Что такое паяльная паста и для чего она нужна
Зачем нужна паяльная паста
Она отличается от обычного проволочного припоя своей пастообразной формой. 
Паста мягкая, и содержит в себе свинцовые микрошарики. 
Поэтому, ее не стоит наносить пальцами. Лучше пользоваться зубочистками или лопатками. А ватные палочки неэффективны из-за того, что много в себя впитывают. 
Какую пасту купить
Самый популярный производитель — это Mechanic. Продается в шприцах и баночках. Температура плавления 180 °C. Хранится при температуре от 0 до +10°C.
Кстати, диаметр шариков бывает меньше 20 микрон. Поэтому домашнее изготовление пасты сильно уступает заводскому методу.
С каким флюсом использовать
Спирто-канифоль и паяльный жир не подходят. Они много дымят и плохо смачивают поверхность шариков, которые сформировались после пасты. Лучше используйте пастообразные флюсы.
Их бюджетных вариантов подойдет RMA 223 или его высококачественные клоны. 
Не покупайте флюсы дешевле 4$. Они слабые, плохо выполняют свои функции, дымят и не соответствуют качеству для BGA пайки.
Отечественный флюс Interflux (интерфлюкс) IF 8300.
Из дорогих и проверенных можно попробовать Martin HT00.0017. 
Применение
Применяется в основном для BGA, SMD, восстановления контактов и пайки разъемов. 
Температура плавления зависит от производителя. Обычно это до 200 °C. 
Восстанавливать контакты можно за счет тех самых микрошариков. Они создают обширную залуженную поверхность под воздействием температуры.
Оторванные и слегка поврежденные пяточки восстанавливаются пастой. 
Пастой можно паять что угодно, вопрос в целесообразности. Например, пайка проводов будет неэкономичной по сравнению с обычным припоем.
Хранение
В темном месте и всегда закрытой. Она может высохнуть, и восстановить ее прежние свойства можно с помощь флюса. Но былого качества уже не будет.
Изготовление в домашних условиях
Можно сделать свою пасту дома. Она не будет такой же по качеству, как заводская. Зато удобно наносить.
Паяльные пасты: как пользоваться? Паяльная паста своими руками
Любой вид электронной техники – это совокупность печатных плат и схем, без которых функционирование электроники невозможно. Прочность и надежность паяльных соединений на этих поверхностях зависят не только от профессионализма работника, исправности станка, но и от используемого вещества для пайки, соблюдения правил его эксплуатации и условий хранения.
Общие сведения
Паяльная паста представляет собой пастообразную массу, которая состоит из множества маленьких частиц припоя сферической формы, флюса и разных добавок. Зачем она нужна и что с ней делать?
Пасты паяльные используются для поверхностного монтажа электронных компонентов методом пайки на печатных платах, гибридных интегральных схемах, подложках из керамики. После нанесения на поверхность состав сохраняет активность в течение нескольких часов. Сфера применения – промышленность.
Какой должна быть
Паяльная паста должна соответствовать определенным требованиям:
Характеристики
Форма и габариты частиц припоя
От характеристик частиц припоя зависит то, каким образом будет осуществляться нанесение паяльной пасты на поверхность. Составы с маленькими частицами к окислению склонны значительно меньше. К тому же, если вещество для пайки имеет крупные частицы нерегулярной формы, это грозит закупоркой трафарета, следовательно, процедура нанесения потерпит крах.
Тип флюса в составе пасты
Влияет на уровень активности вещества, наличие необходимости отмывки. В зависимости от метода удаления флюсовых остатков различают три группы флюсов:
Свойства
Это не что иное, как густота паяльного пастообразного вещества. Паста наделена способностью изменения степени своей вязкости при воздействии нагрузки механического типа. Определить ее можно с помощью специальных приборов: вискозиметров Брукфилда и Малкома. Как правило, этот показатель указывается методом маркировки.
