Паяльная паста для SMD представляет собой вязкую смесь порошкообразного припоя и флюса. Материал наносят на контактные площадки печатной платы с помощью трафарета или дозирующего оборудования перед оплавлением. Паяльная паста обеспечивает необходимый объем припоя, помогает удерживать компоненты до пайки и позволяет автоматизировать процесс поверхностного монтажа.

В каталоге СМТтех представлены паяльные пасты MBO, KOKI и Electroloy для опытно-проектировочных работ, ремонта электроники, ручного и серийного производства. В зависимости от состава и назначения доступны свинцовые, бессвинцовые, низко- и высокотемпературные материалы, а также пасты с различными характеристиками флюса и металлического порошка.

Паяльные пасты MBO, KOKI и Electroloy

Ассортимент СМТтех включает материалы трех производителей, предназначенные для разных технологических процессов поверхностного монтажа.

• MBO - свинцовые и бессвинцовые паяльные пасты, а также специальные низко- и высокотемпературные составы. В ассортименте есть материалы для мелкого и очень мелкого шага, включая SIA RSN 70.
• KOKI - паяльные пасты для стабильной трафаретной печати, мелкого шага, низкого образования пустот, высокой смачиваемости, самовыравнивания и повышенной стойкости к растеканию.
• Electroloy - паяльные пасты EMCO для производства печатных плат, SMD-монтажа и ремонтных работ.

Для чего нужна паяльная паста

Паяльная паста одновременно выполняет несколько функций в процессе поверхностного монтажа. Порошок припоя после оплавления формирует паяное соединение, а флюс способствует удалению оксидов и смачиванию металлических поверхностей.

• обеспечивает контролируемый объем припоя на контактных площадках;
• помогает удерживать установленные SMD-компоненты до оплавления;
• способствует смачиванию контактных поверхностей расплавленным припоем;
• позволяет наносить припой методом трафаретной печати или дозирования;
• обеспечивает повторяемость процесса при автоматизированном монтаже.

Как выбрать паяльную пасту

При выборе материала учитывают не только сплав и температуру плавления. Для стабильной печати важны размер частиц, тип флюса, содержание металла, вязкость, смачиваемость, клейкость, стойкость к растеканию и время жизни пасты после нанесения.

Параметр	Что учитывать	Для каких задач особенно важен
Состав сплава	Свинцовый или бессвинцовый припой, конкретный состав и температура плавления	Выбор технологии пайки и термопрофиля
Размер частиц	Размер порошка и соответствие геометрии апертур трафарета	Мелкий шаг и высокая плотность монтажа
Тип флюса	Активность, классификация, необходимость отмывки и характер остатков	Выбор технологии очистки и требования к готовой плате
Содержание металла	Доля металлического порошка в общей массе пасты	Расчет количества припоя и оценка характеристик материала после оплавления
Вязкость	Поведение пасты при печати и способность сохранять форму отпечатка	Трафаретная печать и стабильность нанесения
Смачиваемость	Способность расплавленного припоя взаимодействовать с металлической поверхностью	Получение стабильных паяных соединений
Клейкость	Способность удерживать компоненты до оплавления	Автоматизированный SMT-монтаж
Стойкость к растеканию	Сохранение формы отпечатка до оплавления	Плотный монтаж и небольшие апертуры
Образование пустот	Способность пасты обеспечивать выход газов из расплава	Компоненты и соединения, для которых важен контроль voids
Время жизни	Период сохранения рабочих свойств после нанесения	Длительные производственные циклы и технологические паузы
Фасовка	Тип упаковки и совместимость с оборудованием	Трафаретная печать, дозирование и автоматизированная подача

Размер частиц паяльной пасты

Размер металлических частиц влияет на прохождение пасты через апертуры трафарета и качество отпечатка. Чем меньше апертура и шаг компонентов, тем выше требования к размеру порошка.

