Расходные материалы для пайки: экономия и оптимизация
(советы по правильному хранению, использованию и утилизации для снижения затрат и минимизирования отходов)

 

Материал компании «Универсал Прибор»

Статья размещена в журнале «Электронные Компоненты» №8.

 

Пайка является одним из ключевых технологических процессов в разных отраслях промышленности и бытового ремонта. Грамотное использование и хранение расходных материалов при пайке не только обеспечивает качество конечного результата, но и позволяет существенно снизить затраты. В этой статье рассматриваются методы оптимизации расходов на расходные материалы для пайки, включая правильное хранение, использование и утилизацию.

 

Основные расходные материалы

Припой является основным материалом для создания неразъемных соединений (рис. 1–2).

Рис. 1. Припои «Авангард»

Рис. 2. Припои JuFeng

Припои должны соответствовать следующим критериям: обладать высокой механической прочностью при обычных, повышенных и пониженных температурах, а также высокой текучестью; обеспечивать равномерное распределение при заданной температуре пайки, хорошее смачивание основного металла, заданную температуру плавления, определенный интервал затвердевания, надежную герметизацию соединений, устойчивость к коррозии; иметь хорошие показатели электрической и тепловой проводимости. Исходя из температуры плавления и уровня прочности, выделяют два вида пайки: мягким припоем (низкотемпературная пайка – ниже 450°C) и твердым припоем (высокотемпературная пайка – более 450°C).

Поскольку электронные компоненты чувствительны к высоким температурам, в производстве микроэлектроники используется низкотемпературная пайка, которая позволяет избежать термического повреждения деталей при монтаже.

Производство, использующее свинец-содержащие материалы, считается вредным, так как при проникновении свинца внутрь организма через органы дыхания либо вместе с пищей он задерживается в органах пищеварения, оказывая отрицательное влияние на систему кровообращения и головной мозг человека. Нормативное предельное содержание свинца в крови установлено на уровне 130 мг/л. Следовательно, на таком производстве крайне важно минимизировать риски воздействия токсичных веществ на работников: использовать индивидуальные средства защиты, соблюдать санитарно-гигиенические нормы, уменьшить прямой контакт работников со свинцом посредством автоматизации производственных процессов, обеспечить качественную систему вытяжной вентиляции, предоставить изолированные помещения для операций, связанных с образованием свинцовых паров и частиц, проводить обязательные инструктажи и обучение персонала. Утилизация продукции, содержащей свинец и его соединения, также сопровождается соблюдением строгих мер безопасности.

Развитие технологий, пересмотр подхода к безопасности электроники и бытовой техники позволило создать альтернативные сплавы, способные заменить традиционные олово-свинцовые припои, которые могут негативно влиять на здоровье человека и окружающую среду.

Высоким спросом пользуются бессвинцовые припои, самый известный из которых – SAC 305 (96,5% олова, 3% серебра, 0,5% меди). Тем не менее переход на материалы без свинца требует модернизации оборудования и процессов пайки, точности температурного контроля и управления качеством процесса, а также использования дополнительных материалов и покрытий для защиты от окисления и повышения коррозионной стойкости.

Таким образом, из существующего многообразия припоев, различающихся по составу и температуре плавления, наиболее распространенными в производстве электроники по-прежнему остаются оловянно-свинцовые сплавы, в частности Sn60Pb40, который содержит 60% олова и 40% свинца. Этот сплав обладает хорошей текучестью, низкой температурой плавления (~183°C) и высокой прочностью соединения. Если РЭА должна обеспечить высокую устойчивость к коррозии и предназначена для эксплуатации в сложных природных условиях (осадки, ультрафиолет, присутствие солей, кислот и щелочей, вакуум, радиация и резкие перепады температуры) в военной технике, морской или космической среде, энергетике и других отраслях, сплав олово-свинец остается незаменимым.

Флюсы являются вспомогательным материалом для пайки, но зачастую именно от них – при их использовании – зависит качество конечного продукта, так как флюсы служат для очистки поверхностей от окислов и улучшения растекаемости припоя (рис. 3).

Рис. 3. Флюсы АО НИТИ «Авангард»

 

Согласно ГОСТ 19250-73 «Флюсы паяльные. Классификация», паяльные флюсы подразделяются по следующим признакам:

• температурный интервал активности – низкотемпературные (до 450°C) и высокотемпературные (свыше 450°C);
• природа растворителя: водные и неводные;
• природа активатора определяющего действия: канифольные, кислотные, галогенидные, гидрозиновые, фторборатные, анилиновые, стеариновые, галогенидные, фторборатные, боридно-углекислые;
• механизм действия: защитные, химического действия, электрохимического действия, реактивные;
• агрегатное состояние: твердые, жидкие и пастообразные.

