So verwenden Sie eine Lötpastenspritze für die PCB-Nachbearbeitung: Nadelauswahl, Ablagerungskontrolle und Reflow-Tipps

Eine erfolgreiche Nacharbeit hängt von fünf Entscheidungen ab: Auswahl einer Paste in Elektronikqualität, die zur Baugruppe passt, Auswahl einer Dosierspitze, die das Lötpulver zuverlässig durchlässt, Auftragen einer ausgewogenen Schicht, Platzierung des Bauteils ohne Verschmieren der Paste und Erhitzen der Verbindung innerhalb der Grenzen von Paste und Bauteil.

Kurze Antwort:Verwenden Sie eine elektronische Lotpaste in Dosierqualität, halten Sie die versiegelte Spritze vor dem Öffnen im vom Produkt angegebenen Betriebszustand, spülen Sie die Spitze auf einer Testoberfläche ab, platzieren Sie kleine und wiederholbare Ablagerungen auf sauberen Pads, senken Sie das Bauteil vertikal ab und lassen Sie die Verbindung mit kontrollierter Hitze und Luftstrom aufschmelzen. Beginnen Sie mit einer breiteren Spitze und weniger Paste, als für die Arbeit erforderlich erscheint. Wechseln Sie zu einer Mini--Schablone oder einem gesteuerten Spender, wenn die Packungsneigung oder die versteckte -Gelenkgeometrie eine manuelle Lautstärkeregelung unzuverlässig macht.

Um einen umfassenderen Überblick über die verfügbaren Formulierungen zu erhalten, beginnen Sie mit demSortiment elektronischer Lotpasten.

Was ist eine Lotpastenspritze?

Eine Lötpastenspritze enthält Lötlegierungspulver, das in einem Flussmittelträger suspendiert ist. Während des Erhitzens trägt das Flussmittel zur Entfernung von Oberflächenoxiden bei und fördert die Benetzung, während die Metallpartikel zu einer kontinuierlichen Lötverbindung verschmelzen. Leser, die eine allgemeinere Einführung benötigen, können zunächst eine Rezension lesenWas ist Lotpaste und wie funktioniert sie?.

Eine Spritze mit Lotpaste ist nicht dasselbe wie eine Spritze mit klebrigem Flussmittel. Flussmittel können den Fluss von bereits vorhandenem Lot verbessern, liefern jedoch normalerweise nicht das Metallvolumen, das zum Erstellen einer neuen Verbindung erforderlich ist. DerUnterschied zwischen Flussmittelpaste und LotpasteDies ist immer dann wichtig, wenn ein Pad bis zur blanken Oberfläche gereinigt wurde oder die bestehende Verbindung zu wenig Lot enthält.

Verwechseln Sie Schmucklotpaste nicht mit Elektroniklotpaste

Bei der Online-Suche nach „Lötpaste“ werden häufig Schmuck-Tutorials angezeigt, in denen Silber- oder Goldlotpaste, ein Brenner, Abschrecken und Beizen zum Einsatz kommen. Diese Anweisungen beziehen sich auf ein anderes Materialsystem und sollten nicht auf die Nachbearbeitung von Leiterplatten übertragen werden.

Elektronische Lotpaste muss entsprechend der Leiterplattenoberfläche, der vorhandenen Legierung, den Temperaturgrenzen der Komponenten, der Pad-Geometrie, der Reflow-Methode, den Anforderungen an Flussmittelrückstände und dem Zuverlässigkeitsziel ausgewählt werden. Ein für Silberschmuck vorgesehenes Produkt ist nicht automatisch für Kupfer-Leiterplattenpads, plattierte Komponentenleitungen oder elektronische Sauberkeitsanforderungen geeignet.

Wann ist eine Lotpastenspritze die richtige Methode?

Die manuelle Dosierung mit einer Spritze ist am nützlichsten, wenn die Reparatur lokalisiert ist und das Produktionsvolumen gering ist. Typische Anwendungen sind:

• Ersetzen eines einzelnen Chipwiderstands, Kondensators, einer Diode, einer LED oder eines Transistors;
• Installieren eines SOIC oder eines anderen zugänglichen Gull{0}}Wing-Pakets auf einem Prototyp;
• Reparieren eines Pads mit unzureichendem Lot, nachdem die alte Verbindung entfernt wurde;
• Montage einer kleinen Anzahl von Platinen, ohne eine komplette Schablone in Auftrag zu geben;
• Auftragen von Paste auf Pads, die mit einer herkömmlichen Schablone nicht erreicht werden können.

