CC BY
103Компоненты и технологии, № 6'2004
«AIM» означает «цель»
Компания AIM, основанная в 1936 году, за время своего существования накопила обширный опыт и знания в области технологии металлов и химических технологий. Эти знания и опыт в сочетании с политикой компании, ориентированной на клиента, и международной стратегией AIM обеспечили фирме репутацию одного из мировых лидеров по производству паяльных материалов.
Наталия Лебедева
aim@pribor.ru
Александр Переятенец, к. т. н.
pribor@pribor.ru
В Монреале (Канада) расположен центральный офис и основные производственные площади компании AIM, сертифицированные в соответствии с системами ISO 9001 и QS 9000.
В 1988 был открыт филиал в Соединенных Штатах, а в 1997 — в Мексике. Эти филиалы также сертифицированы по ISO 9002. В настоящее время группа компаний AIM представлена в мировом масштабе и располагает производственными мощностями в Канаде, Соединенных Штатах, Мексике, Европе, Азии, Южной Америке и Австралии, имея также торговые представительства в Северной Америке, Азии и Европе.
На всех заводах группы применяются одни и те же стандарты качества, требования к производственному процессу и контролю окружающей среды.
AIM в течение многих лет концентрирует свои инвестиции исключительно на производстве материалов для поверхностного монтажа. 4% годового дохода компании направляется на научно-исследовательскую работу. Процесс разработки новых продуктов и технологий происходит в полном соответствии с растущими потребностями современных изготовителей электронной техники, стремящихся к увеличению производительности труда, сокращению производственного цикла и расходов.
Производственная специализация AIM включает весь ассортиментный ряд продукции, использующейся в производственном процессе сборки печатных плат: паяльные пасты, жидкие и гелеобразные флюсы, клеи, очистители и разбавители, трубчатые припои и припои для групповой пайки. Кроме того, компания принимает заказы на изготовление специальных материалов, привлекая технических специалистов своей научно-исследовательской лаборатории к разработке продукции с необходимыми заказчику параметрами.
Остановимся подробнее на продукции AIM.
Таблица 1. Стандартные составы сплавов ELECTROPURE и их технические характеристики
Sn63/Pb37 Sn62/Pb36/Ag2
Температура плавления, °С 183 179
Предел прочности на разрыв, МПа 33,92 31,02
0,2% предел текучести, МПа 16,13 17,72
0,01% предел текучести, МПа 13,17 14,2
Равномерное удлинение, % 1,38 17,9
Смачивающие характеристики улучшенные улучшенные
Устойчивость к термической усталости удовлетворительная удовлетворительная
Прочность соединения, МПа 37,23 38,61
Припои
Компания AIM ориентирована на производство низкотемпературных припоев с Тпл < 450 °С. Эти припои разделяются на трубчатые припои с сердечником из флюса и припои для групповой пайки.
Припой для групповой пайки
AIM производит припои для установок пайки волной и горячего лужения. Отсутствие дефектов при пайке волной припоя во многом обусловлено качеством припоя. Содержание в припое загрязняющих примесей и высокого уровня оксидов ведет к таким распространенным дефектам пайки, как образование токопроводящих перемычек, плохое смачивание и др. Высокочистый припой ELECTROPURE изготовлен AIM по собственной технологии, позволяющей свести к минимуму наличие загрязняющих примесей и растворенных окислов. Это ведет к снижению шлакообразования, уменьшенному поверхностному натяжению и повышенному растеканию припоя, прочности паяных соединений, их эстетичности и общему улучшению качества пайки. ELECTROPURE совместим с любым типом флюса.
Высокочистый припой ELECTROPURE выпускается в виде стандартных брусков весом по 1 и 5 кг, а также, по запросу заказчиков, в виде специальных конфигураций: дисков, колец, лент и пр. Наиболее характерные составы сплавов приведены в таблицах 1 и 2.