Паяльные пасты обладают способностью увеличиваться в размерах после, того как отпечаток нанесен на поверхность. Рассматриваемый показатель должен находиться на низком уровне, поскольку значительное увеличение размеров отпечатка паяльной пасты является причиной образования перемычек.
Время сохранения свойств
Идентифицирует возможность паяльной пасты удерживать SMD-компоненты на своих местах после инсталляции их на поверхность и до паяльной процедуры. Степень клейкости свидетельствует о «жизнеспособности» пасты и определяет ее срок годности. Вычисляется посредством реализации специального теста, при котором используется традиционный тестер, способный измерять силу, необходимую для передвижения элемента определенных весовых параметров с площади пастообразного вещества тех или иных размеров.
Наличие клеистой способности и ее уровень зависят от типа паяльной пасты. В среднем же время удержания находится в диапазоне 4-8 часов, в то время как максимальный показатель, который характерен для ряда паст, может достигать 24 часов и более.
Паяльная паста: как пользоваться
Правила эксплуатации условно можно разделить на три блока:
1. Общие условия использования:
2. До вскрытия упаковочной тары:
3. После вскрытия упаковочной тары:
Способы нанесения
Паяльные пасты могут быть нанесены двумя способами: каплеструйным и трафаретным. Первый основан на использовании диспенсеров, а второй – на применении трафаретных принтеров.
Каплеструйный метод
Диспенсерная печать – способ нанесения паяльного вещества посредством его «выстреливания» при практически комнатных температурных показателях (около 30 градусов) из картриджа через эжектор на печатную плату именно в то место, в которое следует нанести пасту, исходя из схемы платы. Картридж находится в постоянном движении, следуя по ординате и абсциссе над поверхностью печатной платы. От него зависит правильность нанесения паяльного слоя. Картридж останавливается именно там, где нужно, и точно в то время, когда нужно, благодаря исправно функционирующей приводной системе. В домашних условиях могут использоваться не эжектор и картридж, а другой дозатор паяльной пасты – шприц.
Трафаретный метод
Пользуется наибольшей популярностью, подразумевает нанесение пасты на паяльную поверхность посредством продавливания через апертуры в трафаретном полотне специально предназначенным инструментом – ракелем. При этом ракель совершает перемещательные движения по поверхности трафарета в горизонтальном положении.
Пошаговая инструкция при трафаретном методе:
Условия хранения
Паяльные пасты требуют не только соблюдения правил эксплуатации, но и особых условий хранения, основные среди них следующие:
Температурный режим
Паяльные пасты чувствительны к существенно низким и высоким показателям температуры. Учитывая то, что в основе содержатся два материала различной плотности (флюс и припой), считается возможным естественный процесс расслоения флюса и других составных элементов паяльного вещества, а также возникновение тоненького слоя флюса над поверхностью. Нахождение пасты под воздействием высоких температур продолжительное время приводит к значительному расслоению флюса и оставшейся пасты, является причиной образования толстого приповерхностного слоя флюса. Что же получается в результате? А получается, что паста паяльная лишается своих свойств, а, следовательно, нанесение ее на поверхность будет дефективным. Температурный режим, показатели которого выше 30°С, и вовсе спровоцирует химическое разложение паяльного вещества.
При воздействии низких температурных показателей паста теряет свою смачивающую способность, поскольку активаторы флюса частично или полностью переходят в осадок. Составы некоторых производителей все же можно хранить при температуре от –20 до +5°С.
Воздействие влаги
Наиболее пагубное воздействие на паяльную пасту оказывают не низкие и высокие температуры, а влага. Если уровень влажности повышен, припойные шарики, находящиеся в составе пасты, начинают окисляться быстрыми темпами, что приводит к трате активаторов флюса с целью произведения очистки шариков, а не на паяемые поверхности, как это должно быть. При попадании влаги паста растекается, образуются перемычки и шарики припоя, разбрызгивается флюс/припой, смещаются электронные компоненты в процессе пайки, уменьшается время удержания компонентов электронного типа.
Можно ли сделать в домашних условиях
Может ли быть создана паяльная паста своими руками дома? Конечно, да!