Eine Spritze wird weniger zuverlässig, wenn die Steigung abnimmt, die Anzahl der Pads zunimmt oder Verbindungen unter der Komponente verborgen werden. QFN-, DFN-, LGA- und BGA-Gehäuse erfordern eine genauere Kontrolle des Lotvolumens und der Inspektion. IPC-7093 deckt insbesondere das Auftragen, die Platzierung, die Reflow-Profilierung, die Röntgeninspektion, Hohlräume, Brückenbildung, Öffnungen, Lötkugeln und die Reparatur von Komponenten mit unterem Anschluss ab. Lesen Sie das Inhaltsverzeichnis von IPC-7093, wenn Sie die Arbeit an diesen Paketen planen.

So wählen Sie die richtige Lotpaste aus

Passen Sie die vorhandene Legierung und die Prozesstemperatur an

Die Reparaturpaste sollte mit dem vorhandenen Lotsystem und der vorgesehenen Prozesstemperatur kompatibel sein. Blei-freie Legierungen sind nicht austauschbar, nur weil sie alle als blei-frei beschrieben werden. Ihr Schmelzverhalten, ihre mechanischen Eigenschaften und Prozessfenster können unterschiedlich sein. DerVergleich der PCB-Lötlegierungenstellt einen nützlichen Ausgangspunkt dar, aber die ursprüngliche Baugruppenspezifikation sollte die endgültige Wahl bestimmen.

Wenn die Baugruppe hitzeempfindlich-ist, aBlei-freie Niedrigtemperatur-Lötpastekann die thermische Belastung verringern, jedoch nur, wenn seine Legierung, Verbindungszuverlässigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Betriebstemperatur für das Produkt geeignet sind. Wählen Sie nicht einen niedrigeren Schmelzpunkt, nur um die Nacharbeit zu erleichtern.

Wählen Sie das Flux-System bewusst

Keine-reinen, wasser-löslichen, auf Kolophonium- basierenden Formulierungen mit niedrigem-Halogengehalt oder ohne-Halogen haben unterschiedliche Anforderungen an Rückstände und Reinigung. Ein nicht-sauberer Rückstand muss möglicherweise noch vor der Schutzbeschichtung, einer Hoch-Impedanzprüfung, einer optischen Inspektion oder dem Einsatz in einer kontaminationsempfindlichen Umgebung-entfernt werden.

Überprüfen Sie bei Baugruppen mit strengen Anforderungen an die Halogenkontrolle-die beabsichtigte Verwendung von aHoch-zuverlässige-Halogen-Lötpaste. Wenn der Prozess eine Post-Reflow-Reinigung mit entionisiertem Wasser erfordert, awasser-waschbare SMT-Lötpastekönnte passender sein. Reinigungschemie und -zeitpunkt müssen dem Produktdatenblatt und nicht einer allgemeinen Lösungsmittelempfehlung folgen.

Bestätigen Sie, dass die Paste für die Dosierung geeignet ist

Eine Paste, die nur für den Schablonendruck entwickelt wurde, kann beim Durchdrücken durch eine schmale Spitze verstopfen, Fäden ziehen, sich ablösen oder inkonsistente Punkte bilden. Die Dosierleistung hängt von der Pulvergröße, der Metallbeladung, der Viskosität, der Thixotropie, der Temperatur und dem Dosiersystem ab.

Bestätigen Sie bei der manuellen oder automatisierten Punktablagerung, dass im technischen Datenblatt die Dosierung per Spritze, pneumatische Dosierung, Schneckendosierung oder Ausblasen als unterstützter Prozess aufgeführt ist. AJet-Drucken und Dosieren von Lotpasteist auf andere Fließanforderungen als eine herkömmliche Schablonendruckpaste abgestimmt.

