Lembar data teknis pasta solder mungkin mencantumkan 88%, 89% atau 90% logam. Angka tersebut tampak sederhana, tetapi mudah untuk disalahartikan.
Dalam sebagian besar dokumentasi pasta solder, kandungan logam menggambarkan persentase massa bubuk paduan dalam pasta lengkap. Ini tidak berarti bahwa paduan menempati persentase volume fisik yang sama.
Pemuatan logam juga tidak dapat menentukan dengan sendirinya apakah suatu pasta akan mencetak, menyalurkan, atau mengalir ulang lebih baik dari yang lain. Perbandingan yang valid juga harus mempertimbangkan paduan, jenis bubuk, pembawa fluks, metode aplikasi dan dasar pengujian.
Poin penting:Nilai logam 90% biasanya menggambarkan berat. Untuk memahami perilaku volume atau proses, kepadatan dan formulasi lengkap juga harus dipertimbangkan.
Pembaca yang membutuhkan materi dasar terlebih dahulu dapat mengulasnyaapa itu pasta solderdan bagaimana bubuk paduan dan fluks bekerja sebagai satu sistem material.
Jawaban Singkat: Apa Arti Kandungan Logam 90%?
Kandungan logam pasta solder menurut beratnya dihitung sebagai:
Kandungan logam menurut beratnya=massa paduan solder yang diperoleh kembali massa pasta solder asli × 100
Misalnya, satu kilogram pasta dengan kandungan logam nominal 90% mengandung kira-kira:
- 900 gram bubuk paduan;
- 100 gram kendaraan fluks lengkap.
Ini hanya menggambarkan massa. Karena paduan solder jauh lebih padat dibandingkan bahan organik, persentase volume logam akan jauh di bawah 90%.
Persentase berat badan yang lebih tinggi tidak serta merta lebih baik. Jendela pemuatan-logam yang sesuai bergantung pada apakah produk dirancang untuk pencetakan stensil, penyaluran, pengaliran, pengerjaan ulang, atau proses lainnya.
Apa Itu Kandungan Logam Pasta Solder?
Pasta solder berfungsimelalui interaksi bubuk paduan dan kendaraan fluks yang diformulasikan. Kendaraan tersebut mungkin mengandung resin, aktivator, pelarut dan pengubah reologi yang mendukung stabilitas penyimpanan, penghilangan oksida, kelengketan, deposisi dan reflow.
Kandungan Logam Berdasarkan Beratnya
Pemuatan logam biasanya dilaporkan sebagai persentase berat. Nilai 90% berat berarti 90% massa pasta yang diukur adalah paduan dan 10% sisanya merupakan kendaraan non-logam yang lengkap.
Saat iniPersyaratan IPC J-STD-005B untuk pasta soldermenyertakan kandungan logam di antara topik karakterisasi pasta solder.
Kandungan Logam Berdasarkan Volume
Kandungan logam berdasarkan volume menggambarkan ruang fisik yang ditempati oleh paduan relatif terhadap total volume paduan dan kendaraan yang dihitung.
Biasanya jauh lebih rendah daripada persentase beratnya karena kepadatan paduan solder jauh lebih tinggi dibandingkan kepadatan kendaraan yang mengandung fluks-.
Kandungan Logam vs. Kendaraan Fluks dan Padatan Fluks
Persentase yang tersisa setelah fraksi logam dikurangi mewakili fluks lengkap berdasarkan berat bila kedua nilai menggunakan basis yang sama. Ini tidak secara otomatis digambarkan sebagai padatan fluks.
Kendaraan dapat berisi bahan-bahan yang mudah menguap dan tidak-mudah menguap. "Padatan fluks" dapat mengacu pada fraksi non-volatil yang ditentukan secara terpisah, dan dasar pastinya harus dikonfirmasi dari spesifikasi atau dokumentasi produk yang berlaku.
Perbedaan antara pasta lengkap dan fluks terpisah dijelaskan lebih lanjut dalam perbandinganpasta fluks dan pasta solder.
Cara Memperkirakan Persen Berat vs. Persen Volume
Persentase berat dapat diubah menjadi perkiraan fraksi volume hanya jika nilai kepadatan yang sesuai tersedia.