Ингредиенты: пальмоядровое масло, хлористый аммоний (5-10%), солянокислый анилин.
Способ приготовления: хлористый аммоний и солянокислый анилин смешать с пальмоядровым маслом до получения однородной пастообразной массы.
Ингредиенты: масло растительного происхождения (100 г), жир говяжий (300 г), канифоль натуральная (500 г), хлористый аммоний (100 г).
Способ приготовления: масло, жир и канифоль расплавить в широкой фарфоровой чашке на водяной бане. Растереть аммоний в порошок и добавить в смесь. Тщательно перемешать до получения пасты.
Ингредиенты: хлористый аммоний (100 г), масло минеральное (900 г).
Способ приготовления: растереть ингредиенты в ступе из фарфора. Хранить в стеклянном сосуде закрытого типа.
Что такое паяльная паста и для чего она нужна
Паяльная паста — это смесь из следующих составляющих: припой, флюс и другие связующие компоненты. Пасты необходимы для спаивания между собой различных деталей, а сама работа является очень тонкой, практически ювелирной. Они наносятся тонким слоем заданной толщины с помощью автоматизированных средств.
Если отвечать на вопрос «для чего нужна паяльная паста», то ответ на него мы разберем далее. Она имеет свои преимущества и недостатки.
Любая паяльная паста должна отвечать требованиям, от которых, по сути, зависит качество этого продукта:
Паста, применяемая для дозирования и для нанесения через трафарет по вязкости, должна отличаться. Качество зависит от размера частиц припоя – если частицы слишком крупные, то показатели вязкости и возможности деформироваться ухудшаются, а если преобладает в основном количество частиц с маленьким размером, то ухудшается текучесть пасты.
Форма частиц также играет свою роль. Если частицы чешуйчатые или просто большое их количество неправильной формы, то такая паста будет засорять трафарет или шприц, через который будет подаваться. Однако, для них применение всё же есть – подача их в дозатор осуществляется посредством трафарета.
Паяемость пасты, что является главной ее характеристикой, зависит от частиц припоя и от степени ее окисления. Большую роль играет то количество кислорода, которое вступает в реакцию с флюсом и с основным металлом. Нормативы говорят о том, что содержание кислорода не должно превышать 0,6%. Кроме того, углерод, который остается на поверхности порошка, оказывает негативное влияние. Отсюда можно сделать вывод, что взаимодействие порошка, углерода и кислорода должно быть строго контролируемым по всей продолжительности работы, начиная с самого начала изготовления и до самого процесса пайки.
В порошке припоя обязательно присутствуют связующие вещества в количестве от 5 до 15%. Именно они отвечают за консистенцию, обеспечивают защиту пасты от растекания, растрескивания, расслоения, обеспечивают клеящую способность. При воздействии температуры связующее вещество испаряется, но когда происходит обычное хранение, то ничего страшного произойти не может, никакого влияния на припой не производится и потому его качества остаются на прежнем уровне. Такими веществами могут выступать как смолы, так и их смеси.
Разновидности паяльных паст
Выбор паяльной пасты зависит от того, какими свойствами обладает металл, для которого планируется ее использовать. Например, для сплава «никель-хром» подойдут пасты, одна из составляющих которых либо никель, либо хром. Такие сплавы являются твердыми и лучшее место для их сплава – это вакуум, аргон.
Для медных деталей используются медно-серебряные пасты, а чтобы снизить температуру плавления, они могут легироваться свинцом или оловом. Для детелей из алюминия используются пропои «олово-цинк», для серебряных и золотых – стандартная паста с основой из серебра, куда могут быть добавлены медь или цинк.
В том случае, если требуется покрыть паяльной пастой большую площадь, то можно использовать паяльный фен, который не даст изделию покорежиться и будет способствовать равномерному нагреванию. Если соединение локальное, то паяльник в помощь.