Все типы припоев, выпускаемых AIM, могут иметь различный химический состав. В зависимос-
Таблица 2. Типичный анализ ELECTROPURE
при составе сплава Sn63/Pb37, в %
Sn 62,5-63,5
Pb до 100%
Sb 0,04
Cu 0,02
Bi 0,10
Ag 0,02
Fe <0,01
Zn <0,001
Al <0,002
As О 0,
Cd 0,001
Au <0,01
Ni 0,002
Компоненты и технологии, № 6'2004
Серебросодержащие припои Таблица 4. Серебросодержащие припои
Ад Си РЬ БЬ Бп Ґ плавления/ кристаллизации Плотность, г/см3
Зп99 99,9 232 7,27
Бп 96,5 3,5 96,5 221 7,35
Бп 95 5 95 221-240 7,38
Бп 90 10 90 183-213 7,42
Бп 70 30 70 183-193 8,0
Бп 63 37 63 183 8,39
Бп 62 2 36 62 179 8,40
Бп 60 40 60 183-188 8,49
Бп 50 50 50 183-212 8,86
Бп 40 60 40 183-247 9,49
Бп 35 65 35 183-250 9,5
Бп 30 70 30 183-257 9,71
Бп 20 80 20 183-280 10,20
Бп 10 90 10 275-302 10,74
Бп 5 95 5 308-312 11,02
Бп 3 97 3 314-320 11,16
сдзлы 2,5 0,8 0,5 96,2 217 7,39
ІІ 218 3,0 0,8 96,2 217-218 7,41
Ад 2,5 2,5 97,5 304 11,27
Ад 5,5 5,5 94,5 305-364 11,29
БЬ 5 5 95 232-240 7,24
БЬ 2 63 2 35 185-243 9,27
БЬ 1 79 1 20 184-270 10,19
РЬ 88 2 88 10 268-290 10,74
РЬ 68 68 2 30 185-243 9,49
РЬ 80 2 80 18 252-260 10,59
РЬ 94 1,5 93,5 5 305-306 11,02
РЬ 93 2,5 92,5 5 299-304 11,02
РЬ 95 2 95 3 299-305 11,02
РЬ 96 96 2 2 252-295 10,95
ти от состава, сплавы подразделяются следующим образом:
1. Группа основных припоев, включающая как бессвинцовые сплавы, так и сплавы, содержащие свинец (таблица 3);
2. Группа специальных припоев, особенностью которых является температура плавления, отличающаяся в ту или иную сторону от температуры плавления сплавов стандартного ряда Бп-РЬ, включает в себя легкоплавкие и тугоплавкие припои.
Основные припои, их состав и характеристики
Таблица 3. Основные припои, их состав и характеристики
Ад Си РЬ БЬ Бп Ґ плавления/ кристаллизации Плотность, г/см3
Бп 96,5 3,5 96,5 221 7,35
Бп 95 95 221-240 7,38
Бп 62 ~ 36 62 179 8,40
саб™ 0,8 0,5 96,2 217 7,39
19 218 08 96,2 217-218 7,41
Ад 2,5 - 97,5 304 11,27
Ад 5,5 "55 94,5 305-364 11,29
РЬ 88 ~Т 88 10 268-290 10,74
РЬ 80 ~Г 80 18 252-260 10,59
РЬ 94 15 93,5 5 305-306 11,02
РЬ 93 - 92,5 5 299-304 11,02
РЬ 95 ~Т 95 3 299-305 11,02
Специальные припои на основе индия Таблица 5. Специальные припои на основе индия
Ад 1п РЬ Бп Ґ плавления/ кристаллизации Плотность, г/см3
1п 99 99,9 156 7,3
1п 80 5 80 15 142-149 7,84
1п 70 70 30 165-175 8,18
1п 60 60 40 173-181 8,5
1п 52 52 48 118 7,29
1п 50 50 50 178-210 8,85
1п 40 40 60 195-225 9,29
1п 30 30 70 245-260 9,94
1п 26 26 36,5 134-181 8,41
1п 25 25 75 226-228 9,96
1п 20 20 26 130-154 9,5
1п 19 19 81 270-280
Индий является мягким и пластичным металлом, характеризующимся низкой температурой плавления и хорошими смачивающими свойствами как для металлических,
так и для неметаллических поверхностей. Сплавы на основе индия отличаются повышенной усталостной прочностью, коррозийной стойкостью и надежными паяными соединениями при рабочих температурах, не превышающих 120 °С. Припои на основе индия находят широкое применение при пайке полупроводниковых элементов, вакуумных соединений, стеклянных и кварцевых изделий (табл. 5).
