Uma ficha técnica de pasta de solda pode listar 88%, 89% ou 90% de metal. O número parece simples, mas é fácil interpretá-lo incorretamente.
Na maior parte da documentação da pasta de solda, o conteúdo metálico descreve a porcentagem em massa do pó da liga na pasta completa. Isso não significa que a liga ocupe a mesma porcentagem do volume físico.
A carga de metal também não pode determinar por si só se uma pasta irá imprimir, dispensar ou refluir melhor que outra. Uma comparação válida também deve considerar a liga, o tipo de pó, o veículo de fluxo, o método de aplicação e a base de teste.
Ponto chave:Um valor de metal de 90% geralmente descreve o peso. Para entender o comportamento do volume ou do processo, a densidade e a formulação completa também devem ser consideradas.
Os leitores que precisam primeiro dos princípios básicos do material podem revisaro que é pasta de soldae como o pó e o fluxo da liga funcionam como um sistema de material.
Resposta rápida: O que significa 90% de conteúdo metálico?
O conteúdo de metal da pasta de solda por peso é calculado como:
Conteúdo de metal por peso=massa da liga de solda recuperada ÷ massa da pasta de solda original × 100
Por exemplo, um quilograma de pasta com teor nominal de metal de 90% contém aproximadamente:
- 900 gramas de liga em pó;
- 100 gramas do veículo de fluxo completo.
Isso descreve apenas a massa. Como a liga de solda é muito mais densa que o veículo orgânico, a porcentagem do volume do metal ficará bem abaixo de 90%.
Uma porcentagem de peso mais alta não é automaticamente melhor. A janela de carregamento-de metal apropriada depende se o produto foi projetado para impressão em estêncil, dispensação, jateamento, retrabalho ou outro processo.
O que é conteúdo de metal em pasta de solda?
Pasta de solda funcionaatravés da interação de pó de liga e um veículo de fluxo formulado. O veículo pode conter resinas, ativadores, solventes e modificadores de reologia que suportam estabilidade de armazenamento, remoção de óxido, aderência, deposição e refluxo.
Conteúdo de metal por peso
A carga de metal é comumente relatada como uma porcentagem em peso. Um valor de 90% em peso significa que 90% da massa medida da pasta é liga e os 10% restantes são o veículo não{4}}metálico completo.
O actualRequisitos IPC J-STD-005B para pastas de soldaincluir conteúdo metálico entre os tópicos de caracterização de pasta de solda.
Conteúdo de metal por volume
O conteúdo de metal por volume descreve o espaço físico ocupado pela liga em relação ao volume total calculado da liga e do veículo.
Normalmente é muito menor que a porcentagem em peso porque a densidade da liga de solda é substancialmente maior que a do veículo que contém o fluxo.
Conteúdo de metal versus veículo de fluxo e sólidos de fluxo
A porcentagem restante após a fração metálica ser subtraída representa o veículo de fluxo completo em peso quando ambos os valores usam a mesma base. Não deve ser automaticamente descrito como sólidos de fluxo.
O veículo pode conter ingredientes-voláteis e não voláteis. "Sólidos de fluxo" podem se referir a uma fração não{2}volátil definida separadamente, e a base exata deve ser confirmada na especificação aplicável ou na documentação do produto.
A distinção entre a pasta completa e um fluxo separado é explicada mais detalhadamente na comparação depasta de fluxo e pasta de solda.
Como estimar a porcentagem de peso versus porcentagem de volume
Uma porcentagem em peso pode ser convertida em uma fração volumétrica estimada somente quando valores de densidade adequados estiverem disponíveis.
Fração de volume de metal estimada=(fração de peso de metal ÷ densidade de metal) ÷ [(fração de peso de metal ÷ densidade de metal) + (fração de peso do veículo ÷ densidade do veículo)]
O resultado pode então ser multiplicado por 100 para expressar uma porcentagem.
Cálculo Ilustrativo
Os valores a seguir são hipotéticos e são usados apenas para demonstrar o cálculo. Eles não representam uma formulação comercial específica.
- fração em peso de metal: 0,90;
- fração de peso do veículo: 0,10;
- densidade assumida da liga: 7,5 g/cm³;
- densidade presumida do veículo: 1,0 g/cm³.
Volume de metal calculado=0.90 ÷ 7.5=0.12
Volume calculado do veículo=0.10 ÷ 1.0=0.10
Fração de volume de metal estimada=0.12 ÷ (0.12 + 0.10) ≈ 54,5%
Este exemplo mostra porque 90% em peso pode corresponder a uma percentagem muito menor em volume. O valor real muda com a densidade da liga, densidade do veículo e formulação. O veículo também é um sistema com vários-componentes, portanto, esse cálculo é uma estimativa e não um método de engenharia-reversa de uma pasta proprietária.
