Cómo leer un TDS en pasta de soldadura: 12 grupos de especificaciones que importan

Respuesta rápida: ¿Qué debería decirle un TDS en pasta de soldadura?

Como mínimo, una hoja de datos de soldadura en pasta debe identificar o respaldar la evaluación de:

• composición de la aleación;
• solidus, liquidus o rango de fusión;
• tipo de polvo y distribución-del tamaño de las partículas;
• contenido de metales;
• clasificación de flujo;
• viscosidad y sus condiciones de prueba;
• comportamiento de asentamiento o tixotrópico;
• fuerza de virada y vida de virada;
• vida de plantilla o vida laboral;
• temperatura de almacenamiento y vida útil;
• condiciones de aplicación recomendadas;
• Guía de reflujo, residuos y limpieza.

Pasta de soldadura de grado electrónico-Es un sistema de materiales combinados, no solo polvo de aleación. La hoja de datos del producto respalda la selección y la planificación del proceso, pero no reemplaza una prueba de producción controlada.

El funcionarioEstándar de soldadura en pasta IPC J-STD-005Baborda los requisitos de calificación y caracterización para soldadura en pasta. Utilice el estándar adquirido, la documentación actual del producto y los requisitos del cliente para la aprobación formal.

TDS frente a SDS frente a CoA

Estos documentos responden a preguntas diferentes y no deben considerarse sustitutos entre sí.

Un TDS a menudo informa valores típicos y condiciones de proceso recomendadas, aunque algunos documentos también contienen límites de especificación. Un CoA puede proporcionar evidencia a nivel de lote-, pero su contenido depende del proveedor, las especificaciones de compra y el acuerdo de calidad.

Para los lectores que primero necesitan los conceptos básicos del material, el artículo sobrecómo funciona la pasta de soldaduraExplica la relación entre el polvo de aleación, el fundente y el calentamiento.

Valores típicos, objetivos y límites de especificación

Antes de comparar dos especificaciones de soldadura en pasta, identifique qué representa cada número.

Si la TDS no distingue estas categorías, solicite una aclaración antes de utilizar el valor en un plan de inspección entrante o en una especificación de compra.

1. Composición de la aleación

La aleación es la primera especificación de soldadura en pasta que se debe verificar. Un TDS debe identificar la composición real, como SAC305, Sn63/Pb37, Sn42/Bi58, una aleación SnAgCu con bajo contenido de plata- u otra formulación definida.

El términosin clientes potenciales-no es suficientemente específico. Diferentes aleaciones sin plomo-pueden tener diferentes comportamientos de fusión, propiedades mecánicas, costos y compatibilidad con la soldadura existente.

La selección de la aleación afecta:

• temperatura del proceso;
• comportamiento de humectación;
• comportamiento ante fatiga térmica;
• compatibilidad con un conjunto existente;
• exposición a la temperatura del componente;
• requisitos regulatorios y del cliente.

Al reemplazar un material, determine si la especificación de ensamblaje aprobada permite un cambio de aleación. la guía paraaleaciones de soldadura de estaño para ensamblaje de PCBproporciona contexto de selección de aleación-adicional.

2. Solidus, Liquidus y rango de fusión

Un TDS puede indicar un único punto de fusión, temperaturas de sólido y líquido separadas o un rango de fusión.

Una aleación eutéctica cambia de sólido a líquido a una temperatura definida. Una aleación no-eutéctica pasa por un rango en el que coexisten las fases sólida y líquida.

Esta distinción es importante en ensamblajes-sensibles al calor, soldadura secuencial, procesamiento a baja-temperatura y productos que ya contienen una aleación de menor-fusión.

La temperatura de fusión no es la misma que el pico requerido del horno. La aleación de soldadura en las uniones debe permanecer por encima del nivel líquido durante un período-específico del proceso lo suficientemente largo como para soportar la humectación, sin exponer la placa y los componentes a calor innecesario.

Una curva de reflujo en un TDS es una ventana inicial. Mida el perfil final en el conjunto de PCB real. Para aplicaciones con exposición térmica restringida, revise siSoldadura en pasta de baja-temperatura sin plomo-cumple con todos los requisitos de materiales y confiabilidad.

3. Tipo de polvo y distribución de partículas

El tipo de polvo describe una distribución controlada del tamaño de las partículas-. Los materiales SMT comunes pueden usar polvo Tipo 3, Tipo 4, Tipo 5 o más fino.

Lo ideal es que la hoja de datos identifique:

• Tipo de polvo;
• rango nominal de partículas;
• límite superior de tamaño de partícula-;
• información sobre la forma o esfericidad de las partículas;
• la clasificación o método de prueba.