Специальные припои на основе висмута
Таблица 6. Специальные припои на основе висмута
Введение серебра в оловянно-свинцовые припои измельчает зерно и повышает коррозионную стойкость паяных соединений. Свинцовые припои с серебром имеют высокую пластичность и термостойкость, используются для пайки меди и латуни паяльником. Припои на основе олова с добавлением серебра обладают высокой коррозионной стойкостью и могут применяться без защиты соединений лакокрасочными покрытиями. Некоторые типы серебросодержащих припоев сведены в таблице 4.
Ві РЬ Бп Г° плавления/ кристаллизации Плотность, г/см3
Ві 58 58 42 138 8,55
Ві 52 52 32 16 100 9,59
Ві 46 46 20 34 100-105 9,69
Ві 14 14 43 43 144-163 8,98
Ві 8 8 46 46 120-167 8,76
Припои на основе висмута (табл. 6) являются наименее дорогостоящими по сравнению с другими низкотемпературными припоями. Кроме того, висмут является малотоксичным металлом, и припои Ы/Бп разрешены к применению в системах питьевой воды. Висмутовые припои обычно применяются при необходимости исключить сильный нагрев паяемого материала при пайке меди.
Специальные припои на основе кадмия
Таблица 7. Специальные припои на основе кадмия
Ад Cd РЬ Бп Г° плавления/ кристаллизации Плотность, г/см3
СсІ 70 70 30 140-160 7,67
СсІ 18 18 32 50 145 8,45
СС 1 3,5 1 32 65 216-219 7,35
Кадмиевые припои особенно рекомендуются в случае необходимости механического соединения алюминия или других трудно паяемых металлов (табл. 7).
Компоненты и технологии, № 6'2004 Специальные припои на основе галлия
Таблица 8. Специальные припои на основе галлия
Ga In Sn t° плавления/ кристаллизации Плотность, г/см3
Ga 75 75,5 24,5 30 15,7 7,67
Ga 62 62,5 21,5 16 10,7 7,35
Галлиевые припои (табл. 8) находятся в жидком состоянии при комнатной температуре. Могут заменять ртуть в изготовлении такой продукции как, например, термостаты.
Специальные легкоплавкие сплавы Таблица 9. Специальные легкоплавкие сплавы
Bi Cd In Pb Sn t° плавления/ кристаллизации Плотность, г/см3
AIM 47 45 5 19 23 8 47 9,15
AIM 70 50" І0 13 70 9,57
AIM 124 "Й" ~ 124 10,43
AIM 138/170 40" "60" 138-170 8,11
AIM 70/88 42 9 38 11 70-88 9,8
Au Ge In Si Sn t° плавления/ кристаллизации Плотность, г/см3
Au 99 98 2 370-800 16,9
Au 97 96,8 3,2 370 15,4
Au 88 87,5 12,5 356 14,67
Au 82 82 18 451-485 14,9
Au 80 80 "20 280 14,5
Золотосодержащие припои широко применяются при пайке материалов на основе золота (табл. 10). Паяные этими припоями соединения отличаются высокой надежностью, выдающимися термическими и механическими характеристиками и устойчивостью к коррозии.
Трубчатые припои
Трубчатые припои представляют собой проволоку с сердечником из флюса. Стандартное содержание флюса в припоях, изготовленных AIM, — 2%. Это количество можно считать оптимальным для стандартизированных процессов пайки компонентов, как размещаемых на плате, так и монтируемых в отверстия. Технология, разработанная AIM для изготовления трубчатых припоев, обеспечивает равномерное, без пустот, заполнение флюсом каналов припоя.
Таким образом, свойства трубчатых припоев обусловлены:
• Составом сплава;
Легкоплавкие припои, содержащие ВШп/8п (табл. 9), благодаря низкой температуре плавления и расширенным характеристикам имеют развернутый диапазон применения: крепление линз, изготовление приборов радиационной защиты, обработка турбинных лопаток и др.
Специальные припои на основе золота Таблица 10. Специальные припои на основе
• Характеристиками входящего в состав припоя флюса.