Разновидности паяльных паст могут отдичаться по флюсовым компонентам: всего их существует три вида:
Очень важно, чтобы помещение, где будут проводиться работы, было чистым, там не должно быть скопления грязи, мусора или других загрязнений. Для того, чтобы обеспечить защиту при работе необходимо использовать перчатки для рук и очки для глаза. Чтобы отмыть уже нанесенную пасту с какого-либо элемента необходимо пользоваться спиртосодержащими составами или другим растворителем.
До того, как упаковка с паяльной пастой будет вскрыта необходимо поместить ее в помещение с комнатной температурой 23-28 градусов, влажность в помещении должна составлять от 30 до 60%. Перед вскрытием упаковки, она должна пробыть в этом помещении не меньше двух часов. Применять искусственные методы нагрева для ускорения ни в коем случае нельзя. Когда упаковка открыта и работа с паяльным веществом начата, желательно не забывать о том, что пасту необходимо периодически помешивать.
Применение паяльной пасты достаточно просто: на полотно трафарета нужно нанести некоторую часть паяльной пасты. По мере использования паста добавляется малыми порциями. В том случае, когда работа близится к завершению, а паста не израсходована, то с новой пастой ее смешивать ни в коем случае нельзя. Хранить ее следует в холодильнике в специально отведенном месте.
В том случае, когда работы еще не окончены, то можно продолжить использовать начатую пасту или пасту с новой упаковки, но нужно старую пасту смешать с новой и хорошенько размешать. Затем работу необходимо начать как можно скорее, чтобы свойства пасты остались прежними.
Возможно в следствие каких-то непредвиденных обстоятельств, работа должна быть прервана на некоторое непродолжительное время, а пасту уже нанесли на трафарет. В таком случае необходимо эту пасту поместить в емкость и плотно закрыть. Через каждые 40 минут следует проводить очищающие мероприятия трафаретного полотна.
Чтобы качественно выполнять работу с помощью паяльных паст нужно четко понимать, как они работают, разбираться в составах. Вещество, служащее для связывания частиц, при повешении градусов улетучивается, а состав, остающийся на поверхности, оплавляется и соединяет поверхности.
Для ускорения просушки можно использовать слабый подогрев снизу. Температура плавления паяльной пасты составляет 40-50 градусов, процесс активации начинается при 180-300 градусов.
Когда связующее вещество испарится, температура подогрева увеличится. Нужно четко следовать паспортным данным и не допустить ни недогрева, ни перегрева, поскольку недогрев снизит прочность, а перегрев может просто разрушить спайку деталях, с которыми вы уже успели поработать.
Поскольку все эти операции требуют четкого выполнения, то возможно лучше попробовать проведение подобных мероприятий на пробных материалах. Когда работа окончена нужно провести очистку, хотя она может и не понадобится, поскольку это зависит от сделанного вами выбора пасты.
Использование пасты очень удобно – это отражается не только в нанесении, но и в том, что плата остается чистой, а из-за точечного нанесения материал расходуется экономично и рационально. Но один недостаток все же есть – это недолгий срок годности, который составляет всего несколько месяцев, после чего паста может просто расслоиться и будет непригодной для использования.
Хранить пасту необходимо в помещении с определенной температурой, если паста уже открыта, то она будет годна для использования всего в течение 12 часов.
Если вы нарушите условия хранения, то это неизбежно приведет к тому, что пропадут все указанные свойства и использовать пасту уже будет нельзя, вы можете просто испортить поверхность. В случае, если температура хранения превысит 30 градусов, паяльная паста разложится на составляющие. Если в помещении высокая влажность, то припой, который находится в пасте, окислится, и это значит, что активаторы флюса будут потрачены не на их прямое назначение, а для очистки элементов припоя.
