Stel je een nauwkeurig ontworpen printplaat voor, dicht bevolkt met miniatuurcomponenten. De sleutel tot het verbinden van deze componenten ligt in soldeerpasta, waarvan de kwaliteit direct van invloed is op de prestaties en betrouwbaarheid van de printplaat. Dit artikel onderzoekt hoe je geschikte soldeerpasta's en poedergroottes kunt selecteren voor surface mount technology (SMT) en doseerprocessen.

Soldeerpasta is niet zomaar gesoldeerd poeder, maar een zorgvuldig samengestelde mix van soldeerpoeder, flux en additieven. Het soldeerpoeder vormt de kerncomponent en bepaalt kritische eigenschappen zoals smeltpunt en geleidbaarheid. De flux dient om oppervlakteoxiden te verwijderen, de oppervlaktespanning te verminderen en het bevochtigen van het soldeer te bevorderen - essentieel voor kwaliteitsverbindingen.

In SMT-processen wordt soldeerpasta aangebracht via sjabloondruk op PCB-pads voordat componenten worden geplaatst en reflow-solderen. Voor doseertoepassingen deponeert speciale apparatuur de pasta direct op pads vóór vergelijkbare verwarmingsprocessen.

De deeltjesgrootte van soldeerpoeder heeft een aanzienlijke invloed op de kwaliteit van de verbinding. Volgens IPC-normen worden soldeerpasta's geclassificeerd op poedergrootte:

• Deeltjesbereik: 25-45µm
• Toepassingen: Standaard SMT met grotere componentafstanden
• Voordelen: Kosteneffectief, gemakkelijk te hanteren, minimale defecten
• Beperkingen: Niet geschikt voor componenten met fijne pitch

• Deeltjesbereik: 20-38µm
• Toepassingen: Componenten met medium pitch (bijv. 0402-pakketten)
• Voordelen: Verbeterde precisie voor fijnere pitches
• Beperkingen: Hogere kosten, vereist zorgvuldige procescontrole

• Deeltjesbereik: <25µm
• Toepassingen: Ultra-fijne pitch componenten (0201-pakketten, BGA's)
• Voordelen: Uitzonderlijke precisie voor miniatuurcomponenten
• Beperkingen: Hoogste kosten, kortste houdbaarheid, veeleisende procesvereisten

Selectiecriteria moeten rekening houden met componentafstand, precisie-eisen, productiekosten en procesmogelijkheden. De meeste SMT-toepassingen gebruiken Type 3- of 4-pasta's, terwijl geavanceerde verpakkingen Type 5 of fijnere poeders vereisen.

Soldeerpasta's worden verder onderscheiden door fluxchemie:

• Kenmerken: Minimale residuen na reflow
• Voordelen: Vereenvoudigde productie, lagere kosten
• Overwegingen: Potentiële betrouwbaarheidsproblemen op lange termijn

• Kenmerken: Waterverwijderbare residuen
• Voordelen: Superieure reiniging, hoge betrouwbaarheid
• Overwegingen: Vereist reinigingsapparatuur, hogere kosten

• Kenmerken: Beschermende harsresiduen
• Voordelen: Uitstekende soldeerprestaties
• Overwegingen: Vereist reiniging, meer uitdagende residuverwijdering

Sjabloonspecificaties hebben een cruciale invloed op de kwaliteit van de pasta-afzetting. Belangrijkste parameters zijn:

• Materiaalselectie (roestvrij staal vs. nikkel)
• Dikte ten opzichte van componentvereisten
• Afmetingen en geometrie van de openingen die overeenkomen met padontwerpen

Doseertoepassingen vereisen pasta's met:

• Geoptimaliseerde viscositeit en thixotropie
• Kleinere deeltjesgroottes om verstopping te voorkomen
• Evenwichtige fluxactiviteit voor consistente prestaties

Correct materiaalbeheer zorgt voor consistente resultaten:

• Gecontroleerde opslagomstandigheden (temperatuur, vochtigheid)
• Juiste ontdooiprocedures
• Consistente menging voor gebruik
• Nauwkeurige reflow-profielontwikkeling

Veelvoorkomende soldeerdefecten zijn onder meer:

• Soldeerkogels (pas de poedergrootte, fluxactiviteit of temperatuur aan)
• Bruggen (optimaliseer het afzettingsvolume, sjabloonontwerp)
• Onvoldoende soldeer (verhoog het pastavolume, controleer het sjabloon)
• Koude verbindingen (verbeter de oppervlaktevoorbereiding, pas de profielen aan)

Nieuwe vereisten stimuleren innovaties in de richting van:

• Fijnere poedergroottes voor geavanceerde verpakkingen
• Verbeterde betrouwbaarheidsformuleringen
• Milieuvriendelijke materialen
• Slimme functionaliteiten zoals zelfherstellende eigenschappen

Door zorgvuldige materiaalselectie en procesoptimalisatie kunnen fabrikanten superieure soldeerresultaten behalen en tegelijkertijd voldoen aan de veranderende eisen van de industrie.