Estimasi fraksi volume logam=(fraksi berat logam massa jenis logam) ÷ [(fraksi berat logam massa jenis logam) + (fraksi berat kendaraan massa jenis kendaraan)]
Hasilnya kemudian dapat dikalikan dengan 100 untuk menyatakan persentase.
Perhitungan Ilustratif
Nilai-nilai berikut ini bersifat hipotetis dan hanya digunakan untuk mendemonstrasikan perhitungan. Mereka tidak mewakili formulasi komersial tertentu.
- fraksi berat logam: 0,90;
- fraksi berat kendaraan: 0,10;
- asumsi kepadatan paduan: 7,5 g/cm³;
- asumsi kepadatan kendaraan: 1,0 g/cm³.
Volume logam yang dihitung=0.90 7.5=0.12
Volume kendaraan yang dihitung=0.10 1.0=0.10
Estimasi fraksi volume logam=0.12 (0.12 + 0.10) ≈ 54,5%
Contoh ini menunjukkan mengapa 90% berat dapat berarti persentase volume yang jauh lebih rendah. Nilai sebenarnya berubah seiring dengan kepadatan paduan, kepadatan kendaraan dan formulasi. Kendaraan juga merupakan sistem-multi-komponen, jadi perhitungan ini merupakan perkiraan dan bukan metode untuk merekayasa balik-pasta kepemilikan.
Mengapa Pemuatan Logam Itu-Khusus Produk
| Faktor Produk | Mengapa Ini Mengubah Penafsirannya |
|---|---|
| Komposisi paduan | Paduan yang berbeda memiliki kepadatan, perilaku leleh, dan persyaratan proses yang berbeda. |
| Jenis Bubuk | Distribusi partikel mempengaruhi luas permukaan total, pengepakan, viskositas dan perilaku pengendapan. |
| kendaraan fluks | Resin, pelarut, aktivator dan pengubah reologi menentukan aliran, perolehan kembali, sifat kelengketan dan residu. |
| Metode aplikasi | Pencetakan stensil, penyaluran, dan pengaliran memerlukan kombinasi aliran, stabilitas, dan perilaku partikel yang berbeda. |
| Paket dan pengkondisian | Produk toples, spuit, dan cartridge dapat menggunakan sistem penanganan dan pengiriman yang berbeda. |
Oleh karena itu, paduan berbasis timah{0}}yang berbeda harus ditinjau sebagai sistem material yang lengkap. Panduan untukpaduan solder timah untuk perakitan PCBmemberikan konteks paduan tambahan.
Banyak kelompok formulasi menggunakan jendela pemuatan-logam yang berbeda untuk pencetakan dan penyaluran, namun tidak ada persentase tunggal yang berlaku untuk setiap pemasok atau paduan. Sebuah produk yang dirancang untukpencetakan jetmungkin memerlukan keseimbangan lain karena pembentukan tetesan, perilaku nosel, dan bubuk halus menjadi hal yang penting.
Bagaimana Kandungan Logam Dapat Mempengaruhi Kinerja SMT
| Karakteristik Proses | Kemungkinan Logam-Pengaruh Pemuatan | Faktor Lain Yang Harus Diperiksa |
|---|---|---|
| Viskositas dan stensil bergulir | Rasio-terhadap-kendaraan dapat mengubah hambatan aliran dan pergerakan pasta. | Suhu, pengkondisian, bentuk bubuk, reologi dan pengaturan printer. |
| Bentuk kemerosotan dan deposit | Pembebanan logam dapat berkontribusi terhadap stabilitas struktur setelah pengendapan. | Kendaraan fluks, geometri stensil, tinggi endapan, lingkungan dan penundaan sebelum dialirkan kembali. |
| Pengisian dan pelepasan aperture | Formulasinya harus menyeimbangkan pengisian di bawah tekanan dengan pemisahan dari dinding bukaan. | Jenis Serbuk, rasio area, kondisi foil, dukungan papan dan pengaturan pemisahan. |
| Pengeluaran tekanan | Keseimbangan serbuk-ke-kendaraan yang tidak sesuai dapat menyebabkan tekanan tinggi atau endapan yang tidak stabil. | Ukuran jarum, Jenis bubuk, suhu, peralatan dan profil pengeluaran. |
| Deposit basah dan volume paduan yang dialirkan kembali | Fraksi volume logam membantu memperkirakan berapa banyak paduan yang ada dalam endapan basah. | Efisiensi transfer, penggabungan, pembasahan, pengosongan, residu, dan geometri sambungan akhir. |
Viskositas, perilaku tack dan shear harus dievaluasi bersama-sama dan bukan hanya disimpulkan dari satu persentase saja. Hubungan ini dibahas dalam artikel disifat fisik pasta solder.