So wählen Sie eine Dosiernadel aus

Die kleinste Nadel ist nicht automatisch die genaueste. Ein schmaler Innendurchmesser erzeugt einen größeren Strömungswiderstand, erfordert mehr Druck und erhöht die Gefahr einer Verstopfung oder einer plötzlichen Pastenfreisetzung. Die nützlichste Abmessung ist der Innendurchmesser der Spitze, nicht nur ihre Farbe, da Maß- und Farbsysteme je nach Anbieter unterschiedlich sein können.

Wählen Sie zunächst die kürzeste und breiteste stumpfe Dosierspitze, mit der Sie den gewünschten Punkt noch platzieren können, ohne benachbarte Pads zu berühren. Reduzieren Sie den Innendurchmesser nur, wenn die Ablagerung zu groß für die Pad-Geometrie ist.

Der Leitfaden zur Lagerung und Handhabung von Lotpasten der Indium Corporation enthält die folgende Beispielbeziehung zwischen EFD-Nadelgrößen und dem größten empfohlenen Pulvertyp. Dies ist eine Lieferantenreferenz, keine universelle Spezifikation; Überprüfen Sie die Kompatibilität mit dem tatsächlichen Pastendatenblatt.

Kopieren Sie die Tabelle nicht in eine Arbeitsanweisung, ohne die Grenzwerte des Pastenherstellers zu prüfen. Legierungszusammensetzung, Partikelverteilung, Metallbeladung, Lagergeschichte, Druck und Nadellänge können das Dosierverhalten beeinflussen.

Werkzeuge und Informationen zur Vorbereitung vor der Nacharbeit

• die Lotpaste TDS und SDS;
• die Platinen- oder Produktmontagespezifikation;
• eine stumpfe Dosierspitze, die mit der Paste kompatibel ist;
• Vergrößerung und passende Pinzette;
• Lotdocht und eine zugelassene Reinigungsmethode, wenn altes Lot entfernt werden muss;
• eine kontrollierte Heißluftstation, eine Heizplatte, ein kleiner Reflow-Ofen oder ein validiertes lokales Heizsystem;
• Für das Gerät geeignete ESD-Kontrollen;
• ein Schrottbrett oder eine Einweg-Testoberfläche zum Reinigen und für Probeablagerungen.

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Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Verwendung einer Lotpastenspritze

Schritt 1: Überprüfen Sie das Material und die Montage

Bestätigen Sie die Legierung, die Flussmittelklassifizierung, die Haltbarkeit, den Lagerverlauf, den Pulvertyp, die Komponentenausrichtung, den Zustand des PCB-Pads und die ausgewählte Heizmethode. Wenn die ursprüngliche Legierung unbekannt ist, ermitteln Sie die Montagespezifikation, bevor Sie der Verbindung ein anderes Metallsystem hinzufügen.

Schritt 2: Bringen Sie die versiegelte Spritze in den angegebenen Betriebszustand

Halten Sie die gekühlte Paste verschlossen, während sie sich an die vom Lieferanten angegebene Umgebung anpasst. Das Öffnen einer kalten Spritze in einem wärmeren Raum kann zu Kondensation führen. Verwenden Sie keine Heißluftpistole, Mikrowelle oder Kochplatte, um das Aufwärmen zu beschleunigen.

Produktspezifische Anweisungen-regeln die tatsächliche Lagertemperatur, die Ausgleichszeit, die Nutzungsdauer und ob eine geöffnete Spritze wieder in den Kühlschrank gestellt werden darf. Weitere Informationen zur Handhabung finden Sie im Leitfaden der WebsiteHaltbarkeit und Lagerung von Lotpasten. In den allgemeinen Richtlinien von Indium wird außerdem empfohlen, Spritzen und Kartuschen mit der Spitze nach unten zu lagern, um eine optimale Abgabeleistung zu gewährleisten und die versiegelte Paste vor dem Öffnen auszugleichen.

Schritt 3: Bereiten Sie flache, saubere Pads vor

Entfernen Sie die defekte Komponente und prüfen Sie das Stegmuster unter Vergrößerung. Entfernen Sie bei Bedarf überschüssiges altes Lot, reinigen Sie verunreinigte Rückstände mit einem zugelassenen Verfahren und prüfen Sie, ob die Pads abgehoben sind, die Lötmaske beschädigt ist oder noch Brücken vorhanden sind.