Для изготовления трубчатых припоев компанией AIM применяются сплавы ELEC-TROPURE, свойства которых приводятся в разделе о припоях для групповой пайки.
Относительно флюса, входящего в состав трубчатых припоев, следует подчеркнуть, что его назначение коренным образом отличается от назначения используемых при пайке жидких и гелеобразных флюсов. В отличие от них, флюс в составе трубчатого припоя способствует образованию эвтектического сплава металлов, входящих в состав припоя. Напротив, флюсование поверхности паяемого материала служит для очистки и удаления окисной пленки, что усиливает легирование припоя компонентами паяемого металла.
Характеристиками флюса, формирующего сердечник трубчатого припоя, обусловлена совместимость этого припоя с другими паяльными материалами, которая является обязательным условием качества пайки и эффективности последующей отмывки.
Таблица 11. Трубчатые припои, совместимые с материалами, не требующими отмывки
Наиме- нование припоя Совмести- мость
209 AXT безотмывные и RMA-материалы
210 AX
LR-1 W безотмывные материалы
Sn63^37
Sn60/PЬ4C
Sn62^36/
Ag2
Стандартные диаметры, мм Форма выпуска
2,34 1,57
1,02 0,64 0,51 катушки
500 г
0,38 катушки
0,25 250 г
Таблица 12. Особенности трубчатых припоев, совместимых с материалами, не требующими отмывки
Улучшенное смачивание Прозрач- ные остатки Ультраниз-кий уровень остатков Улучшенная растекае-мость припоя
209 AXT • • •
210 AX • • •
LR-1 W • •
Таблица 13. Трубчатые припои, совместимые с водосмываемыми материалами
Наиме- нование припоя Совмести- мость Стандартные сплавы Стандартные диаметры, мм Форма выпуска
OAJ водо- смываемые материалы Sn63^37 Sn60^40 Sn62^36/ Ag2 2,34 1,57 1,02 0,64 0,51 катушки 500 г
WS 482
0,38 0,25 катушки 250 г
Итак, в зависимости от характеристик и области применения, трубчатые припои делятся следующим образом:
1. припои, совместимые с материалами, не требующими отмывки (табл. 11 и 12);
2. припои, совместимые с водосмываемыми материалами (табл. 13 и 14);
3. припои, совместимые с RMA-материалами (табл. 15 и 16).
Помимо приведенных выше стандартных сплавов, содержащих свинец, компанией AIM производится ряд бессвинцовых стандартных сплавов, более подробно на которых мы остановимся в одной из последующих публикаций.
Флюсы
Флюсы, изготовленные AIM, включают в себя жидкие флюсы для групповой и ручной пайки, а также флюсы в виде геля для ручного и автоматического нанесения.
В зависимости от своих свойств, обусловленных химическим составом, и технологии применения жидкие флюсы могут быть сгруппированы следующим образом:
1. флюсы, не требующие отмывки (безот-мывные);
2. водосмываемые флюсы;
3. канифолесодержащие (RMA) флюсы.
В таблицах 17 и 18 содержатся характеристики и особенности некоторых жидких флюсов AIM.
Флюс-гели, выпускаемые AIM, также включают в себя безотмывные, водосмываемые и канифолесодержащие (RMA). Некоторые из них приведены в таблице 19.
Флюс-гели AIM подходят для автоматического и ручного нанесения через дозатор, реТаблица 14. Особенности трубчатых припоев, совместимых с водосмываемыми материалами
ее § * на ева И Ус Низкая кор-розийность остатков Не содержит алоидов ь т с И Is 0 3 *1 о Уменьшенное образование дыма и запаха а еек оии ннн неч і**
OAJ • • • •
WS 482 • • •
Таблица 1S. Трубчатые припои, совместимые с RMA-материалами.
Наиме- нование припоя Совмести- мость Стандартные сплавы Стандартные диаметры, мм Форма выпуска
209 AXT безотмывные и RMA-материалы 2,34 1,57 1,02 0,64 0,51
210 AX Sn63^37 Sn60^40 Sn62^36/ Ag2 катушки 500 г
RMA RMA материалы
RA 0,38 0,25 катушки 250 г
Таблица 16. Особенности трубчатых припоев, совместимых с RMA-материалами
Улучшенное смачивание Не содержит гликоля Улучшенная растекае-мость припоя Улучшенная термическая проводимость
RMA, RA • • • •
Примечание: свойства 209АХ и 210 АХ указаны в таблице 12.