Существует также классификация флюсов исходя из необходимости отмывки, то есть удаления их остатков с платы и выводов после пайки:

• отмывочные флюсы нельзя надолго оставлять на платах, они подлежат обязательной отмывке;
• безотмывочные флюсы, остатки которых можно не удалять с платы, но некоторые производители электроники все-таки ополаскивают готовые узлы отмывочной жидкостью, тем более если планируется последующее нанесение влагозащиты.

Флюсы для электротехники должны соответствовать основным требованиям – обеспечивать низкий ток утечки и низкую коррозионная активность.

Самым востребованным остается флюс на основе канифоли и спирта – некоррозионный, неактивированный флюс низкой активности, без галогенов. Разработанный для пайки с использованием оловянно-свинцовых припоев с легирующими добавками, он обладает отличными показателями смачиваемости, оставляет незначительный след после пайки, подходит как для ручной, так и автоматизированной пайки и допускает повышенный температурный режим.

Канифоль и ее спиртовые растворы покрывают поверхность и являются своеобразным нейтральным защитным покрытием: в расплавленном состоянии (при 150°С) канифоль способна растворять окислы, а после затвердевания на паяном соединении остаток флюса не вызывает коррозии – он негигроскопичен и является хорошим изолятором, что также относится к числу достоинств канифоли как флюса для пайки. Минус канифольного флюса – химически малая активность и применение при условии, что детали тщательно подготовлены к пайке, то есть зачищены или залужены.

Кроме того, часто применяются кислотные флюсы – разнообразные кислоты и их соли, но из-за большой кислотности необходимо промывать место пайки. Даже такой флюс как глицерин требуется отмывать от печатной платы, поскольку он обладает хорошей гигроскопичностью, вследствие чего место пайки быстро окисляется.

Флюс как материал жестко ограничен сроком хранения, как и паяльные пасты, которые представляют собой смесь порошка припоя и связующего вещества – флюса и других компонентов. Пасты используются и при ручной пайке, и при трафаретной печати. Характеристики паяльной пасты обусловлены характеристиками веществ, которые входят в ее состав (рис. 4).

Рис. 4. Пасты Mechanic

Классификация может проходить по разным параметрам: сплаву, типу флюса, температуре плавления, размеру частиц, применению и процессу пайки.

Важнейший параметр – сплав – выделяет две категории: на основе свинца и без него. Традиционные пасты на основе свинца обычно содержат олово и свинец и имеют относительно низкую температуру плавления. Паста без свинца содержит олово, серебро, медь и другие элементы, и может иметь другую температуру плавления в зависимости от компонентов в сравнении с пастой со свинцом.

По типу флюса паяльные пасты бывают следующих видов: среднеактивированные канифольные (Rosin Mildly Activated, RMA) и активированные канифольные (Rosin Activated, RA), водорастворимые и водонерастворимые, требующие и не требующие отмывки.

У водорастворимых паст остатки флюса после пайки растворяются водой. Отмывка для них является обязательной из-за активности флюса и состоит из нескольких этапов, желательно с использованием струйной отмывки или УЗВ. Для удаления остатков флюса используется дистиллированная и деионизированная вода.

Для паст, требующих отмывки и отмывающихся специальными жидкостями, содержат они галогены или нет, следует применять растворитель типа HCFC и омыляющий реагент с последующим промыванием дистиллятом и затем деионизированной водой.

Внушительная часть безгалогеновых паст отмывается с трудом, а после просушки на поверхности могут оставаться белесые осадки флюса. Между легкостью отмывания и стойкостью к осадке выбор стоит делать в сторону последней.

Конечно, более технологичны пасты, не требующие отмывки. Флюсы этих паст создают подобие лака на поверхности места пайки и освобождают от необходимости отмывания платы (с оговоркой на требования к внешнему виду и последующему нанесению влагозащиты или маркировки), что значительно ускоряет и упрощает производство.

Минимальный размер контактных площадок на печатной плате и размер апертур трафарета диктуют необходимый размер частиц припоя (согласно стандарту IPC-J-STD-005):

• тип 1: 20–160мкм с основным интервалом 75–150 мкм;
• тип 2: 20–80мкм с основным интервалом 45–75 мкм;
• тип 3: 20–50мкм с основным интервалом 25–45 мкм;
• тип 4: 20–40мкм с основным интервалом 20–38 мкм;
• тип 5: 15–30мкм с основным интервалом 15–25 мкм;
• тип 6: 5–20мкм с основным интервалом 5–15 мкм.