В ассортименте СМТтех представлены пасты с размером частиц 20-45 и 20-38 мкм. Например, KOKI SS(SE,SSA) 48-M955 использует порошок размером 20-45 мкм и предназначена для стабильной печати с шагом 0,5 мм, а также позволяет работать с шагом 0,4 мм. KOKI S3X58-G803 имеет размер частиц 20-38 мкм.

MBO SIA RSN 70 относится к Type 4 и также имеет размер частиц 20-38 мкм. Паста предназначена для печати компонентов с мелким шагом 300-400 мкм и очень мелким шагом менее 300 мкм.

Type 3, Type 4 и Type 5

Обозначение Type связано с размером частиц металлического порошка. При выборе типа учитывают минимальную ширину и геометрию апертур трафарета, шаг компонентов и требуемый объем припоя.

Для компонентов с более мелким шагом обычно требуется более мелкий порошок. При этом выбирать минимально возможный размер частиц только ради уменьшения шага не следует: необходимо учитывать конструкцию платы, толщину трафарета и параметры печати.

Порошок припоя: размер и форма частиц

На качество трафаретной печати влияет не только средний размер частиц, но и их однородность, распределение по фракциям и форма. Эти характеристики определяют способность порошка проходить через апертуры и влияют на объем материала, который переносится на контактную площадку.

Стабильность характеристик порошка особенно важна при печати мелких апертур и монтаже компонентов с высокой плотностью выводов. Поэтому при выборе паяльной пасты учитывают характеристики металлического порошка в комплексе с параметрами трафарета.

Содержание металла в паяльной пасте

Содержание металла показывает долю металлической составляющей в общей массе паяльной пасты. Показатель связан с количеством припоя, которое остается после удаления летучих компонентов флюса и оплавления, поэтому его учитывают при оценке объема паяного соединения.

В представленных на сайте материалах содержание металла зависит от конкретного состава. Например, для отдельных паяльных паст MBO этот показатель находится примерно в диапазоне 88,5-90,2%. Точное значение необходимо проверять в технической документации выбранной пасты.

Паяльная паста для трафаретной печати и дозирования

Способ нанесения является одним из основных критериев выбора материала. При трафаретной печати паста должна равномерно заполнять апертуры и после отделения трафарета сохранять форму отпечатка.

Для автоматизированной печати важны вязкость, реологические свойства, размер частиц, клейкость и стабильность пасты при технологических паузах. Для дозирования значение имеют консистенция материала, стабильность подачи и совместимость с используемым оборудованием.

В ассортименте СМТтех есть пасты, предназначенные для трафаретной печати, а также материалы MBO в упаковке для дозирования. Выбор конкретной пасты выполняют с учетом оборудования, способа нанесения и требуемого объема материала.

Вязкость и реологические свойства паяльной пасты

Вязкость определяет поведение пасты при нанесении и влияет на стабильность отпечатка. Материал должен проходить через апертуры трафарета при заданных параметрах печати и после нанесения сохранять необходимую форму.

У разных паст показатели вязкости существенно отличаются. Например, для KOKI SS(SE,SSA) 48-M955 указана вязкость 2000±200 Па·с при 25 °C, а для KOKI S3X58-G803 - 200±30 Па·с при условиях измерения, указанных производителем. Поэтому значения вязкости разных материалов корректно сравнивать только при одинаковых методах и условиях измерения.

Паяльная паста относится к неньютоновским материалам, поэтому ее поведение зависит от характера и скорости воздействия. На заполнение апертур, форму отпечатка и его стабильность также влияют температура, скорость печати и параметры отделения трафарета.

Смачивание паяльной пасты

Смачивание характеризует способность расплавленного припоя взаимодействовать с металлической поверхностью контактной площадки и выводом компонента. На него влияют состав сплава, активность флюса, состояние поверхности и параметры температурного профиля.

Для отдельных паст KOKI в спецификациях приведены количественные показатели смачиваемости. Например, для SS(SE,SSA) 48-M955 указана смачиваемость припоем более 90%. В KOKI S3X58-G803 используется флюс G803 с высокой смачиваемостью, который также способствует предотвращению повторного окисления при оплавлении.

