Jeśli kiedykolwiek spojrzałeś na topnik lutowniczy i czułeś się, jakbyś próbował rozszyfrować tajny kod, nie jesteś sam. Ciąg liter i cyfr, takich jak ROL0, ORM1 lub REL1, może na pierwszy rzut oka wydawać się tajemniczy. Klasyfikacje te nie są jednak przypadkowe; to ustandaryzowany sposób przekazywania krytycznych informacji na temat składu chemicznego, poziomu aktywności i niezawodności strumienia.
Zrozumienie klasyfikacji topników lutowniczych pomaga podejmować świadome decyzje dotyczące tego, który topnik najlepiej pasuje do danego zastosowania, niezależnie od tego, czy montujesz elektronikę o wysokiej niezawodności, czy pracujesz z formułą bez czyszczenia w celu usprawnienia przetwarzania. W tym poście omówimy system stojący za tymi klasyfikacjami, abyś mógł z pewnością wybrać odpowiedni topnik do danego zadania.
Dekodowanie J-STD-004
Organizacją odpowiedzialną za czteroznakowe kody flux jest Instytut Obwodów Drukowanych (IPC). Lubią też nadawać nazwy kodowe swoim dokumentom normalizacyjnym i to właśnie J-STD-004 IPC nakreśla ten system klasyfikacji topników lutowniczych. W następnych sekcjach zajmiemy się każdą częścią kodu i przedstawimy przegląd tego, co różne oznaczenia oznaczają dla wyboru topnika.
Pierwsze dwie postacie: Flux Composition
Pierwsze dwa znaki klasyfikują topniki na podstawie ich składu - żywicznego, organicznego lub nieorganicznego. Skład topnika lutowniczego znacząco wpływa na wydajność lutowania, wpływając na zachowanie zwilżania, integralność połączenia i potrzebę czyszczenia po lutowaniu.
Strumień kalafonii (RO)
- Skład: Pochodzący z soku sosnowego topnik kalafoniowy jest substancją występującą naturalnie. Jest obojętny w temperaturze pokojowej, kwaśny w wysokich temperaturach i niekwaśny po ponownym schłodzeniu. Ponieważ jest to produkt roślinny, może podlegać większym naturalnym wahaniom niż jego kuzyn, żywica*.
- Działanie: Topnik kalafoniowy działa poprzez usuwanie tlenków z powierzchni metalowych, wzmacniając proces zwilżania. Jego łagodny charakter wymaga minimalnego lub żadnego czyszczenia po lutowaniu, w zależności od konkretnego składu i zastosowania.
Strumień żywicy (RE)
- Skład: Topniki żywiczne są albo zmodyfikowaną kalafonią, albo całkowicie syntetycznym materiałem.* Wydajność żywicy może być bardziej spójna niż kalafonii, ponieważ w mniejszym stopniu podlega naturalnym wahaniom.
- Funkcja: Podobnie jak topniki kalafoniowe, topniki żywiczne ułatwiają usuwanie tlenków i usprawniają proces lutowania. Mogą być formułowane w celu zapewnienia różnych poziomów aktywności i czystości pozostałości, zaspokajając różnorodne potrzeby produkcyjne.
* Należy pamiętać, że niektóre topniki zawierają zarówno kalafonię, jak i żywicę, a ich oznaczenie zależy od tego, której substancji zawierają więcej.
Strumień organiczny (OR)
- Skład: Topniki organiczne składają się z kwasów organicznych lub innych związków organicznych. Są one znane ze swoich silniejszych właściwości czyszczących i często są rozpuszczalne w wodzie.
- Funkcja: Topniki te usuwają tlenki i zanieczyszczenia z powierzchni metalowych, zapewniając doskonałe zwilżanie. Ponieważ topniki te generalnie nie dezaktywują się, dopóki nie osiągną wysokich temperatur, zazwyczaj wymagają dokładnego czyszczenia po lutowaniu, aby usunąć wszelkie pozostałości aktywnych, korozyjnych pozostałości.
Strumień nieorganiczny (IN)
- Skład: Topniki nieorganiczne zawierają kwasy lub sole nieorganiczne. Są to najbardziej agresywne rodzaje topników, stosowane w aplikacjach wymagających usuwania ciężkich tlenków.
