СЛЕДУЯ ЗА ТЕЧЕНИЕМ: ВЯЗКОСТЬ ПАСТЫ СМОЖЕТ РАССКАЗАТЬ, ПОЧЕМУ ПОВЕДЕНИЕ ПРИПОЯ ПРИ МАССОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ЕГО ЖЕ ПОВЕДЕНИЯ В ДРУГИХ УСЛОВИЯХ

АВТОРЫ: КАРЛ СИЛИГ, ВИЦЕ-ПРЕЗИДЕНТ ОТДЕЛА РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ, И ТИМ О’НИЛЛ, РУКОВОДИТЕЛЬ ОТДЕЛА ТЕХНИЧЕСКОГО МАРКЕТИНГА

Вы вряд ли услышите такие слова, как вязкость и тиксотропность в обычной беседе, однако именно они определяют качество нашей жизни.

Вязкость – это сопротивление жидкости течению, однако чаще этот термин подразумевает «плотность» жидкости (жидкость растекается медленно, как моторное масло) или ее «разреженность» (жидкость течет легко, как вода). С другой стороны, тиксотропность – это уникальная способность изменять вязкость под воздействием приложенных сил в состоянии покоя. Тиксотропность является определяющей характеристикой краски, зубной пасты, лака для ногтей и, если говорить о сборке компонентов печатных плат, паяльной пасты.

Иногда тиксотропные материалы называют неньютоновской жидкостью за нелинейный отклик на приложенные силы. (Ньютоновская жидкость характеризуется постоянным или линейным откликом на приложенные силы, пример: воздух или вода.) Силы трения, воздействующие на тиксотропные материалы, приводят к разным результатам и последствиям в зависимости от силы, скорости и продолжительности, и называются «сила сдвига», «скорость сдвига» и «время сдвига». Стандартный пример воздействия силы на истончение сдвига – малярная краска; краска истончается кистью или роликом, что способствует ее легкому нанесению и покрытию мелких дефектов, но быстро высыхает, предотвращая образование потеков и капель.

Паяльная паста в этом отношении во многом похожа на краску: паста раскатывается лезвием ракеля, раскатка вызывает действие силы сдвига, которая уменьшает вязкость и позволяет пасте растекаться и заполнять апертуры трафарета. Когда ракель проходит участок и сила не прикладывается, паяльная паста восстанавливается до первоначального состояния. В этом состоянии паста обладает плотностью, достаточной, чтобы сохранить форму апертуры после поднятия трафарета и окончания печатного процесса. При погружении компонентов в пасту, она деформируется под действием давления, что позволяет ей принять и удержать компоненты, а также сохранить необходимую деформацию вплоть до оплавления.

РИСУНОК 1 демонстрирует поведение двух разных паяльных паст под воздействием силы сдвига. Паста А. Имеет изначально повышенную вязкость. Под действием силы сдвига происходит быстрое истончение. Паста Б. Имеет изначально пониженную вязкость. Под действие силы сдвига истончается медленнее. Поскольку изменение поведения под действием силы сдвига пасты Б не столь ярко выражено, как поведение пасты А под действием аналогичных сил, паста Б имеет более широкое технологическое окно и более предсказуемое, по сравнению с пастой А, поведение при разной скорости и разном давлении ракеля.

РИСУНОК 1. Изображение тиксотропного поведения

По мере того как разводка печатной платы становится все более разнообразной, а компании внедряют концепцию «бережливого производства», у инженеров-технологов становится меньше времени для оптимизации печатных параметров для разной продукции и разных принтеров. Рынок требует, чтобы производители паяльных паст выпускали пасты в составе, который может предложить стабильный результат при использовании в разных печатных условиях. Паяльная паста как при использовании на мелкосерийной технологической линии, высокоскоростной технологической линии, так и для целей массового производства должна иметь широкое технологическое окно, многократную эффективность переноса и увеличивать количество продукции, пригодной к использованию с первого предъявления.

Технологические линии массового производства с высокой пропускной способностью требуют высокой скорости печати в результате повышенного давления ракеля, чтобы получить «чистую» печать. Дополнительная мощность истончает химический состав пасты быстрей, чем при медленной печати с малым давлением, при этом паста должна иметь свойства, которые обеспечат высокое качество при любой печати. Таким образом, плотная паяльная паста, которая демонстрирует высокие результаты при дополнительной мощности, покажет такие же хорошие результаты при использовании в массовом производстве, при этом качество будет ниже в других условиях и при низкоскоростной печати.

В ТАБЛИЦЕ 1 представлена вязкость различных жидких, в том числе ньютоновских веществ, а также исходная вязкость паяльных паст разного поколения.

Вещество при температуре в 70 °F	ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЯЗКОСТЬ (САНТИПУАЗ, СП)
Вода	1–5 сП
Кровь	10–20 сП
Кукурузное масло	50–100 сП
Кленовый сироп	150–200 сП
Глицерин	1–2 ксП
Мед	2–3 ксП
Меласса	5–10 ксП
Кетчуп	50–70 ксП
Ореховое масло	500 ксП
Новая паяльная паста	500–700 ксП
Старая паяльная паста	750–1000 ксП
Растительный комбижир	1000 ксП
Герметик	5000 ксП
Мастика	10 000 ксП

ТАБЛИЦА 1. Стандартная вязкость жидкостей при комнатной температуре

Если вы решили выбрать паяльную пасту с низкой вязкостью, помните следующее.

Низкая начальная вязкость – не показатель плохого качества или образования большого количества осадка. Большая часть паст нового поколения имеет «широкое окно», за счет которого печать становится более надежной, а сам процесс более выгодным с экономической точки зрения.

Визуальная оценка вязкости – старый метод. Если вязкость является важным фактором и проходит процедуру проверки качества, вязкость необходимо проверить вискозиметром, показатель сравнить с данными производителя пасты.

Пересмотрите использование оборудования для регулирования температурно-влажностного режима пасты. Такое оборудование зачастую перемешивает или встряхивает паяльную пасту, чтобы истончить пасту и сделать ее пригодной для печати. Такое оборудование предназначено для подготовки плотной паяльной пасты, но в нем нет необходимости при применении пасты с низкой начальной вязкостью готовой к использованию.

Активная точка современных паяльных паст с низкой вязкостью и более стабильными тиксотропными свойствами намного шире, если сравнивать ее с активной точкой паяльной пасты предыдущего поколения, которая имела повышенную вязкость и менее стабильные тиксотропные свойства. В следующий раз открывая новую банку и оценивая свойства паяльной пасты с низкой вязкостью, не стоит думать, что такая паста слишком истончится в процессе печати и усложнит вам работу.

Иногда нужно следовать за течением (намеренный каламбур) и принять изменения, которые необходимы, чтобы развиваться и процветать на быстрорастущем рынке новой продукции.