Клейкость паяльной пасты

Клейкость позволяет временно удерживать установленные SMD-компоненты на контактных площадках до начала оплавления. Это особенно важно при автоматизированном монтаже, когда между нанесением пасты и пайкой проходит определенное время.

Длительное сохранение клейкости расширяет технологическое окно и позволяет продолжать работу после технологических пауз без резкого ухудшения качества отпечатков.

Время жизни паяльной пасты на трафарете

Время жизни на трафарете показывает период, в течение которого паста сохраняет необходимые рабочие характеристики при нахождении в зоне печати. При длительном пребывании на трафарете свойства материала могут изменяться под воздействием температуры, влажности и воздуха.

У разных составов MBO этот показатель отличается. Для отдельных паст время жизни на трафарете составляет 8-16 часов, а для некоторых материалов превышает 24 часа. При этом фактическая продолжительность стабильной работы зависит от условий производства и должна оцениваться по технической документации производителя.

Скорость печати паяльной пастой

Скорость движения ракеля влияет на заполнение апертур трафарета и формирование отпечатка. Поэтому производители указывают рекомендуемый диапазон скорости печати для конкретных составов.

Для материалов MBO в зависимости от конкретной пасты могут использоваться различные режимы печати. Например, для MBO SIA RSN 70 рекомендуемая скорость составляет 30-60 мм/с, максимальная - до 80 мм/с. Для других составов рабочий диапазон может быть выше.

Скорость необходимо подбирать вместе с давлением ракеля, параметрами трафарета и характеристиками самой пасты.

Параметры трафаретной печати

На результат нанесения паяльной пасты влияют не только ее состав и вязкость, но и параметры оборудования. Для трафаретной печати учитываются материал и технология изготовления трафарета, тип ракеля, его твердость, давление, скорость движения и скорость отделения трафарета от печатной платы.

Для отдельных паяльных паст MBO рекомендуются трафареты из нержавеющей стали, латуни или никеля, изготовленные лазерной резкой, травлением или гальванопластикой. В качестве ракеля могут применяться нержавеющая сталь или полиуретан соответствующей твердости.

Оптимальные параметры печати подбирают по результатам контроля отпечатка, учитывая толщину трафарета, размеры апертур и шаг компонентов.

Температура и влажность при нанесении паяльной пасты

Условия окружающей среды влияют на реологические свойства материала и стабильность трафаретной печати. Для ряда паяльных паст MBO рекомендуются температура в рабочей зоне около 18-22 °C и относительная влажность 35-70%.

Для MBO SIA RSN 70 производитель указывает рабочую температуру 20-30 °C и относительную влажность 35-65%. При отклонении условий от рекомендованных может изменяться вязкость пасты и сокращаться период стабильной работы на трафарете.

Паяльные пасты с низким образованием пустот

Пустоты, или voids, представляют собой газовые включения в паяном соединении. Их количество зависит от состава пасты, поведения флюса, конструкции соединения и параметров оплавления.

KOKI S3X58-G803 разработана с учетом снижения образования пустот. Стабильность текучести флюса позволяет газу легче покидать расплав припоя, а сам флюс обеспечивает высокую смачиваемость. Паста имеет размер частиц 20-38 мкм, температуру плавления сплава 217-219 °C и время жизни после нанесения 48 часов.

Для задач, где требуется низкое образование пустот, также предназначена KOKI SS(SE) 58-M955 LV. Это безотмывочная паста с размером частиц 20-38 мкм и временем жизни после нанесения более 24 часов.

Паяльные пасты с повышенной стойкостью к растеканию

При трафаретной печати важно, чтобы отпечаток сохранял заданную геометрию до установки компонентов и оплавления. Избыточное растекание может привести к изменению объема припоя и образованию перемычек между близко расположенными площадками.

Для таких задач в ассортименте KOKI представлена паяльная паста SS(SE,SSA) 48 (58)-M956-2 с повышенной стойкостью к растеканию.