Die Ersatzkomponente sollte vor dem Reflow gleichmäßig auf den Pads sitzen. Eine neue Paste kann eine beschädigte Kontaktfläche, starke Oxidation oder eine schlechte mechanische Passung nicht korrigieren.

Schritt 4: Befestigen und reinigen Sie die Spitze

Bringen Sie die Spitze sicher an und halten Sie die Spritze über eine Einwegoberfläche. Üben Sie gleichmäßigen Druck aus, bis die Paste einen wiederholbaren Punkt erzeugt. Die erste Ablagerung kann eingeschlossene Luft oder Material enthalten, das an der Spitze freigelegt wurde.

Eine stabile Ablagerung sollte sich beim Nachlassen des Drucks und Anheben der Spitze sauber lösen. Wenn die Paste weiterhin Fäden zieht, nach einer Verzögerung ansteigt oder übermäßig viel Kraft erfordert, halten Sie an und überprüfen Sie Temperatur, Spitzengröße, Verstopfung und Eignung der Paste, bevor Sie die Leiterplatte berühren.

Schritt 5: Ausgeglichene Einlagen auszahlen

Halten Sie die Spitze nahe an das Pad, ohne die Lötmaske oder die Kupferoberfläche abzukratzen. Tragen Sie das Depot auf, lassen Sie den Druck ab und heben Sie es vertikal an. Verwenden Sie separate Einlagen auf separaten Pads, es sei denn, der Verpackungsprozess wurde bewusst auf eine Perlen- oder Mustereinlage ausgelegt.

Das Gleichgewicht ist genauso wichtig wie die Gesamtlautstärke. Ungleiche Ablagerungen an gegenüberliegenden Enden einer kleinen Chipkomponente können zu ungleichmäßigen Benetzungskräften führen und das Tombstoning-Risiko erhöhen. Bei feinen -Gull-Wing--Leitungen entsteht durch übermäßige Paste zwischen den Pads ein direkter Weg zur Überbrückung.

Schritt 6: Platzieren Sie die Komponente, ohne die Paste zu verschmieren

Senken Sie das Bauteil mit einer Pinzette oder einem Platzierungswerkzeug vertikal ab. Wenn Sie das Teil über die Pads schieben, kann die Paste in die Lücken in der Lötmaske gelangen. Üben Sie nur so viel Druck aus, dass die Anschlüsse in der Paste sitzen, und überprüfen Sie dann Ausrichtung, Ausrichtung und Polarität.

Schritt 7: Reflow mit kontrollierter Hitze

Das Lotpasten-TDS sollte das empfohlene Profilfenster definieren. Lesen Sie es als vier miteinander verbundene Phasen:

1. Rampe oder Vorheizen:Die Platine und die Komponente erwärmen sich allmählich, wodurch der Temperaturschock verringert wird und flüchtige Stoffe kontrolliert entweichen können.
2. Einweichen oder Aktivieren:Die Temperatur wird gleichmäßiger und der Fluss wird aktiv.
3. Zeit über Liquidus und Peak:Die Legierung schmilzt, die Partikel verschmelzen und das Lot benetzt die Pads und Anschlüsse.
4. Kühlung:Die Verbindung verfestigt sich ohne Bewegung oder übermäßigen Temperaturschock.

Beginnen Sie bei Heißluft mit dem niedrigsten Luftstrom, der den Zielbereich effektiv erwärmt. Wenn sich eine kleine Komponente bewegt, bevor die Paste zusammenläuft, ist der Luftstrom zu hoch oder die Düse ist zu nah. Bei einem erfolgreichen Reflow verwandelt sich die körnige Paste in eine durchgehende Lötoberfläche und das Bauteil kann sich leicht absetzen, wenn sich die Benetzungskräfte ausgleichen.