Por que o carregamento de metal é específico do produto-
| Fator de produto | Por que isso muda a interpretação |
|---|---|
| Composição da liga | Diferentes ligas têm diferentes densidades, comportamento de fusão e requisitos de processo. |
| Tipo de Pó | A distribuição de partículas afeta a área superficial total, o empacotamento, a viscosidade e o comportamento de deposição. |
| Veículo de fluxo | Resinas, solventes, ativadores e modificadores de reologia determinam fluxo, recuperação, pegajosidade e comportamento de resíduos. |
| Método de aplicação | A impressão em estêncil, a distribuição e o jateamento exigem diferentes combinações de fluxo, estabilidade e comportamento das partículas. |
| Pacote e condicionamento | Produtos em frascos, seringas e cartuchos podem usar diferentes sistemas de manuseio e entrega. |
Diferentes ligas-à base de estanho devem, portanto, ser analisadas como sistemas de materiais completos. O guia paraligas de solda de estanho para montagem de PCBfornece contexto de liga adicional.
Muitas famílias de formulações usam diferentes janelas de carregamento-de metal para impressão e distribuição, mas nenhuma porcentagem única se aplica a todos os fornecedores ou ligas. Um produto projetado paraimpressão a jatopode exigir outro equilíbrio porque a formação de gotas, o comportamento do bico e o pó fino tornam-se críticos.
Como o conteúdo metálico pode afetar o desempenho do SMT
| Característica do Processo | Possível influência do carregamento-de metal | Outros fatores que devem ser verificados |
|---|---|---|
| Viscosidade e rolamento de estêncil | A proporção de pó-para-veículo pode alterar a resistência aparente ao fluxo e o movimento da pasta. | Temperatura, condicionamento, formato do pó, reologia e configurações da impressora. |
| Forma de queda e depósito | O carregamento de metal pode contribuir para a estabilidade estrutural após a deposição. | Veículo de fluxo, geometria do estêncil, altura do depósito, ambiente e atraso antes do refluxo. |
| Preenchimento e liberação de abertura | A formulação deve equilibrar o enchimento sob força com a separação da parede da abertura. | Tipo de pó, proporção de área, condição da folha, suporte da placa e configurações de separação. |
| Pressão de distribuição | Um pó inadequado-para-o equilíbrio do veículo pode contribuir para alta pressão ou depósitos instáveis. | Tamanho da agulha, tipo de pó, temperatura, equipamento e perfil de distribuição. |
| Depósito úmido e volume de liga refluída | A fração volumétrica do metal ajuda a estimar a quantidade de liga presente em um depósito úmido. | Eficiência de transferência, coalescência, umedecimento, micção, resíduo e geometria final da junta. |
A viscosidade, a pegajosidade e o comportamento de cisalhamento devem ser avaliados em conjunto, em vez de inferidos a partir de uma percentagem. Essas relações são discutidas no artigo sobrepropriedades físicas da pasta de solda.
O volume da pasta úmida não é o volume final da junta de solda
Durante o refluxo, o pó da liga coalesce na junta metálica enquanto os componentes voláteis do veículo deixam o depósito e outros ingredientes podem permanecer como resíduos.
Uma estimativa de planejamento simplificada pode usar:
Volume estimado da liga no depósito úmido=volume do depósito úmido × fração volumétrica estimada do metal
Esta não é uma previsão completa da geometria final da junta. O resultado também pode ser afetado pela transferência do estêncil, empacotamento do pó, coalescência, umedecimento da almofada, geometria da terminação do componente, anulação e perda do processo.
O volume e a consistência dos depósitos devem ser verificados através deinspeção de pasta de soldaantes da colocação e do refluxo ocultar a condição impressa original.
Maior teor de metal significa melhor pasta de solda?
Nenhuma classificação universal pode ser feita a partir do número mais alto.
Uma porcentagem de metal mais alta pode oferecer estabilidade de depósito em uma formulação de impressão-de estêncil, enquanto outra pasta pode precisar de um equilíbrio de veículo diferente para dispensar através de uma agulha, manter a aderência ou dar suporte a um processo de retrabalho especializado.
A pergunta útil é:
A formulação completa fornece o volume de depósito necessário, estabilidade de impressão ou distribuição, desempenho de umectação e resíduos no processo pretendido?