No seleccione una pasta solo del número de tipo. El rendimiento de la impresión también depende del vehículo del fundente, el contenido de metal, la geometría de la plantilla y las condiciones de la impresora.

Para aplicaciones de esténcil, compare el límite de tamaño de partícula-superior con la apertura crítica más pequeña y luego evalúe la relación de área y la eficiencia de transferencia. El artículo sobrepropiedades físicas de la pasta de soldaduraexplica por qué el tamaño de las partículas es sólo una parte del comportamiento del material.

4. Contenido metálico

La pasta de soldadura contiene polvo metálico y un vehículo que contiene fundente-. El contenido de metal se expresa comúnmente como porcentaje en peso.

Puede influir en el volumen de la aleación depositada, la reología, el asentamiento, la respuesta de impresión, el volumen de residuos y el comportamiento de dosificación. Un porcentaje más alto no es automáticamente mejor.

Al comparar productos, verifique que los valores utilicen la misma base y método de prueba. Una pequeña diferencia numérica puede no ser significativa cuando las formulaciones o los métodos de aplicación previstos son diferentes.

Evalúe el contenido de metal junto con la viscosidad, la geometría del depósito, la liberación de la plantilla, los residuos y el volumen de soldadura restante después del reflujo.

5. Clasificación de flujo

El sistema fundente elimina óxidos, protege las superficies metálicas durante el calentamiento y favorece la humectación. Una TDS útil debe identificar la clasificación de flujo relevante o dirigir al lector a la documentación de respaldo.

Determinar:

• si la química es colofonia, resina, orgánica u otra categoría;
• el nivel de actividad;
• la clasificación de haluros aplicable;
• si el residuo no es-limpio,-soluble en agua ni lavable;
• si alguna afirmación de cero-halógeno está respaldada por un método de prueba establecido;
• si se ha evaluado la compatibilidad de residuos para pruebas o recubrimiento conforme.

El funcionarioEstándar de flujo IPC J-STD-004DCubre los requisitos de clasificación y caracterización de fundentes para soldadura.

La clasificación del fundente y una afirmación de marketing de halógeno total-no son necesariamente la misma afirmación. Revise la base de la prueba en lugar de confiar únicamente en la redacción. la comparación depasta fundente y pasta de soldaduraTambién puede evitar la confusión material.

Para aplicaciones que requieren control de halógenos documentado, revise el proceso y las afirmaciones de confiabilidad asociadas con unSoldadura en pasta de alta-confiabilidad y cero-halógenos.

6. Viscosidad y condiciones de prueba.

Un número de viscosidad es útil sólo cuando se conocen las condiciones de la prueba.

Cuando corresponda, la TDS debe identificar:

• temperatura de prueba;
• instrumento o método de prueba;
• husillo o rotor;
• velocidad de rotación;
• procedimiento de acondicionamiento;
• unidades de medida.

Dos productos pueden mostrar valores diferentes porque fueron probados en condiciones diferentes. Una pasta de impresión-de plantilla, una pasta de dispensación de aguja-y un material de inyección también requieren un comportamiento reológico diferente.

No compare productos destinados a diferentes métodos de deposición a partir de un único número de viscosidad. la guía paramétodos de aplicación de pasta de soldaduraexplica por qué la impresión, la dispensación y otros procesos necesitan diferentes ventanas de materiales.

7. Tixotropía y depresión

La pasta de soldadura debe fluir mientras se aplica la fuerza y ​​luego recuperar suficiente estructura para retener la forma impresa.

Este comportamiento se puede describir mediante tixotropía, recuperación de viscosidad, rendimiento del asentamiento o definición de impresión.

Una recuperación deficiente puede permitir que los depósitos se propaguen hacia las plataformas vecinas. Una resistencia excesiva al flujo puede contribuir a un llenado incompleto de la abertura o a problemas de liberación.

Para un trabajo de tono fino-, busque información sobre la temperatura ambiente-y la temperatura elevada-la temperatura ambiente, las condiciones de prueba y los criterios de aceptación. Una declaración comoexcelente resistencia al asentamientoes menos útil que un método y resultado definidos.

8. Fuerza de viraje y vida de viraje

Después de la impresión, la soldadura en pasta retiene temporalmente los componentes antes del reflujo. El comportamiento de adherencia afecta la estabilidad de la colocación, el movimiento durante la manipulación, el ensamblaje de doble-cara y el retraso permitido antes del reflujo.