Das Pastenprofil ist nur eine Grenze. Für das Komponentenpaket gelten möglicherweise auch Feuchtigkeits- und Spitzentemperaturbeschränkungen. IPC/JEDEC J-STD-020E befasst sich mit der Klassifizierung der Feuchtigkeits-/Reflow-Empfindlichkeit für nichthermetische oberflächenmontierte Geräte und schließt Nacharbeiten in seinen Geltungsbereich ein. Überprüfen Sie das Bauteiletikett und die Herstellerdokumentation, bevor Sie Ganzkörperwärme anwenden.

Schritt 8: Abkühlen, prüfen und reinigen

Lassen Sie die Baugruppe abkühlen, ohne die Komponente zu bewegen. Überprüfen Sie unter Vergrößerung die Ausrichtung, sichtbare Benetzung, offene Verbindungen, Brücken, Lötkugeln, verschobene Teile in der Nähe, beschädigte Lötmaske und den Zustand der Rückstände.

Bei zugänglichen Leitungen kann eine visuelle Inspektion viele offensichtliche Probleme erkennen. Versteckte Verbindungen unter QFN-, DFN-, LGA- oder BGA-Gehäusen erfordern möglicherweise eine Röntgenuntersuchung oder eine andere geeignete Inspektionsmethode. Die Übersicht der Website überLotpasteninspektion und PCB-Qualitätbietet zusätzlichen Kontext, während IPC-7093 Röntgen- und andere Inspektionsmethoden für Komponenten mit unteren Anschlüssen identifiziert.

Wie viel Lotpaste sollten Sie auftragen?

Es gibt keinen universellen Punktdurchmesser, der für jede Komponente funktioniert. Das erforderliche Volumen hängt von der Padfläche, dem vorhandenen Lot, der Anschlussgeometrie, der Metallbeladung der Paste, der Legierung, der Oberflächenbeschaffenheit und den endgültigen Verbindungsanforderungen ab.

Verwenden Sie Folgendes als Entscheidungshilfe und nicht ein numerisches Rezept:

Die fertige Fuge sollte nicht nur nach Größe oder Glanz beurteilt werden. Benetzung, Ausrichtung, elektrische Kontinuität, Verbindungsgeometrie, Rückstandszustand und die geltenden Akzeptanzkriterien sind von größerer Bedeutung. Informationen zu Prüfungen auf Materialebene- finden Sie in der Übersicht der WebsiteBewertung der Lötpastenleistung.

Zwei praktische Nacharbeitsbeispiele

Beispiel 1: Ersetzen eines 0603-Widerstands

Bei diesem Beispiel handelt es sich um einen Planungsworkflow, nicht um eine universelle Prozesseinstellung.

1. Bestätigen Sie den Wiederbeschaffungswert, die Packungsgröße, die Ausrichtungsanforderungen, die Legierung und die Temperaturgrenze der Komponenten.
2. Entfernen Sie das alte Teil und richten Sie beide Pads aus, damit der Widerstand flach sitzen kann.
3. Spülen Sie die Spritze, bis sich wiederholbare Punkte bilden.
4. Platzieren Sie eine kleine Ablagerung in der Nähe der Mitte jedes Pads und vergleichen Sie die beiden Ablagerungen unter Vergrößerung.
5. Senken Sie den Widerstand vertikal ab und prüfen Sie, ob beide Anschlüsse Kontakt mit der Paste haben, ohne sie über die Pad-Kanten hinaus zu quetschen.
6. Beide Enden gleichmäßig erhitzen. Wenn sich ein Ende viel früher verflüssigt, überprüfen Sie das Gleichgewicht der Ablagerungen und die thermische Asymmetrie.
7. Überprüfen Sie nach dem Abkühlen die Ausrichtung, vollständige Benetzung, Lötkugeln und ein angehobenes Ende.