Antes de selecionar um produto, revise o pretendidométodo de aplicação de pasta de soldaem vez de transferir um destino de carregamento-de metal de outro processo.
Valores típicos, nominais e de especificação não são iguais
| Tipo de valor | O que geralmente significa | Como deve ser usado |
|---|---|---|
| Valor típico | Um resultado representativo, não necessariamente um limite de lote garantido. | Use para comparação preliminar e planejamento de processos. |
| Valor nominal | Uma referência pretendida ou alvo de formulação. | Verifique se uma tolerância ou intervalo também é indicado. |
| Alvo | Um valor operacional ou de formulação desejado. | Não trate isso automaticamente como um limite de aceitação de entrada. |
| Faixa de especificações | Um mínimo e máximo declarados usados para aceitação definida. | Confirme o método, revisão e situação contratual. |
| Valor garantido | Um compromisso do fornecedor sob condições específicas. | Confirme como a conformidade é relatada, inclusive se ela aparece no CoA. |
Um TDS que lista “90% nominal” não significa necessariamente que cada lote deva medir exatamente 90,00%. As equipes de aquisição e qualidade devem definir a faixa necessária, o método de teste, a frequência de relatórios e a regra de disposição na especificação de compra ou no contrato de qualidade.
Como comparar o conteúdo metálico em dois documentos TDS
Antes de classificar dois produtos, confirme se os valores são genuinamente comparáveis.
| Campo de comparação | O que verificar |
|---|---|
| Liga | Composição exata e base de densidade. |
| Conteúdo metálico | Porcentagem em peso, porcentagem em volume ou outra base de medição. |
| Estado do valor | Valor típico, nominal, alvo, faixa ou garantido. |
| Tipo de Pó | Distribuição de partículas e tamanho de recurso pretendido. |
| Aplicativo | Impressão de estêncil, dispensação, jateamento ou retrabalho. |
| Sistema de fluxo | Nenhum produto químico-limpo, lavável ou outro produto{1}}específico. |
| Viscosidade | Método de teste, temperatura, equipamento, velocidade e unidades. |
| Evidência de lote | Dados CoA, tolerância de especificação e rastreabilidade. |
| Evidência de processo | Resultados de impressão, SPI, distribuição e refluxo. |
Comparação ilustrativa de áreas-cinzentas
O exemplo a seguir é hipotético e não representa produtos comerciais específicos.
A pasta A lista 90% de conteúdo nominal de metal para impressão de estêncil SAC305 Tipo 4. A pasta B lista um valor típico de 89% para uma liga diferente e uma aplicação de dosagem. A pasta A não pode ser declarada melhor com uma diferença de-porcentagem-ponto.
A comparação também é incompleta porque um valor é nominal e o outro é típico, as ligas diferem e os métodos de aplicação não são os mesmos. Uma decisão válida requer bases de testes comparáveis e evidências de processo.
Processos especializados de{0} recursos finos podem exigir produtos comopasta de solda semicondutora, onde a distribuição de pó e a capacidade do processo são mais importantes do que uma simples classificação percentual.
Como o conteúdo metálico da pasta de solda é verificado?
IPC-TM-650 2.2.20, teor de metal em pasta de solda por peso, é um método de teste IPC para determinar a porcentagem de metal em massa.
Em termos simplificados, uma massa de pasta conhecida é processada para que a liga possa ser separada do-resíduo não metálico. O metal recuperado é seco e pesado, e sua massa é comparada com a massa original da amostra.
O método deve ser executado por pessoal qualificado utilizando o procedimento controlado aplicável. Não deve ser tratado por si só como um limite de aceitação contratual universal; o valor e a tolerância exigidos ainda precisam ser definidos na especificação do produto ou no contrato de compra.
Incerteza de amostragem e medição
O resultado de um teste é tão útil quanto a amostra e o método por trás dele.
- Representatividade da amostra:A amostra deve representar o produto acondicionado de acordo com o método aplicável e as instruções do fornecedor.
- História dos materiais:Perda de solvente, contaminação ou exposição descontrolada podem alterar a condição de uma amostra aberta.
- Completude da separação:Resíduos de veículo deixados com o metal, ou metal perdido durante o processamento, podem distorcer o resultado.
- Resolução de equilíbrio e método:Pequenas diferenças não devem ser interpretadas sem a compreensão da capacidade e repetibilidade do teste.
- Replicar resultados:Uma única medição pode não descrever a variação do lote ou a repetibilidade laboratorial.
- Tolerância de aceitação:A diferença entre 89% e 90% só é significativa quando a incerteza do método e o intervalo contratual a tornam significativa.