• fuerza de sujecióndescribe la capacidad de la pasta para retener un componente.
• vida útildescribe durante cuánto tiempo esa capacidad de retención sigue siendo útil.
• Vida de la plantilladescribe cuánto tiempo permanece utilizable la pasta en la plantilla en condiciones definidas.

Una línea de producción con un largo retraso de colocación-hasta-reflujo puede necesitar una ventana de viraje diferente a la de una línea continua rápida.

9. Vida útil de la plantilla y recuperación de pausa

La vida útil de la plantilla describe cuánto tiempo puede permanecer la pasta en la plantilla manteniendo un comportamiento de impresión aceptable en las condiciones establecidas.

El resultado depende de la temperatura ambiente, la humedad, la actividad de la impresora, la duración de la pausa, el flujo de aire, la limpieza de la plantilla, la reposición de pasta y la definición de rendimiento aceptable.

Un valor principal como ocho horas no significa necesariamente que el material pueda permanecer intacto durante ese período y reiniciarse sin ajustes.

Una prueba de producción debe incluir impresión continua, una pausa planificada, reinicio de impresiones, comparación de SPI, observación del laminado de la pasta y el llenado de las aberturas, y comprobaciones de contaminación de la parte inferior. Pausar la recuperación puede ser más informativo que la plantilla del título-valor de vida.

10. Almacenamiento, vida útil y calentamiento

Las instrucciones de almacenamiento son específicas del producto-. La TDS debe indicar la temperatura requerida, la vida útil sin abrir, las condiciones del paquete, el procedimiento de calentamiento, la manipulación después de la apertura y si el material usado puede devolverse a su contenedor original.

Siga las instrucciones de calentamiento del proveedor y mantenga el recipiente sellado hasta que se alcance la condición especificada. El tamaño del paquete afecta la rapidez con la que el material alcanza sus condiciones de funcionamiento, por lo que una jeringa y un frasco grande no deberían recibir automáticamente el mismo tiempo de calentamiento.

Registre la fecha de fabricación, la fecha de vencimiento, la fecha de apertura y la hora colocada en la plantilla. Estas marcas de tiempo ayudan a rastrear un defecto posterior hasta la historia material real.

El artículo sobrevida útil y almacenamiento de la pasta de soldaduracubre con mayor detalle los principales riesgos de manipulación.

11. Ventana de impresión y aplicación

El TDS puede recomendar el tipo de rasero, la velocidad de impresión, la presión, la velocidad de separación, el grosor de la plantilla, las condiciones de la habitación, la presión de dispensación, el tamaño de la aguja o el intervalo de aplicación.

Estas son condiciones iniciales, no recetas universales de máquinas. Los resultados pueden cambiar según la geometría de la apertura, el espesor de la lámina, el soporte de la placa, las juntas, el diseño de la impresora, la antigüedad de la pasta y las condiciones ambientales.

Verifique que la hoja de datos esté escrita para el método previsto:

• impresión de plantillas;
• dispensación con jeringa o neumática;
• impresión por chorro;
• rehacer;
• fijar-en-pegar.

Un material optimizado para un método no debe considerarse adecuado para otro. La deposición sin-contacto puede requerir un propósito-diseñadopasta de soldadura para impresión por chorro-.

12. Reflujo, Residuos y Limpieza

Un TDS puede incluir un perfil de reflujo sugerido o una ventana térmica general. Examine la guía de rampa, el rango de remojo, el tiempo por encima del líquido, el rango máximo, la guía de enfriamiento, la atmósfera, la apariencia de los residuos y las recomendaciones de limpieza.

La curva ofrecida normalmente es un punto de partida. El perfil final depende de la masa térmica de la placa, los límites de los componentes, el acabado, la aleación y la capacidad del horno.

La información sobre residuos debe responder más que si el producto se describe como no-limpio. Determine si el residuo es pegajoso, si se permite la limpieza, qué limpiador es compatible, si el residuo es adecuado para pruebas eléctricas y si hay evidencia disponible de compatibilidad o confiabilidad del recubrimiento.

Un residuo visualmente pequeño no es automáticamente aceptable desde el punto de vista eléctrico. Los criterios de aceptación deben provenir de los requisitos del cliente, la capacidad del proceso interno y las especificaciones de ensamblaje aplicables.

Cómo comparar dos hojas de datos de soldadura en pasta

Utilice una comparación estructurada antes de considerar las afirmaciones de marketing o el precio.

Ejemplo de comparación hipotética

El siguiente ejemplo es ilustrativo y no representa un producto comercial específico.