- Funkcja: Ze względu na swoją silną aktywność, topniki nieorganiczne są bardzo skuteczne w przygotowywaniu powierzchni metalowych do lutowania. Są one używane głównie w specjalistycznych zastosowaniach, w których konieczne jest usunięcie znacznego utlenienia. Czyszczenie po lutowaniu jest niezbędne, aby zapobiec korozji i uszkodzeniu zespołu. Topnik IN nie jest stosowany w montażu elektroniki.
Trzecia postać: Poziom aktywności
Poziom aktywności topnika bezpośrednio wpływa na tworzenie połączeń lutowanych poprzez wpływ na usuwanie tlenków i zanieczyszczeń z powierzchni metalu. Topniki uzyskują oznaczenia poziomu aktywności, mieszcząc się w określonych zakresach w testach określonych przez IPC, w tym w testach lustra miedzianego, rezystancji izolacji powierzchniowej (SIR) i ilościowych testach halogenków. (Należy pamiętać, że zawartość halogenków, która jest omówiona w następnej sekcji, nie wyznacza sama w sobie poziomu aktywności, ponieważ wpływ ma również wiele innych dodatków).
Strumienie o niskiej aktywności (L)
- Definicja: Przeznaczony do zastosowań, w których wymagane jest minimalne usuwanie tlenków. Oprócz spełnienia innych kryteriów testowych, topniki o niskiej aktywności zawierają mniej niż 0,05% halogenków wagowo, gdy są oznaczone jako L0, i mniej niż 0,5% halogenków wagowo, gdy są oznaczone jako L1.
- Wpływ: Topniki te są zwykle stosowane w kontrolowanych środowiskach, w których powierzchnie są już stosunkowo czyste. Chociaż minimalizują ryzyko uszkodzenia wrażliwych komponentów, ich łagodne działanie może nie być wystarczające w przypadku silnie utlenionych powierzchni.
Umiarkowane strumienie aktywności (M)
- Definicja: Bardziej agresywne niż topniki o niskiej aktywności, topniki o umiarkowanej aktywności nadal ograniczają ryzyko korozji lub uszkodzenia. Oprócz spełnienia innych kryteriów testowych, topniki te zawierają mniej niż 0,05% halogenków wagowo, gdy są oznaczone jako M0, oraz od 0,5 do 2,0% halogenków wagowo, gdy są oznaczone jako M1.
- Oddziaływanie: Idealne do ogólnych celów lutowniczych, topniki o umiarkowanej aktywności zapewniają dobre zwilżanie i wiązanie na powierzchniach o umiarkowanym utlenieniu. Zapewniają równowagę między skutecznością czyszczenia a obawami związanymi z pozostałościami po lutowaniu.
Strumienie o wysokiej aktywności (H)
- Definicja: Topniki te charakteryzują się najwyższą siłą czyszczenia, zdolną do usuwania znacznych ilości tlenków i zanieczyszczeń z powierzchni metalowych. Oprócz spełnienia innych kryteriów testowych, topniki te zawierają mniej niż 0,05% halogenków wagowo, gdy są oznaczone jako H0, i więcej niż 2,0% halogenków wagowo, gdy są oznaczone jako H1.
- Wpływ: Topniki o wysokiej aktywności są niezbędne w trudnych zastosowaniach lutowniczych obejmujących silnie utlenione metale lub tam, gdzie wymagane jest silne działanie czyszczące. Jednak ich agresywny charakter wymaga ostrożnego obchodzenia się z nimi i dokładnego czyszczenia po lutowaniu, aby zapobiec korozji lub problemom związanym z pozostałościami.
Czwarty znak: zawartość halogenków
Halogenki są dodawane do topników w celu poprawy ich poziomu aktywności, zwiększając ich zdolność do czyszczenia powierzchni metalowych i promowania zwilżania. Chociaż korzystne dla wydajności lutowania, pozostałości zawierające halogenki mogą prowadzić do korozji, awarii elektrycznych lub zmniejszonej długoterminowej niezawodności połączenia lutowanego, w zależności od formuły topnika i wymagań aplikacji.
