentes porque foram testados em condições diferentes. Uma pasta de estêncil-de impressão, uma pasta dispensadora de agulha-e um material de jateamento também exigem comportamento reológico diferente.

Não compare produtos destinados a diferentes métodos de deposição a partir de um único número de viscosidade. O guia paramétodos de aplicação de pasta de soldaexplica por que a impressão, a distribuição e outros processos necessitam de janelas de materiais diferentes.

7. Tixotropia e Queda

A pasta de solda deve fluir enquanto a força é aplicada e depois recuperar estrutura suficiente para manter a forma impressa.

Este comportamento pode ser descrito através de tixotropia, recuperação de viscosidade, desempenho de abatimento ou definição de impressão.

A má recuperação pode permitir que os depósitos se espalhem para as áreas vizinhas. A resistência excessiva ao fluxo pode contribuir para o preenchimento incompleto da abertura ou para problemas de liberação.

Para um trabalho de{0}}argumento preciso, procure informações sobre-temperatura ambiente e queda-de temperatura elevada, condições de teste e critérios de aceitação. Uma declaração comoexcelente resistência à quedaé menos útil do que um método e resultado definidos.

8. Força de aderência e vida de aderência

Após a impressão, a pasta de solda retém temporariamente os componentes antes do refluxo. O comportamento de aderência afeta a estabilidade do posicionamento, o movimento durante o manuseio, a montagem-dos dois lados e o atraso permitido antes do refluxo.

• Força de aderênciadescreve a capacidade da pasta de reter um componente.
• Agarre a vidadescreve por quanto tempo essa capacidade de retenção permanece útil.
• Vida de estêncildescreve quanto tempo a pasta permanece utilizável no estêncil sob condições definidas.

Uma linha de produção com um longo atraso de posicionamento-para{1}}refluxo pode precisar de uma janela de aderência diferente de uma linha contínua rápida.

9. Vida do estêncil e recuperação de pausa

A vida útil do estêncil descreve quanto tempo a pasta pode permanecer no estêncil enquanto mantém um comportamento de impressão aceitável sob condições determinadas.

O resultado depende da temperatura ambiente, umidade, atividade da impressora, duração da pausa, fluxo de ar, limpeza do estêncil, reposição de pasta e definição de desempenho aceitável.

Um valor de manchete como oito horas não significa necessariamente que o material possa permanecer intocado durante esse período e reiniciar sem ajustes.

Um teste de produção deve incluir impressão contínua, uma pausa planejada, reinicialização de impressões, comparação de SPI, observação da rolagem da pasta e preenchimento da abertura e verificações de contaminação na parte inferior. A recuperação da pausa pode ser mais informativa do que o valor de vida do estêncil do título-.

10. Armazenamento, prazo de validade e aquecimento

As instruções de armazenamento são específicas-do produto. A TDS deve indicar a temperatura exigida, o prazo de validade fechado, as condições da embalagem, o procedimento de aquecimento, o manuseio após a abertura e se o material usado pode ser devolvido ao seu recipiente original.

Siga as instruções de aquecimento do fornecedor e mantenha o recipiente lacrado até que a condição especificada seja atingida. O tamanho da embalagem afeta a rapidez com que o material atinge sua condição de funcionamento, portanto, uma seringa e um frasco grande não devem receber automaticamente o mesmo tempo de aquecimento.

Registre a data de fabricação, data de validade, data e hora de abertura colocadas no estêncil. Esses carimbos de data e hora ajudam a rastrear um defeito posterior no histórico real do material.

O artigo sobreprazo de validade e armazenamento da pasta de soldacobre os principais riscos de manuseio com mais detalhes.

11. Janela de impressão e aplicação

O TDS pode recomendar tipo de rodo, velocidade de impressão, pressão, velocidade de separação, espessura do estêncil, condições do ambiente, pressão de distribuição, tamanho da agulha ou intervalo de aplicação.

Estas são condições iniciais, não receitas universais de máquinas. Os resultados podem mudar com a geometria da abertura, espessura da folha, suporte da placa, vedação, design da impressora, idade da pasta e condições ambientais.

Verifique se a folha de dados foi escrita para o método pretendido:

• impressão em estêncil;
• seringa ou dispensação pneumática;
• impressão a jato;
• retrabalho;
• fixar-na{1}}colar.

Um material otimizado para um método não deve ser considerado adequado para outro. A deposição sem-contato pode exigir uma finalidade-projetadapasta de solda para impressão-a jato.

12. Refluxo, Resíduos e Limpeza

Um TDS pode incluir um perfil de refluxo sugerido ou uma janela térmica geral. Examine a orientação da rampa, faixa de imersão, tempo acima do liquidus, faixa de pico, orientação de resfriamento, atmosfera, aparência de resíduos e recomendações de limpeza.

A curva fornecida é normalmente um ponto de partida. O perfil final depende da massa térmica da placa, limites dos componentes, acabamento, liga e capacidade do forno.