Сопротивление сползанию паяльной пасты

Сопротивление сползанию характеризует способность нанесенного материала сохранять положение и форму при воздействии температуры. Показатель имеет значение при монтаже компонентов с небольшим расстоянием между контактами, где изменение геометрии отпечатка может увеличить риск образования перемычек.

Для отдельных составов MBO показатель сопротивления сползанию составляет более 20 мН при температуре 80 °C. Конкретное значение необходимо проверять в технической документации на выбранную пасту.

Паяльные пасты с эффектом самовыравнивания

Самовыравнивание относится к характеристикам пасты, которые влияют на поведение материала и компонентов во время оплавления. Оно способствует формированию стабильных паяных соединений при соблюдении требований к нанесению и температурному профилю.

KOKI SS(SE,SSA) 48-M955 имеет эффект самовыравнивания. Паста предназначена для трафаретной печати, использует частицы размером 20-45 мкм и сохраняет рабочие свойства более 36 часов после нанесения.

Флюс в составе паяльной пасты

Флюс удаляет оксидные пленки с паяемых поверхностей, способствует смачиванию и препятствует повторному окислению во время нагрева. Кроме того, свойства флюса влияют на вязкость пасты, стабильность отпечатка, клейкость и характер остатков после пайки.

В характеристиках представленных на сайте материалов встречается классификация ROL0. Такой тип флюса указан, например, для KOKI SS(SE,SSA) 48-M955, KOKI S3X58-G803 и MBO SIA RSN 70.

Безотмывочные паяльные пасты No-clean

Безотмывочные пасты содержат флюс, остатки которого после пайки при соблюдении условий применения не требуют обязательного удаления. Такие материалы подходят для процессов, где дополнительная отмывка платы не предусмотрена.

KOKI S3X58-G803 и KOKI SS(SE) 58-M955 LV относятся к безотмывочным пастам. При этом требования к остаткам флюса необходимо учитывать в соответствии с назначением изделия и технической документацией материала.

Паяльные пасты с последующей отмывкой

Пасты с водосмываемым или другим требующим удаления флюсом применяют, когда технологический процесс предусматривает очистку платы после пайки. Выбор материала зависит от требований к остаткам флюса, конструкции платы, плотности монтажа и последующих операций.

Для отдельных водосмываемых составов MBO предусмотрена последующая очистка платы, в том числе струйным или ультразвуковым способом в зависимости от конкретного технологического процесса.

Свинцовые и бессвинцовые паяльные пасты

Свинцовые пасты применяют в технологических процессах, где использование свинцовых сплавов допустимо и соответствует требованиям к продукции. Бессвинцовые материалы используют в процессах, ориентированных на ограничения по содержанию свинца.

В ассортименте СМТтех есть оба типа материалов. Среди свинцовых составов представлены пасты на основе сплавов Sn62Pb36Ag2 и Sn63Pb37. Бессвинцовые материалы включают сплавы на основе олова, серебра и меди.

Низкотемпературные паяльные пасты

Низкотемпературные составы применяют, когда требуется снизить тепловую нагрузку на компоненты или печатную плату. Они содержат сплавы с более низкой температурой плавления.

В ассортименте MBO представлены низкотемпературные паяльные пасты SIRIUS 1 Di и SIRIUS 1 RA Di, в том числе на основе сплавов Sn18PbBi50 и Sn43Bi57.

Высокотемпературные паяльные пасты

Высокотемпературные составы используют в технологических процессах, где требуется повышенная температура плавления припоя. В ассортименте MBO представлены специальные высокотемпературные паяльные пасты SIRIUS 1 HMP.

При выборе такого материала учитывают не только температуру плавления припоя, но и допустимую температурную нагрузку электронных компонентов, печатной платы и других материалов сборки.

Температура солидуса и ликвидуса

Для выбора режима оплавления важно различать температуру солидуса и ликвидуса сплава. Ниже температуры солидуса припой находится в твердом состоянии. В диапазоне между солидусом и ликвидусом сплав находится в переходном состоянии. Выше температуры ликвидуса формируется полностью жидкая фаза.