золота
ные сплавы
Компоненты и технологии, № 6'2004
Таблица ]7. Свойства жидких флюсов AIM
Наименование NC 264-5 NC 266-3 WS 735 RMA 202-25
Классификация безотмывочный безотмывочный водорастворимый среднеактивный
Область применения групповая пайка групповая пайка групповая пайка групповая пайка
ручная пайка ручная пайка ручная пайка ручная пайка
Содержание канифоли нет нет нет содержит
Содержание галоидов нет нет соответствует МИ-Р-14256 соответствует МИ-Р-14256
Цвет бесцветный-св.желтый бесцветный бесцветный желтый
Удельный вес 0,79-0,81 0,78-0,8 0,845+0,005
Относительная плотность 0,80+0,01 0,79+0,01 0,997+0,005 0,84+0,02
Содержание твердых веществ, % 3,5 2,4 23,1 25
Кислотное число, тд КОН на 1 г флюса 19,4+0,5 14,7+0,5 63,6+2 40,5+0,05
вспенивание да да да да
Методы распыление да да да да
нанесения: погружение да да да да
кистью да да да да
Таблица ]S. Особенности жидких флюсов AIM
Улучшенное смачивание Рекомендуется для распыления Рекомендуется для вспенивания Сокращает образование перемычек припоя Сокращает разбрызгивание припоя Высокая активность
NC 264-5 • • •
NC 266-3 • • •
WS 735 • • • •
RMA 202-25 • • •
комендуется к применению для монтажа компонентов FLIP CHIP и BGA, кристаллов, а также для лужения, ремонтных работ и в других случаях, требующих дозированного нанесения флюса. Выпускаются в стандартных шприцах 10 см3.
Таким образом, ассортиментный ряд, совместимость и взаимодополняемость производимой AIM продукции позволяет подобрать расходные материалы для различных производственных процессов в рамках любой технологии: безотмывной, основанной на отмывке водой или использующей специ-
Таблица 19. Флюс-гели
Класси- фикация Смачи- вание Актив- ность Примечания
NC 297 DX без- отмывный улуч- шенное средняя Низкий уровень остатков
WS 353 водо- смываемый улуч- шенное высокая Расширенный предотмывочный период
RMA 212 канифоль- ный улуч- шенное повы- шенная Расширенный период схватывания
Таблица 20. Соответствие паяльных материалов AIM и материалов, выпускаемых LOCTITE (MULTICORE)
альные растворители. Следует заметить, что специально для российских потребителей, не знакомых с расходными материалами этой компании, изготовителем разработаны таблицы соответствия отдельных продуктов AIM аналогичным паяльным материалам, поставляемым другими изготовителями. Не имея возможности опубликовать эти таблицы полностью в настоящей статье, приводим соответствие паяльных материалов, рассматриваемых в данной статье, и материалов, выпускаемых LOCTITE (MULTICORE) (табл. 20).
LOCTITE (MULTICORE) AIM
Жидкие флюсы X-32i 266-3/264-5
безотмывные X-33 266-3/264-5
Жидкие флюсы водосмываемые Hydro X -10F HYDRO X-20 HYDRO X-533 770S/770F 735 715M
Жидкие флюсы R32-07 264-5
канифолесодержащие R41-01i RMA202
X38 209AXT/210AX
X39 209AXT/210AX
X42 209AXT/210AX
Трубчатый припой безотмывный CRYSTAL 400 CRYSTAL 500 CRYSTAL 502 209AXT/210AX RA RA
CRYSTAL 511 RA
CRYSTAL 505 RA
Ecosol 105 LR1W
Трубчатый припой водосмываемый Hydro X Series OAJ
Трубчатый припой РМА RMA RMA
Припой для групповой пайки MULTI-PURE Extrusol ECOSOL TSC ELECTROPURE
В последующих номерах журнала будет предложен обзор:
• паяльных паст;
• очистителей и отмывочных средств;
• вспомогательных паяльных и сервисных материалов;
• паяльных материалов для бессвинцовых технологий.