Пасты типа 1 и 2 применяются для деталей с крупными габаритами. Для стандартных SMD-компонентов, в основном, используют тип 3, мелкодисперсные пасты типа 4 и далее для миниатюрных компонентов (BGA, QFN). Существуют также типы 7–9 (с размером частиц 1–5 мкм). Пока что спрос на эти пасты только начинает появляться из-за специфики пайки.

Рабочий процесс определяет выбор метода нанесения: при небольших работах и ручном нанесении подходит дозирование шприцем, автоматы нанесения и использование трафаретов обеспечивают шаблонное нанесение, а в крупных серийных производствах с высоким уровнем автоматизации используется распылительное нанесение. В свою очередь, это определяет форму фасовки – шприц-картридж, картридж SEMCO, банка.

Отмывочные жидкости используются для удаления остатков таких технологических веществ как флюсы, паяльные пасты и другие загрязнения с печатных плат, электронных модулей и компонентов (рис. 5).

‘/

Рис. 5. Отмывочная жидкость «Альфа»

 

Разделяют следующие виды отмывочных жидкостей.

1. Традиционные растворители. К ним относятся, например, спирты и бензины в чистом виде или их смеси – спирто-бензиновые. Такой тип жидкостей применяются все реже, поскольку они быстро насыщаются, и приходится часто менять раствор.
2. Жидкости на водной основе – водные растворы реагентов, которые химически взаимодействуют с канифолью и переводят ее в водорастворимое состояние. Такие растворы можно использовать при нагревании и в автоматическом оборудовании, но необходимо следить за концентрацией активного вещества.
3. Жидкости на основе органических растворителей. В них добавляют алканоламины, которые химически взаимодействуют с канифолью и активаторами флюсов. Такие жидкости смывают остатки практически любых флюсов, кроме некоторых синтетических.
4. Жидкости на основе ПАВ. Активные компоненты таких растворов остаются связанными с частицами загрязнений. Компоненты ПАВ могут частично оставаться на платах и печатных узлах, оказывая влияние на последующие операции.

Отмывочная жидкость должна быть совместима с деталями оборудования и отмываемых изделий, не приводить к их деформации, разрушению, окислению, а также эффективно удалять требуемые загрязнения с поверхности изделий.

 

Оптимизация использования материалов

Кроме технологических рекомендаций по контролю температуры, скорости пайки и охлаждению, рациональное использование припоя достигается в том числе следующими методами:

Выбор качественного материала. Припои с маркировкой ГОСТ должны соответствовать определенным стандартом показателям – механическим свойствам (предел прочности при растяжении, относительное удлинение, ударная вязкость); химическому составу (содержание основных компонентов, допустимые примеси, максимально допустимое содержание вредных элементов); физико-химическим характеристикам (температура плавления, плотность, смачиваемость, жидкотекучесть) и технологическим параметрам (удобство пайки, устойчивость к коррозии, долговечность соединения).

Низкая цена материала может быть обусловлена минимальным соответствием требованиям, а то и их нарушением. Если удобство пайки еще можно скорректировать, то нарушение содержания основных компонентов и примесей может проявить себя уже после начала использования изделия по назначению. Ослабление механических свойств контактов между деталями, ускоренная коррозия, сниженная электропроводность по отдельности и все вместе ведут к снижению надежности изделия, повышению риска отказов и уменьшению срока службы конечной продукции.

При выборе припоя без маркировки ГОСТ необходимо уточнить, каким стандартам соответствует припой – ISO 3677, ISO 9333, ТУ производителя – и отвечают ли эти стандарты потребностям конкретного изделия и производства.

Точное дозирование. Чрезмерное нанесение припоя может привести к образованию мостиков – непреднамеренных соединений между соседними контактными площадками или штырьками. В результате возникают короткие замыкания, потеря визуальной четкости, что затрудняет выявление ошибок, дефектов и создает дополнительную нагрузку на компоненты, ускоряющую износ и деформацию, особенно при вибрациях или ударных нагрузках. Ухудшается и теплоотвод, из-за чего возникает перегрев, растрескивание и разрушение структуры в силу возрастания риска термических напряжений.

Недостаточное количество припоя приводит к неустойчивости электрического соединения, появлению холодных паек (когда слой припоя не полностью смачивает поверхность металлического элемента, образуя плохой электрический контакт), повышенной чувствительности к вибрациям и ударам, образованию трещин и пористости и более быстрой деградации соединений.