Например, для отдельных бессвинцовых паст KOKI температура плавления находится примерно в диапазоне 217-219 °C, тогда как для некоторых свинцовых составов рабочий диапазон существенно ниже. Точные значения необходимо брать из технической документации на конкретную пасту.

Температурный профиль оплавления

Температурный профиль должен соответствовать используемой паяльной пасте и характеристикам монтируемых компонентов. При настройке процесса учитывают скорость нагрева, предварительный прогрев, время нахождения выше температуры ликвидуса и максимальную температуру.

Оплавление может выполняться конвекционным, инфракрасным, парофазным или лазерным способом в зависимости от оборудования и конкретного технологического процесса. Для отдельных материалов также применяются другие способы нагрева.

Температура процесса должна обеспечивать полноценное оплавление припоя, но одновременно оставаться в пределах допустимой тепловой нагрузки для компонентов и печатной платы.

Фасовка паяльной пасты

Фасовка выбирается в зависимости от способа нанесения и используемого оборудования. Для автоматизированных процессов могут применяться картриджи, а для дозирования и отдельных ручных операций - шприцы и другие варианты упаковки.

Перед заказом необходимо учитывать совместимость упаковки с оборудованием, требуемый объем материала и условия хранения конкретной пасты.

Технические характеристики паяльных паст

Характеристика	Что показывает
Сплав	Определяет состав припоя, температурные характеристики и область применения.
Размер частиц	Влияет на прохождение пасты через апертуры и возможность монтажа компонентов малого шага.
Содержание металла	Показывает долю металлической составляющей в составе пасты.
Тип флюса	Определяет активность, остатки после пайки и требования к очистке.
Вязкость	Влияет на печать, дозирование и стабильность отпечатка.
Смачиваемость	Характеризует взаимодействие расплавленного припоя с паяемыми поверхностями.
Клейкость	Определяет способность удерживать компоненты до оплавления.
Температура плавления	Используется для настройки температурного профиля.
Время жизни на трафарете	Показывает период сохранения рабочих характеристик материала при печати.
Скорость печати	Определяет рекомендуемый диапазон движения ракеля для конкретной пасты.
Сопротивление сползанию	Характеризует способность отпечатка сохранять форму при нагреве.
Условия окружающей среды	Показывают рекомендуемые температуру и влажность при нанесении.
Фасовка	Определяет совместимость материала с оборудованием для печати или дозирования.

Условия работы с паяльной пастой

Рабочие характеристики пасты зависят не только от ее состава, но и от условий нанесения. Температура помещения, влажность, скорость печати и продолжительность технологических пауз влияют на стабильность материала.

Например, для MBO SIA RSN 70 производитель рекомендует работать при температуре 20-30 °C и относительной влажности 35-65%. Оптимальная скорость печати составляет 30-60 мм/с, максимальная - до 80 мм/с.

Для других паст параметры могут отличаться, поэтому при запуске нового материала следует ориентироваться на техническую документацию конкретного производителя.

Подготовка паяльной пасты к работе

Паяльную пасту перед использованием необходимо довести до комнатной температуры. Холодную упаковку не следует сразу открывать, поскольку из-за образования конденсата могут измениться свойства материала.

• пасту хранят в соответствии с температурными условиями производителя;
• перед использованием выдерживают при комнатной температуре;
• после выдержки перемешивают до однородного состояния, если это предусмотрено инструкцией;
• не используют дополнительные разбавители без соответствующих рекомендаций производителя;
• остатки свежей и использованной пасты не смешивают без учета требований конкретного материала.

Для MBO SIA RSN 70 перед нанесением предусмотрено перемешивание вручную или автоматическим смесителем. Производитель также указывает хранение в заводской упаковке при температуре 4-12 °C.

Хранение паяльной пасты

Большинство представленных материалов требуют хранения в холодильных условиях. Температура и срок хранения зависят от конкретного состава.

Например, для KOKI SS(SE,SSA) 48-M955 указано хранение при 5-10 °C. Для KOKI S3X58-G803 и S3X48(58)-M500 производитель также указывает хранение при 5-10 °C.