El Producto A enumera un valor de viscosidad medido a 25 grados usando un método rotacional. El producto B enumera un valor más bajo pero utiliza un instrumento, velocidad y procedimiento de acondicionamiento diferentes. Los números no se pueden clasificar directamente.

El siguiente paso correcto es obtener condiciones de prueba comparables o evaluar ambos materiales en la misma prueba de impresión. Una viscosidad más baja no implica una impresión más fácil, una mejor liberación o una mayor estabilidad del proceso.

Control de revisiones y especificaciones de compras

La aprobación técnica debe incluir el control de los documentos, no sólo las propiedades del material.

Registro:

• número de revisión de TDS;
• fecha de vigencia o de emisión;
• revisión de HDS;
• código de producto y paquete aprobados;
• tipo de aleación y polvo aprobados;
• elementos requeridos del CoA;
• requisitos de notificación de cambio-de proveedor.

Un TDS puede no ser una garantía contractual. Cuando un parámetro es crítico para la aceptación entrante o la confiabilidad de la producción, coloque el requisito acordado en la especificación de compra o acuerdo de calidad y defina cómo se demostrará el cumplimiento.

Banderas rojas en un TDS en pasta de soldadura

Solicitar aclaración cuando una hoja de datos:

• dice solo sin plomo-sin identificar la aleación;
• da un tipo de polvo sin rango de partículas;
• enumera la viscosidad sin condiciones de prueba;
• afirma que no-limpia sin clasificación de fundente o evidencia de residuos;
• da vida útil sin condiciones de almacenamiento;
• enumera la vida de la plantilla sin definir el entorno;
• presenta una curva de reflujo válida para cada placa;
• utiliza redacción sin-halógenos o libre de halógenos-sin una base de prueba establecida;
• no contiene fecha de revisión;
• mezcla valores típicos y límites garantizados sin identificarlos;
• no proporciona ninguna ruta a la SDS ni a la documentación-a nivel de lote.

La falta de información no hace automáticamente que el material sea inadecuado, pero impide una comparación técnica completa.

Lo que el TDS no puede probar: Lista de verificación del ensayo SMT

Una revisión de documentos debería conducir a un ensayo controlado.

Antes de imprimir

• Registre el producto, número de lote y fecha de vencimiento.
• Verifique el historial de almacenamiento y calentamiento.
• Documente las instrucciones de mezcla, el estado de la plantilla y las condiciones de la habitación.
• Registre la configuración de la impresora y la geometría de apertura crítica.

Durante la impresión

• Evaluar el balanceo, el llenado y liberación de la apertura.
• Mida el volumen, la altura y la variación del área del depósito.
• Revise la eficiencia de la transferencia y la coherencia de impresión-a-impresión.
• Incluya una pausa planificada y reinicie.
• Revise la parte inferior de la plantilla para detectar contaminación.

Durante la colocación y el reflujo

• Verifique la estabilidad de los componentes y la retención de pegajosidad.
• Mida el perfil de reflujo en el tablero real.
• Inspeccione la humedad, la formación de bolas de soldadura, la formación de puentes y los residuos.

Después del reflujo

• Utilice inspección visual o AOI según corresponda.
• Utilice rayos X-para juntas ocultas cuando sea necesario.
• Realizar pruebas eléctricas, de limpieza o de confiabilidad según el requerimiento del producto.
• Registre el lote de material exacto y las condiciones del proceso.

la guía paraInspección de pasta de soldadura y calidad de PCB.Explica por qué los datos de impresión deben recopilarse antes de su colocación y ocultar el depósito original. más ampliométodos de evaluación del rendimiento de la soldadurapuede apoyar el plan de calificación final.

Conclusión

Un TDS en pasta de soldadura debe tratarse como un documento de decisión, no como una garantía de producción completa. Primero confirme la aleación, el comportamiento de fusión, la distribución del polvo y la clasificación del fundente. Luego compare el contenido de metal, la viscosidad, el asentamiento, la pegajosidad, la vida útil de la plantilla, el almacenamiento y la guía de aplicación en condiciones de prueba equivalentes.

La decisión final debe provenir de requisitos documentados y una prueba SMT controlada. La impresión repetida, el SPI, el perfil de reflujo medido y la inspección post-reflujo muestran si el material se ajusta al objetivo de PCB, equipo y confiabilidad.

Para obtener una recomendación basada en la aleación, el tipo de polvo, el sistema de fundente, la geometría de la plantilla, los requisitos de almacenamiento y aplicación, envíe los detalles del proceso a través delPágina de consulta de YIHMA.