Использование припоя с флюсом в трубчатой форме вместо припоя и флюса по отдельности. Трубчатая форма припоя с флюсом позволяет легко хранить и транспортировать этот материал, поскольку сокращается занимаемое место. Флюс находится внутри сплава, что увеличивает срок его хранения, предотвращая загрязнение и обеспечивая необходимую защиту от окисления. Это позволяет также избежать необходимости использовать отдельный флюс. Возможность более точного нанесения минимизирует количество отходов, благодаря чему снижается расход материальных и временных ресурсов на отмывку.

Регулярная очистка жала паяльника (для ручной пайки) и насадок селективной пайки. Образующиеся во время пайки окислы ведут к налипанию лишнего припоя, что в дальнейшем может привести к проблемам с точностью нанесения и соответствующему ряду проблем. Грязь, жир или окисление на контактных площадках мешают припою правильно прилипать, заставляя его неравномерно распределяться. Поддержание чистоты контактных площадок обеспечивает плавный процесс пайки и снижает вероятность возникновения непреднамеренных соединений.

Применение оловоотсоса. Этот инструмент позволяет удалять излишки припоя, что также способствует оптимизации использования материала. Оловоотсос гарантирует чистоту дорожек, что важно при работе с мелкими деталями и микросхемами. Без него имеется риск залить все припоем и испортить плату. При использовании оловоотсоса снижается риск повреждения печатных плат по сравнению с ручным удалением припоя, обеспечивается чистота рабочей зоны, что предотвращает перегрев плат. Оловоотсос позволяет одновременно разогревать деталь и удалять лишний припой, что удобно, так как с одним паяльником в таком случае практически не справиться – припой моментально остывает.

Эффективное использование флюсов предполагает, прежде всего, выбор оптимального типа флюса для того вида работ, в которых он будет использоваться.

Ориентироваться можно на следующие показатели:

• флюс не должен взаимодействовать с основой сплава припоя, впитываться в него;
• в процессе пайки флюс не должен разлагаться или испаряться, а все образующиеся побочные продукты и окислы должны беспрепятственно удаляться припоем и не вызывать коррозионных процессов после завершения пайки. Температура плавления и плотность (удельный вес) должны быть меньше, чем у используемого припоя;
• при температуре пайки должно происходить полное размягчение, и проявляться хорошая жидкотекучесть; флюс также должен оставаться достаточно вязким, чтобы не растекаться за пределы зоны пайки. При этом адгезия флюса должна быть слабее адгезии припоя и основного металла, что позволит флюсу равномерно покрыть место пайки и защитить его от окисления;
• окислы основного металла должны растворяться полностью и своевременно; при этом температура плавления флюса должна быть на несколько градусов ниже температуры плавления припоя.

Перед нанесением флюса следует убедиться, что поверхности чистые и свободные от загрязнений, ржавчины или оксидов. Это улучшит смачивание и адгезию наносимого в дальнейшем припоя. Наносить флюс равномерно на обрабатываемые поверхности помогут кисти, капельницы и другие инструменты. Точное дозирование позволит избежать образования остатков, которые придется удалять при избыточном нанесении, а также предотвратить ухудшение качества соединения при недостаточном дозировании.

Соблюдение рекомендаций по времени воздействия флюса до пайки не позволит измениться его свойствам и снизить эффективность, вызвать чрезмерную коррозию металлов, образовать оксиды и твердые остатки.

Для требующих отмывки флюсов имеет значение и время после пайки до очистки, так как активные вещества в составе флюса вызывают химическую коррозию металлических контактных поверхностей и повреждают материал платы, что снижает надежность и долговечность конечного устройства.

Следует учитывать оснащенность производства необходимым оборудованием и возможности очистки эксплуатируемой производственной линии.

Если требуется пайка металлов и сплавов, плохо поддающихся пайке с низкоактивным канифолевым флюсом, применяются активированные флюсы на основе канифоли. Они также ускоряют процесс пайки меди и медных сплавов.

Поскольку в паяльной пасте основными составляющими являются порошок припоя и флюс, выбор во многом аналогичен перечисленным выше критериям.

При выборе пасты обратите внимание на несколько показателей жизнеспособности пасты:

• Период, в течение которого паста сохраняет свои физико-химические свойства как таковая: для срочных точечных работ этот показатель имеет небольшое значение, но для постоянного производства может сэкономить время и средства на доставку закупками больших партий паст длительного хранения, особенно в условиях нестабильных поставок
• Время жизни нанесенной на трафарет пасты, пока она сохраняет все характеристики до начала работы: пасты с малым временем простоя ограничивают производственный цикл короткими технологическими окнами. Чем меньше зона нанесения пасты, тем важнее становится этот показатель.
• Время жизни пасты после начала работы, уже в цикле «печать-пауза»: за это время меняются температура и влажность, что может привести к изменению вязкости пасты. Возрастание вязкости приводит к прилипанию пасты и забиванию апертур, а низкая вязкость создает дефекты пайки.