Beispiel 2: Überarbeitung eines SOIC-Pakets

1. Reinigen und nivellieren Sie die Pad-Reihe; Ein erhöhtes Pad kann dazu führen, dass mehrere Leitungen keinen korrekten Kontakt haben.
2. Verwenden Sie einzelne Einlagen für Ableitungen mit größerem{0}}Abstand oder eine schmale Perle erst, nachdem Sie sichergestellt haben, dass das Volumen die Lücken nicht überflutet.
3. Richten Sie zuerst die Eckleitungen aus und prüfen Sie dann vor dem Erhitzen die vollständige Ausrichtung des Pakets.
4. Verwenden Sie einen geringen Luftstrom und verteilen Sie die Wärme über die gesamte Verpackung, anstatt sich auf eine Leitung zu konzentrieren.
5. Überprüfen Sie nach dem Reflow jede sichtbare Leitung auf Brücken, Öffnungen und Off-{0}}Pad-Ausrichtung.
6. Wenn die Teilung für wiederholbare manuelle Ablagerungen zu fein ist, stoppen Sie und verwenden Sie eine Mini--Schablone oder eine andere kontrollierte Methode.

Häufige Probleme: Eine schnellere Diagnosetabelle

Spritze, Schablone, nur Flussmittel oder Vorformling?

Informationen zur wiederholten Platinenmontage oder zur Herstellung feiner -Pitches finden Sie in der Anleitung der WebsiteSchablonenbasierter Lotpastenauftrag. Eine Spritze ist praktisch für die Reparatur, aber die Bequemlichkeit sollte die Wiederholbarkeit der Ablagerung nicht ersetzen.

So lagern Sie eine Lötpastenspritze

• Befolgen Sie die produktspezifischen Anweisungen zur -Lagertemperatur und Haltbarkeit-.
• Halten Sie die Spritze verschlossen, bis sie den angegebenen Betriebszustand erreicht hat.
• Bewahren Sie die Spritze in der vom Lieferanten empfohlenen Ausrichtung auf; Einige Anbieter spezifizieren einen Tip-Down-Speicher.
• Etikettenentfernungs- und Öffnungszeiten, damit die kumulative Exposition verfolgt werden kann.
• Nutzen Sie die First-In, First-Inventarkontrolle.
• Ersetzen Sie kontaminierte oder teilweise getrocknete Spitzen, anstatt getrocknetes Material in die Paste zu drücken.
• Gebrauchte Paste nicht mit frischem Material mischen.
• Bewahren Sie eine geöffnete Spritze nicht wiederholt im Kühlschrank auf, es sei denn, das TDS und das validierte Verfahren erlauben dies.

Abschluss

Eine Lötpastenspritze ist am effektivsten, wenn sie als Werkzeug zur kontrollierten Abscheidung und nicht als einfacher Pastenbehälter behandelt wird. Passen Sie die Legierung und das Flussmittel an die Baugruppe an, wählen Sie die Nadel nach Innendurchmesser und Pulverkompatibilität aus, spülen Sie sie vor dem Auftragen, gleichen Sie die Ablagerungen aus und verwenden Sie eine Heizmethode, die die Verbindung gleichmäßig erwärmt.

Wechseln Sie bei Paketen mit feiner Teilung oder versteckten{1}Verbindungen zu einer Mini--Schablone, einem kontrollierten Spender oder einer anderen validierten Methode, bevor manuelle Abweichungen zur Hauptursache für Fehler werden.

Wenn Sie eine Empfehlung für eine Lotpaste anfordern, geben Sie bitte die Legierung, den Pulvertyp, die Komponentenpackung und -teilung, die Pad-Geometrie, den erforderlichen Nadelinnendurchmesser, die Dosiermethode, die Reinigungsanforderungen, die Lagerbedingungen und die Reflow-Ausrüstung an. Sie können uns mit diesen Angaben kontaktieren, damit die Produktauswahl auf dem tatsächlichen Prozess basiert und nicht nur auf dem Namen oder Preis der Legierung.

Abschließende Checkliste für-Vorarbeiten

• Das Material ist eine Dosierpaste in Elektronikqualität-.
• Das Legierungs- und Flussmittelsystem entspricht den Montageanforderungen.
• Der Pulvertyp und der Nadelinnendurchmesser sind kompatibel.
• Die versiegelte Spritze hat den angegebenen Betriebszustand erreicht.
• Die Pads sind sauber, flach und unbeschädigt.
• Die ersten Testeinzahlungen sind stabil und wiederholbar.
• Die Heizmethode bleibt innerhalb der Pasten- und Komponentengrenzen.
• Die fertigen Verbindungen können mit einer geeigneten Methode überprüft werden.