Конкретные условия необходимо проверять для выбранной пасты перед заказом и использованием. Нарушение температурного режима может привести к изменению реологических свойств и сокращению срока годности материала.

Контроль качества нанесения паяльной пасты

Качество отпечатка оценивают по объему, высоте, форме и положению нанесенной пасты относительно контактных площадок. При серийном производстве для контроля параметров может использоваться 3D-инспекция нанесения паяльной пасты SPI.

Нестабильный отпечаток, растекание, недостаточный объем или смещение пасты могут приводить к дефектам после установки компонентов и оплавления. Поэтому при подборе материала важно учитывать не только его состав, но и совместимость с трафаретом, оборудованием и режимами печати.

Дефекты при нанесении и пайке

Дефект	Возможные причины
Перемычки между площадками	Избыточный объем пасты, растекание, особенности трафарета или режима печати.
Нестабильная форма отпечатка	Изменение реологических свойств, неподходящая вязкость или параметры печати.
Недостаточный объем пасты	Неполное заполнение апертур, неподходящий размер частиц или параметры печати.
Плохое смачивание	Состояние поверхности, свойства флюса, состав сплава или температурный профиль.
Шарики припоя	Особенности пасты, нанесения или процесса оплавления.
Пустоты в паяном соединении	Выделение газов из флюса, конструкция соединения и параметры оплавления.
Изменение вязкости	Нарушение условий хранения, длительное нахождение на трафарете или неправильная подготовка.

Контроль электрических характеристик после пайки

Для электронных сборок важны не только механическая прочность и внешний вид паяных соединений, но и электрические характеристики после пайки. Остатки флюса должны соответствовать требованиям конкретного технологического процесса и не ухудшать параметры печатного узла.

Для отдельных паяльных паст MBO приводятся результаты испытаний сопротивления поверхностной изоляции и электромиграции. Такие характеристики учитывают при выборе материалов для электронных сборок, к которым предъявляются повышенные требования по электрической надежности.

Методы оплавления паяльной пасты

Способ оплавления выбирают с учетом характеристик пасты, конструкции платы и возможностей оборудования. В зависимости от технологического процесса применяются конвекционный, инфракрасный, парофазный и лазерный нагрев.

Для отдельных составов также допускается оплавление на электроплите. Процесс может выполняться в воздушной или инертной среде. Независимо от метода необходимо обеспечить температурный профиль, соответствующий используемому сплаву и требованиям производителя.

Стандарты для паяльных паст

При выборе материалов для электронной промышленности учитывают международные стандарты, регламентирующие характеристики флюсов, паяльных паст и припоев.

• IPC/EIA J-STD-004 - классификация и требования к флюсам;
• IPC/EIA J-STD-005 - требования и характеристики паяльных паст;
• IPC/EIA J-STD-006 - требования к припоям и сплавам.

В спецификациях конкретных материалов также встречаются ссылки на IPC-TM-650 и другие методы испытаний. Классификация флюса, содержание металла, размер частиц, вязкость и другие показатели определяются технической документацией производителя.

Какую паяльную пасту выбрать для SMD-монтажа?

Для выбора паяльной пасты необходимо учитывать тип компонентов, шаг выводов, способ нанесения, тип трафарета, температурные ограничения и требования к очистке платы.

Для мелкого шага важны размер и однородность частиц, стабильная трафаретная печать и устойчивость отпечатка к растеканию. Для чувствительных к нагреву компонентов могут применяться низкотемпературные составы. При бессвинцовом монтаже выбираются соответствующие бессвинцовые сплавы.

При серийном производстве дополнительно учитывают время жизни пасты на трафарете, рекомендуемую скорость печати, вязкость, содержание металла и условия окружающей среды. Для дозирования важны фасовка, консистенция и совместимость с оборудованием.

В каталоге СМТтех можно подобрать паяльную пасту MBO, KOKI или Electroloy с характеристиками, соответствующими конкретной технологии монтажа.

Часто задаваемые вопросы о паяльных пастах