Как выбрать паяльную пасту
В качестве альтернативы припоя используется паяльная паста. Как совершенно другая структура, она имеет ряд преимуществ и недостатков, которые ограничивают ее применение или же делают его единственно возможным. В состав паяльной пасты входят несколько компонентов:
Поскольку подобная продукция выпускается различным составом и, соответственно, назначением, нужно знать, как выбрать паяльную пасту. Действие заключается в подборе основных веществ припоя и особенностей использования флюса. Фактура материала и его консистенция имеют несколько преимуществ:
Многие пасты выпускаются для промышленного производства, поскольку их консистенция позволяет легко дозировать материал. Применение этого вещества характеризуется простым нанесением, легким дозированием, а также быстрой скоростью проведения работ. Для домашнего использования этот вид также считается наиболее аккуратным, не оставляет лишней массы припоя, упрощает обучение новичкам.
Особенности состава и преимущества 
Важно! При выборе склоняйтесь к покупке фирменных сертифицированных товаров, таких как паяльная паста R562 Kester. Производитель обеспечивает стабильную работу продукции, высокие технологические характеристики, надежное смачивание контактов, постоянство состава партий, соответствие заявленным параметрам, в том числе объема и веса.
Выбор паяльной пасты основан на ее химическом составе, определяющем основные технические характеристики шва (пластичность, прочность, t и т. д.). По системе классификации одним из условий разделения пасты является температурный режим, при котором «работает» смесь. Марки для пайки печатных плат, разъемов работают в диапазоне 180-300 °С, в то время как паста для высокотемпературной пайки превышает порог 450-500 °С и может достигает 1100 °С. В качестве основы ее состава может быть взято серебро, медь. Сюда же могут выборочно входить:
Паста паяльная низкотемпературная изготавливается на основе олова, свинца, с дополнительным использованием сурьмы, которая снижает температуру плавления до 90 °С. Основные марки имеют состав: Sn63Pb37, Sn60Pb40, Sn62Pb36Ag2. В бессвинцовые продукты входит в качестве основного компонента медь, добавочного — серебро. Также составляющими пасты определяются следующие критерии:
Паяльная паста с оловом имеет самое большое количество модификаций как по химическим элементам, так и по используемым флюсам. Последние без применения галогенов или с их низким содержанием, а также при эксплуатации приборов в нормальных условиях могут использоваться как безотмывочная паяльная паста.
Классификация паяльной пасты
Низкокислотная паяльная паста тоже является эффективной. Отличается высокой адгезией припоя к металлу и хорошо смывается после пайки.
В качестве варианта можно найти продукцию, в состав которой не входит припой. Это паста паяльная ППВ 111. Применяется она для обработки поверхности и имеет 3 степень активности (высокую). Отлично работает с оловянно-свинцовыми и бессвинцовым припоями, смывается водой (t до 80 °С). Используется паяльная паста для поверхностного монтажа микросхем типа BGA, PGA, PLCC, QFP, CSP. Плавление происходит при t 40-45 °С, полная активность — при 120-300 °С. Также проводится лужение паяльной пастой, после чего нужна смывка.
Разновидности
Основой выбора являются свойства металла, для которого она используется.
Выбор материала зависит от соединяемого металла, например, паяльная паста для авто может использоваться 2 типов:
Применение паяльной пасты при пайке электронных плат
Рекомендации по применению
Важно! При покрытии пастой платы большой поверхности используется паяльный фен, который способствует равномерному нагреву, исключая коробление детали. При локальном соединении — паяльник
Чтобы выполнять качественную пайку пастами, нужно знать их принцип работы. В их состав, помимо основных металлов, входят: мелкодисперсный флюс, связывающая органика и при необходимости активаторы (как правило, в марках на водной основе и без использования галогенов). При нагревании связывающее вещество сгорает и испаряется. На поверхности остается действующий состав, и при дальнейшем нагреве происходит оплавление паяльной пасты и соединение поверхностей. В некоторых марках эти этапы совпадают и происходят одновременно:
Заключение
Паста является эффективным заменителем обычных припоев при правильном подборе марки и флюса, входящего в ее основу. Наиболее применяемые — паста для пайки оловом с добавлением свинца или же бессвинцовая с добавлением серебра, меди, висмута или индия. Удобное нанесение, чистота платы, благодаря точечному нанесению, дозирование в точных количествах — все это позволяет экономно и рационально использовать этот материал. Единственный недостаток, которым обладают некоторые марки, — это небольшой срок годности — 3-6 месяцев, после чего консистенция может разделиться по фазам.