Volume Pasta Basah Bukanlah Volume Sambungan Solder Terakhir
Selama reflow, bubuk paduan menyatu ke dalam sambungan logam sementara komponen pembawa yang mudah menguap meninggalkan endapan dan bahan lainnya mungkin tetap sebagai residu.
Perkiraan perencanaan yang disederhanakan dapat menggunakan:
Perkiraan volume paduan dalam endapan basah=volume endapan basah × perkiraan fraksi volume logam
Ini bukanlah prediksi lengkap geometri sambungan akhir. Hasilnya juga dapat dipengaruhi oleh transfer stensil, pengepakan bubuk, penggabungan, pembasahan bantalan, geometri terminasi komponen, pengosongan, dan kehilangan proses.
Volume dan konsistensi setoran harus diverifikasi melaluipemeriksaan pasta soldersebelum penempatan dan reflow sembunyikan kondisi cetakan asli.
Apakah Kandungan Logam Lebih Tinggi Berarti Pasta Solder Lebih Baik?
Tidak ada peringkat universal yang dapat dibuat dari angka tertinggi.
Persentase logam yang lebih tinggi dapat mendukung stabilitas endapan dalam satu formulasi pencetakan-stensil, sementara pasta lainnya mungkin memerlukan keseimbangan pembawa yang berbeda untuk dikeluarkan melalui jarum, mempertahankan kelengketan, atau mendukung proses pengerjaan ulang khusus.
Pertanyaan yang berguna adalah:
Apakah formulasi lengkap memberikan volume deposit, stabilitas pencetakan atau penyaluran, kinerja pembasahan dan residu yang diperlukan dalam proses yang diinginkan?
Sebelum memilih suatu produk, tinjau dulu tujuannyametode aplikasi pasta solderdaripada mentransfer-target pemuatan logam dari proses lain.
Nilai Khas, Nominal dan Spesifikasi Tidak Sama
| Jenis Nilai | Apa Artinya Biasanya | Bagaimana Seharusnya Digunakan |
|---|---|---|
| Nilai khas | Hasil yang representatif, belum tentu merupakan jaminan batas lot. | Gunakan untuk perbandingan awal dan perencanaan proses. |
| Nilai nominalnya | Referensi atau target formulasi yang dituju. | Periksa apakah toleransi atau rentang juga dinyatakan. |
| Target | Nilai operasi atau formulasi yang diinginkan. | Jangan memperlakukannya secara otomatis sebagai batas penerimaan yang masuk. |
| Kisaran spesifikasi | Minimum dan maksimum yang dinyatakan digunakan untuk penerimaan yang ditentukan. | Konfirmasikan metode, revisi dan status kontrak. |
| Nilai terjamin | Komitmen pemasok dalam kondisi tertentu. | Konfirmasikan bagaimana kepatuhan dilaporkan, termasuk apakah kepatuhan tersebut tercantum dalam CoA. |
TDS yang mencantumkan "nominal 90%" tidak berarti bahwa setiap lot harus berukuran tepat 90,00%. Tim pengadaan dan kualitas harus menentukan kisaran yang diperlukan, metode pengujian, frekuensi pelaporan dan aturan disposisi dalam spesifikasi pembelian atau perjanjian kualitas.
Bagaimana Membandingkan Kandungan Logam pada Dua Dokumen TDS
Sebelum memberi peringkat pada dua produk, pastikan bahwa nilainya benar-benar sebanding.
| Bidang Perbandingan | Apa yang Harus Diverifikasi |
|---|---|
| Paduan | Dasar komposisi dan kepadatan yang tepat. |
| Kandungan logam | Persen berat, persen volume, atau dasar pengukuran lainnya. |
| Status nilai | Nilai tipikal, nominal, target, kisaran, atau jaminan. |
| Jenis Bubuk | Distribusi partikel dan ukuran fitur yang diinginkan. |
| Aplikasi | Pencetakan stensil, pengeluaran, pengaliran, atau pengerjaan ulang. |
| Sistem fluks | Tidak ada-bahan kimia khusus yang bersih, dapat dicuci, atau produk lainnya-. |
| Viskositas | Metode pengujian, suhu, peralatan, kecepatan dan satuan. |
| Banyak bukti | Data CoA, toleransi spesifikasi dan ketertelusuran. |
| Bukti proses | Pencetakan, SPI, pengeluaran dan hasil reflow. |
Ilustrasi Abu-abu-Perbandingan Area
Contoh berikut ini bersifat hipotetis dan tidak mewakili produk komersial tertentu.