As informações sobre resíduos devem responder mais do que se o produto é descrito como não{0}}limpo. Determine se o resíduo é pegajoso, se a limpeza é permitida, qual limpador é compatível, se o resíduo é adequado para testes elétricos e se há evidências de compatibilidade ou confiabilidade do revestimento.

Um resíduo visualmente pequeno não é automaticamente aceitável eletricamente. Os critérios de aceitação devem vir dos requisitos do cliente, da capacidade do processo interno e da especificação de montagem aplicável.

Como comparar duas planilhas de dados de pasta de solda

Use uma comparação estruturada antes de considerar as afirmações de marketing ou o preço.

Exemplo de comparação hipotética

O exemplo a seguir é ilustrativo e não representa um produto comercial específico.

O Produto A lista um valor de viscosidade medido a 25 graus usando um método rotacional. O Produto B lista um valor inferior, mas utiliza um instrumento, velocidade e procedimento de condicionamento diferentes. Os números não podem ser classificados diretamente.

O próximo passo correto é obter condições de teste comparáveis ​​ou avaliar ambos os materiais no mesmo teste de impressão. Uma viscosidade menor relatada não prova impressão mais fácil, melhor liberação ou maior estabilidade do processo.

Controle de revisão e especificações de compras

A aprovação técnica deve incluir o controle de documentos e não apenas de propriedades dos materiais.

Registro:

• Número de revisão do TDS;
• data de vigência ou emissão;
• Revisão da FDS;
• código e pacote do produto aprovado;
• tipo aprovado de liga e pó;
• itens exigidos do CoA;
• requisitos de notificação-de mudança de fornecedor.

Um TDS pode não ser uma garantia contratual. Quando um parâmetro for crítico para a aceitação de entrada ou para a confiabilidade da produção, coloque o requisito acordado na especificação de compra ou no contrato de qualidade e defina como a conformidade será demonstrada.

Bandeiras vermelhas em uma pasta de solda TDS

Solicite esclarecimentos quando uma ficha técnica:

• diz apenas{0}}sem chumbo sem identificar a liga;
• dá um tipo de pó sem faixa de partículas;
• lista a viscosidade sem condições de teste;
• alega não-limpeza sem classificação de fluxo ou evidência de resíduo;
• dá prazo de validade sem condições de armazenamento;
• lista a vida do estêncil sem definir o ambiente;
• apresenta uma curva de refluxo válida para cada placa;
• usa texto com zero-halogênio ou sem halogênio-sem uma base de teste declarada;
• não contém data de revisão;
• mistura valores típicos e limites garantidos sem identificá-los;
• não fornece nenhum caminho para SDS ou documentação em nível de-lote.

A falta de informação não torna automaticamente o material inadequado, mas impede uma comparação técnica completa.

O que o TDS não pode provar: lista de verificação do teste SMT

Uma revisão documental deve levar a um ensaio controlado.

Antes de imprimir

• Registre o produto, número do lote e data de validade.
• Verifique o histórico de armazenamento e aquecimento.
• Documente as instruções de mistura, as condições do estêncil e as condições do ambiente.
• Registre as configurações da impressora e a geometria crítica da abertura.

Durante a impressão

• Avalie o rolamento, o preenchimento da abertura e a liberação.
• Meça o volume do depósito, a altura e a variação da área.
• Revise a eficiência da transferência e a consistência-de{1}impressão.
• Inclua uma pausa planejada e reinicie.
• Verifique a parte inferior do estêncil quanto a contaminação.

Durante a colocação e refluxo

• Verifique a estabilidade dos componentes e a retenção de aderência.
• Meça o perfil de refluxo na placa real.
• Inspecione o umedecimento, a formação de bolas de solda, marcas de exclusão, pontes e resíduos.

Depois do refluxo

• Use inspeção visual ou AOI conforme apropriado.
• Use raios X-para juntas ocultas quando necessário.
• Realize testes elétricos, de limpeza ou de confiabilidade de acordo com os requisitos do produto.
• Registre o lote exato do material e as condições do processo.

O guia parainspeção de pasta de solda e qualidade de PCBexplica por que os dados de impressão devem ser coletados antes da colocação e do refluxo ocultar o depósito original. Mais amplométodos de avaliação de desempenho de soldapode apoiar o plano de qualificação final.

Conclusão

Um TDS de pasta de solda deve ser tratado como um documento de decisão e não como uma garantia completa de produção. Confirme primeiro a liga, o comportamento de fusão, a distribuição do pó e a classificação do fluxo. Em seguida, compare o conteúdo de metal, a viscosidade, o abatimento, a aderência, a vida útil do estêncil, o armazenamento e as orientações de aplicação sob condições de teste equivalentes.

A decisão final deve vir de requisitos documentados e de um ensaio SMT controlado. Impressão repetida, SPI, perfil de refluxo medido e inspeção pós{1}}refluxo mostram se o material se ajusta ao PCB, ao equipamento e à meta de confiabilidade.

Para obter uma recomendação baseada em liga, tipo de pó, sistema de fluxo, geometria do estêncil, armazenamento e requisitos de aplicação, envie os detalhes do processo através doPágina de consulta da YIHMA.