Niska zawartość halogenków (0)
Oznaczone jako "0" w oznaczeniach topników, topniki o zawartości halogenków poniżej 0,05% wagowo są uważane za "wolne od halogenków". Topniki te zostały zaprojektowane w celu zminimalizowania ryzyka korozji i są odpowiednie do zastosowań wymagających czystych, niezawodnych połączeń lutowanych bez konieczności intensywnego czyszczenia po lutowaniu.
Obecność halogenków (1)
Oznaczone jako "1" w oznaczeniach topników, topniki zawierające halogenki (powyżej 0,05% wagowo) są stosowane ze względu na ich zwiększoną aktywność. Halogenki zwiększają zdolność strumienia do usuwania tlenków, ale zwiększają potencjał zanieczyszczenia jonowego pozostałości strumienia.
Uwaga dotycząca halogenków i chlorowców
Halogenki to związki jonowe zwykle stosowane jako aktywatory i często związane z korozją. Normy IPC dotyczą metod testowania i progów zawartości halogenków. Niejonowe związki chlorowcowane lub halogeny są przedmiotem regulacji środowiskowych. Europejskie normy środowiskowe (EN-14582) dotyczą metod testowania i progów zawartości halogenów.
Możesz natknąć się na produkty opisane jako "bezhalogenowe" lub "bezhalogenowe" i zastanawiać się, czy oznaczają one to samo, ale tak nie jest. Chociaż brzmią one podobnie i są w pewnym stopniu powiązane, metody testowania i cele testowania tych dwóch substancji są całkowicie różne. Zawartość halogenków jest mierzona za pomocą chromatografii jonowej na produkcie luzem topnika i oceny charakterystyki lutowania i niezawodności topnika. Zawartość halogenów jest mierzona za pomocą testu bomby tlenowej na pozostałościach topnika po lutowaniu i ma znaczenie dla środowiska / zdrowia i bezpieczeństwa.
Pełna lista możliwych oznaczeń strumienia jest podsumowana w poniższej tabeli.
IPC J-STD-004/A vs IPC J-STD-004B/C/D
Pomiędzy IPC J-STD-004 i jego następcami IPC J-STD-004B/C/D, kryteria testowania poziomu aktywności i oznaczenia zawartości halogenków uległy pewnym zmianom. Najbardziej zauważalną zmianą było testowanie SIR, z aktualizacjami środowiska testowego, odchylenia elektrycznego i częstotliwości próbkowania. Inną ważną zmianą było wyeliminowanie jakościowego testu halogenków.
W rezultacie niektóre topniki oznaczone jako L0 zgodnie z J-STD-004 spełniają obecnie kryteria dla L1 zgodnie z J-STD-004B. W rzeczywistości możliwe jest, że nowszy topnik oznaczony jako L1 mógł spełnić bardziej rygorystyczne wymagania niż starszy topnik oznaczony jako L0.
Z tego powodu ważne jest, aby wiedzieć, zgodnie z którą wersją J-STD sklasyfikowany jest topnik, i warto rozważyć topniki L1, jeśli w przeciwnym razie nie miałyby one takiego oznaczenia zgodnie z nowszym standardem.
Obecnie obowiązującym standardem jest IPC J-STD-004D. Wymagania testowe w tym standardzie są w dużej mierze takie same jak w przypadku IPC J-STD-004B, jednak nowszy standard zawiera specyfikacje dotyczące dodatkowych opcjonalnych testów SIR.
Wnioski
W AIM rozumiemy, że wybór odpowiedniego topnika jest tak samo ważny, jak wybór odpowiedniego stopu lutowniczego. Właśnie dlatego oferujemy szereg formuł topników zaprojektowanych w celu zaspokojenia różnorodnych potrzeb nowoczesnej produkcji elektroniki. Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące tego, który topnik jest najlepszy dla Twojej aplikacji, nasz zespół zawsze służy pomocą.
Masz jeszcze jakieś pytania? Skontaktuj się z nami-Z przyjemnością pomożemy Ci znaleźć idealny topnik do Twojego procesu.