Tempel A mencantumkan 90% kandungan logam nominal untuk pencetakan stensil SAC305 Tipe 4. Tempel B mencantumkan nilai tipikal 89% untuk paduan berbeda dan aplikasi penyaluran. Tempel A tidak bisa dinyatakan lebih baik dari perbedaan-persentase-poin.
Perbandingannya juga tidak lengkap karena nilai yang satu bersifat nominal dan nilai lainnya bersifat tipikal, paduannya berbeda dan cara penerapannya tidak sama. Keputusan yang valid memerlukan dasar pengujian dan bukti proses yang sebanding.
Proses-fitur halus khusus mungkin memerlukan produk sepertipasta solder semikonduktor, di mana distribusi bubuk dan kemampuan proses lebih penting daripada sekadar peringkat persentase.
Bagaimana Konten Logam Tempel Solder Diverifikasi?
IPC-TM-650 2.2.20, Konten Logam Tempel Solder berdasarkan Beratnya, adalah metode pengujian IPC untuk menentukan persentase logam berdasarkan massa.
Dalam istilah sederhana, massa pasta yang diketahui diproses sehingga paduannya dapat dipisahkan dari-residu nonlogam. Logam yang diperoleh kembali dikeringkan dan ditimbang, dan massanya dibandingkan dengan massa sampel asli.
Metode ini harus dilakukan oleh personel yang berkualifikasi dengan menggunakan prosedur terkendali yang berlaku. Batasan ini tidak boleh diperlakukan dengan sendirinya sebagai batas penerimaan kontrak yang universal; nilai dan toleransi yang diperlukan masih perlu ditentukan oleh spesifikasi produk atau perjanjian pembelian.
Ketidakpastian Pengambilan Sampel dan Pengukuran
Hasil tes hanya berguna jika sampel dan metode di baliknya.
- Contoh keterwakilan:Sampel harus mewakili produk yang dikondisikan sesuai dengan metode yang berlaku dan instruksi pemasok.
- Sejarah materi:Hilangnya pelarut, kontaminasi atau paparan yang tidak terkendali dapat mengubah kondisi sampel terbuka.
- Kelengkapan pemisahan:Sisa kendaraan yang tertinggal dengan logam, atau logam yang hilang selama pemrosesan, dapat membuat hasil menjadi bias.
- Penyelesaian saldo dan metode:Perbedaan kecil tidak boleh ditafsirkan tanpa memahami kemampuan tes dan kemampuan pengulangan.
- Hasil replika:Pengukuran tunggal mungkin tidak menggambarkan variasi lot atau pengulangan laboratorium.
- Toleransi penerimaan:Perbedaan antara 89% dan 90% hanya bermakna jika ketidakpastian metode dan rentang kontrak membuatnya bermakna.
Untuk pengendalian rutin, perusahaan dapat mengandalkan spesifikasi pemasok, ketertelusuran lot, Sertifikat Analisis, verifikasi berkala, dan perjanjian kualitas yang ditetapkan.
Pemecahan Masalah: Apakah Pemuatan Logam adalah Penyebab Sebenarnya?
| Masalah yang Diamati | Pemuatan Logam Mungkin Relevan | Penyebab Lain yang Perlu Diperiksa |
|---|---|---|
| Tempelkan bagian yang merosot setelah dicetak | Mungkin | Reologi fluks, suhu, geometri endapan dan penundaan sebelum reflow. |
| Gulungan pasta buruk | Mungkin | Pengkondisian, penyimpanan, metode viskositas dan pengaturan printer. |
| Pelepasan aperture buruk | Mungkin | Rasio area, Jenis bubuk, kondisi stensil dan kecepatan pemisahan. |
| Tekanan pengeluaran tinggi | Mungkin | Ukuran jarum, suhu, profil peralatan dan formulasi. |
| Solder tidak mencukupi setelah reflow | Mungkin | Volume aperture, efisiensi transfer, penggabungan dan geometri pad. |
| Residu yang berlebihan | Secara tidak langsung | Kimia fluks, volume terapan dan profil reflow. |
| Bola solder atau percikan | Secara tidak langsung | Kelembaban, kontaminasi, pelepasan pelarut dan kondisi pemanasan. |
Pemuatan logam harus tetap menjadi salah satu masukan diagnostik dan bukan penyebab utama otomatis. Lebih luasmetode evaluasi kinerja solderdapat membantu memisahkan efek material dan proses.