Para o controle de rotina, as empresas podem contar com especificações do fornecedor, rastreabilidade do lote, Certificado de Análise, verificação periódica e contrato de qualidade definido.
Solução de problemas: o carregamento de metal é a causa real?
| Problema observado | Carregamento de metal pode ser relevante | Outras causas a serem verificadas |
|---|---|---|
| A pasta cai após a impressão | Possivelmente | Reologia do fluxo, temperatura, geometria do depósito e atraso antes do refluxo. |
| Colar rola mal | Possivelmente | Condicionamento, armazenamento, método de viscosidade e configurações da impressora. |
| Liberação de abertura ruim | Possivelmente | Proporção de área, tipo de pó, condição do estêncil e velocidade de separação. |
| Alta pressão de distribuição | Possivelmente | Tamanho da agulha, temperatura, perfil do equipamento e formulação. |
| Solda insuficiente após refluxo | Possivelmente | Volume de abertura, eficiência de transferência, coalescência e geometria da almofada. |
| Resíduo excessivo | Indiretamente | Química do fluxo, volume aplicado e perfil de refluxo. |
| Bolas de solda ou respingos | Indiretamente | Umidade, contaminação, liberação de solvente e condições de aquecimento. |
A carga de metal deve continuar sendo uma entrada de diagnóstico e não a causa raiz automática. Mais amplométodos de avaliação de desempenho de soldapode ajudar a separar os efeitos do material e do processo.
Lista de verificação de revisão de conteúdo metálico
- confirme a liga exata;
- confirmar se o percentual é em peso ou volume;
- identificar se o valor é típico, nominal ou faixa de especificação;
- registrar o tipo de pó e aplicação pretendida;
- revisar as condições do teste de viscosidade;
- confirmar se o conteúdo metálico aparece no CoA;
- definir a tolerância exigida no contrato de compra;
- revisar provas de impressão, distribuição ou jateamento;
- verificar o volume de depósitos através do processo real;
- avaliar o sistema completo de fluxo, resíduos e limpeza.
Quando for necessária limpeza, a formulação completa deverá ser avaliada como um sistema. Um propósito-projetadopasta de solda SMT lavávelnão deve ser comparada com uma pasta-não limpa apenas com porcentagem de metal.
Formulações relevantes podem ser revisadas noGama de pasta de solda YIHMA.
Perguntas frequentes
P: O que significa 90% de teor de metal na pasta de solda?
R: Geralmente significa que 90% da massa da pasta é pó de liga e cerca de 10% é o veículo de fluxo completo. Isso não significa que a liga ocupe 90% do volume físico.
P: Como a porcentagem em peso pode ser convertida em porcentagem em volume?
R: Divida a fração de peso de cada componente por sua densidade e, a seguir, divida o volume de metal calculado pelo volume total calculado do componente. O resultado é uma estimativa porque o veículo é uma formulação de vários-componentes.
P: Uma carga maior de metal é melhor para impressão em estêncil?
R: Não como regra universal. Muitas famílias de produtos utilizam diferentes janelas de carregamento para impressão e distribuição, mas o desempenho depende do sistema completo de liga, pó e fluxo.
P: O conteúdo de metal determina o volume final da junta de solda?
R: Ajuda a estimar a liga presente no depósito úmido, mas a eficiência de transferência, coalescência, umedecimento, vazios e geometria da junta também afetam o resultado final.
P: O conteúdo de metal deve aparecer no CoA?
R: Isso depende do fornecedor e do contrato de compra. Inclua-o como um item de relatório-de lote obrigatório quando for importante para aceitação de entrada ou controle de processo.
P: A porcentagem de fluxo é simplesmente 100 menos o conteúdo de metal?
R: Pode representar o veículo de fluxo completo restante em peso quando ambos os valores usam a mesma base. Não deve ser confundido com conteúdo de sólidos de fluxo ou concentração de haleto.
Conclusão
O conteúdo do metal da pasta de solda geralmente descreve a massa da liga, não o volume físico. A densidade explica porque um valor próximo de 90% em peso pode corresponder a uma fração volumétrica de metal muito menor.
O número só se torna significativo quando a liga, o tipo de pó, a aplicação, o status do valor e o método de teste são comparáveis. A aprovação final do material deve vir de especificações documentadas e evidências de processo, e não da porcentagem mais alta em um TDS.
Para obter uma recomendação com base na liga, tipo de pó, carga de metal, estêncil ou requisitos de distribuição e volume de depósito alvo, envie os detalhes do processo através doPágina de consulta da YIHMA.