Паяльная паста для SMD
SMD-компоненты представляют собой миниатюрные электронные детали, устанавливаемые на платы. При этом пайка выполняется не по привычной технологии, когда выводы деталей крепятся на отверстия платы и припаиваются с обратной стороны. Монтаж элементов SMD выполняется непосредственно на лицевой стороне поверхности, на которой расположены токопроводящие дорожки. Для этого применяется специальный флюс (паста).
Паяльная паста и ее свойства
Первоначально подобные составы применялись только в SMT-технологиях. Сейчас их область использования увеличивалась. В состав паяльной пасты для SMD входят следующие ингредиенты:
Добиться качественной пайки можно только в той ситуации, если были соблюдены все условия и срок хранения паяльной массы. У большей части ингредиентов подобных составов срок годности не более полугода. Хранить их нужно при температуре +2…+10°C. В помещении не должно быть слишком холодно или жарко. Уровень влажности воздуха при этом не должен превышать 80%. Перед применением состава его нужно разогреть до комнатной температуры и лишь после этого открывать банку или извлекать субстанцию из шприца. В некоторых случаях на прогрев уходит около 5-6 часов.
Также необходимо учитывать, что со временем паяльная смесь утрачивает свои свойства. Подбирать материалы для пайки оловом или иными материалами нужно с учетом следующих требований:
Кроме того, материалы для паяльной пасты должны легко дозироваться и подходить для трафаретной печати.
Важные технические характеристики
Выбирать паяльную массу нужно с учетом ее физико-химических свойств. Эти характеристики находятся в прямой зависимости от ингредиентов состава. Такими свойствами являются:
Кроме того, пасты безотмывочного типа не провоцируют образование коррозии, а водосмывные — могут приводить к таким проблемам на участке пайки, так как в их составе присутствует ряд органических веществ.
Разновидности
Современный рынок предлагает продукцию от брендов ALPHA, HERAEUS, Felder и т.д. Все пасты для паяльных работ классифицируются по следующим признакам:
Если состав не смывается, в нем содержится канифоль. В такой ситуации для промывки элементов необходимо воспользоваться специальными растворителями.
Технология использования пасты
Перед тем как припаять SMD-элементы с применением паяльной пасты, необходимо изучить технологию работы с этим составом. Пользоваться им нужно следующим образом:
SMD-компоненты также можно припаять по следующей схеме:
Изготовление в домашних условиях
Иногда готовой паяльной массы не оказывается в наличии, поэтому полезно узнать о способах ее изготовления. Для этой цели необходимо подготовить паяльный жир и прутик припоя из свинца и олова. При отсутствии первого материала его можно заменить вазелином ЛТИ-120.
Припой необходимо размельчить с помощью надфиля или специальной насадкой для дрели. Готовая крошка должна состоять из мелких частичек. Она убирается в емкость, в которую добавляется вазелин в соотношении 1:1 и небольшое количество флюса.
Все компоненты самодельной пасты тщательно перемешиваются и разогреваются на водяной бане. Готовый состав можно хранить в крупном шприце. С помощью него пастообразная субстанция и будет наноситься на платы.
Преимущества применения
Паяльные пасты используются не только в быту, но и в промышленности. Такое обширное распространение этого материала объясняется следующими его преимуществами:
Если нет возможности или желания самостоятельно изготавливать смесь, можно приобрести готовый вариант. Но нужно запомнить, что качественная паяльная паста стоит около 10 американских долларов за 50 г. Более дешевые варианты обладают низким качеством и могут не только не обеспечить достаточной надежности фиксации, но и привести к дополнительным проблемам при последующем использовании электронного изделия. Чтобы избежать проблем, покупать такие материалы лучше в сертифицированных магазинах или непосредственно у производителей.