Daftar Periksa Tinjauan Kandungan Logam
- konfirmasikan paduan yang tepat;
- konfirmasi apakah persentasenya berdasarkan berat atau volume;
- mengidentifikasi apakah nilainya tipikal, nominal, atau kisaran spesifikasi;
- mencatat jenis bedak dan tujuan penggunaan;
- meninjau kondisi uji viskositas;
- memastikan apakah terdapat kandungan logam pada CoA;
- menetapkan toleransi yang diperlukan dalam perjanjian pembelian;
- meninjau pencetakan, pengeluaran atau pengiriman bukti;
- memverifikasi volume setoran melalui proses sebenarnya;
- mengevaluasi fluks lengkap, residu dan sistem pembersihan.
Jika pembersihan diperlukan, formulasi lengkap harus dinilai sebagai suatu sistem. Sebuah tujuan-dirancangpasta solder SMT yang bisa dicucitidak boleh dibandingkan dengan pasta{0}}tidak bersih yang hanya terbuat dari persentase logam.
Rumusan yang relevan dapat ditinjau diKisaran pasta solder YIHMA.
Pertanyaan Umum
T: Apa arti kandungan logam 90% dalam pasta solder?
J: Ini biasanya berarti bahwa 90% massa pasta adalah bubuk paduan dan sekitar 10% adalah pembawa fluks lengkap. Ini tidak berarti bahwa paduan menempati 90% volume fisik.
T: Bagaimana persen berat dapat diubah menjadi persen volume?
A: Bagilah fraksi berat masing-masing komponen dengan massa jenisnya, lalu bagi volume logam yang dihitung dengan total volume komponen yang dihitung. Hasilnya adalah perkiraan karena kendaraan tersebut merupakan formulasi-multikomponen.
T: Apakah pemuatan logam yang lebih tinggi lebih baik untuk pencetakan stensil?
J: Bukan sebagai aturan universal. Banyak rangkaian produk menggunakan jendela pemuatan yang berbeda untuk pencetakan dan pengeluaran, namun kinerja bergantung pada sistem paduan, bubuk, dan fluks yang lengkap.
T: Apakah kandungan logam menentukan volume akhir sambungan solder?
J: Ini membantu memperkirakan paduan yang ada dalam endapan basah, namun efisiensi transfer, penggabungan, pembasahan, pengosongan, dan geometri sambungan juga mempengaruhi hasil akhir.
Q: Apakah kandungan logam harus muncul di CoA?
A: Itu tergantung pada pemasok dan perjanjian pembelian. Sertakan ini sebagai item pelaporan-lot yang wajib jika penting untuk penerimaan masuk atau kontrol proses.
T: Apakah persentase fluks hanya 100 dikurangi kandungan logam?
J: Ini dapat mewakili sisa kendaraan fluks lengkap berdasarkan beratnya ketika kedua nilai menggunakan dasar yang sama. Jangan bingung dengan kandungan padatan fluks atau konsentrasi halida.
Kesimpulan
Kandungan logam pasta solder biasanya menggambarkan massa paduan, bukan volume fisik. Kepadatan menjelaskan mengapa nilai yang mendekati 90% berat dapat berarti fraksi volume logam yang jauh lebih rendah.
Angka tersebut menjadi berarti hanya jika paduan, jenis bubuk, aplikasi, status nilai, dan metode pengujian dapat dibandingkan. Persetujuan material akhir harus berasal dari spesifikasi yang terdokumentasi dan bukti proses, bukan berdasarkan persentase tertinggi pada TDS.
Untuk rekomendasi berdasarkan paduan, Jenis bubuk, pemuatan logam, persyaratan stensil atau penyaluran dan target volume endapan, kirimkan detail prosesnya melaluiHalaman pertanyaan YIHMA.