Для конечного результата наиболее важен флюс, входящий в состав пасты, так как именно от его состава и количества зависят вязкость, клейкость и стойкость к осадке.

Необходимо следить за сохранением стабильной температуры и влажности воздуха в производственном помещении. При повышенной температуре и влажности флюс и растворители пасты могут впитывать влагу, меняя свои характеристики, а при низкой – испаряться быстрее требуемого.

При более активном флюсе в пасте следует сокращать время выдерживания платы после пайки перед отмывкой, так как остатки флюса продолжают влиять на металл.

Для паст общего назначения вязкость находится в диапазоне 1000–2000 П (пуаз). Если паста растекается или плохо отделяется трафарет от платы, стоит обратить внимание именно на этот показатель. В свою очередь, он же влияет на изменение растекаемости, времени жизни на трафарете и других показателей.

Для паст с низкой вязкостью больше подходит сабельный ракель с рабочим углом 70–80°. Для высоковязких паст лучше использовать квадратный с углом 45°, а плоский ракель работает под углом 50–60° и может применяться с пастами разной вязкости (с небольшой коррекцией угла наклона).

Хорошая смачиваемость пасты определяет растекание под температурой жидкого припоя пасты по месту пайки. Этому препятствуют загрязнения, порошок припоя и оксидная пленка на поверхности контактных площадок. Последнее зависит от материалов места пайки. Флюс пасты должен качественно растворять оксидную пленку с припоя и выводов компонентов, снижать поверхностное натяжение припоя и предотвращать повторное окисление поверхностей во время пайки.

Безотмывочные пасты без галогенов сложно сделать активными, так как высокоактивные органические кислоты в большей мере способны поглощать влагу, что делает место пайки более электроуязвимым, приводит к электромиграции.

Оксидные пленки гальванических покрытий выводов компонентов трудно удаляются большинством паяльных паст, так как имеют высокую химическую устойчивость. Флюсы паст, содержащие галогены, лучше справляются с этой задачей, но всегда требуют удаления, поскольку вызывают коррозию.

Отдельное уточнение: пасты, требующие отмывки, обязательно следует отмывать, а не требующие отмывки пасты подвергаются этой процедуре в зависимости от требований к конечному изделию, внешнему виду, предполагаемой влагозащите.

Клейкость и сила сцепления отвечают за время удержания компонентов на месте, на что влияют растворители. Их слишком быстрое испарение снижает клейкость; при этом высокотемпературные растворители, которые долго медленно испаряются, могут снижать стойкость пасты к осадке.

Растекание (стойкость к осадке) крайне важный показатель, так как производство становится все миниатюрнее, и появление перемычек между контактами вследствие излишне расползающейся пасты – недопустимый дефект.

Осадка может произойти из-за напряжений сдвига в процессе непрерывной печати, при ожидании платой запекания при комнатной температуре и в самом процессе пайки в печи. Осадка при пайке – самый распространенный эффект, поскольку при этом существенно меняется состояние флюса, он становится более жидким из-за высокой температуры. Именно при этом образуются шарики припоя и перемычки. Исправить некорректную осадку помогут контроль времени между нанесением пасты и монтажом, корректный термопрофиль пайки, отслеживание толщины слоя пасты и точной дозировки, а также корректировка вязкости пасты добавками. Крайне важно проводить предварительный тест осадки на тестовых образцах перед основным производством.

Рекомендации по использованию паяльных паст:

• перед применением пасту следует извлечь из холодильника и выдержать при комнатной температуре. Нельзя использовать принудительный нагрев – он может вызвать необратимую потерю свойств пасты;
• открывать пасту можно только после выполнения первого пункта. Открытие холодной банки с пастой может вызвать конденсацию влаги и ухудшение параметров пасты;
• не рекомендуется смешивать уже бывшую в работе пасту с новой, если иное не допускается изготовителем;
• необходимо точно соблюдать рекомендации производителя по времени использования пасты после нанесения на печатную плату;
• следуйте рекомендованному производителем термопрофилю. Профили «нагрев – пик» и «нагрев – выдержка – пик», несмотря на равные температуры оплавления, применяются в разных случаях – мелкого монтажа и плат с высокоплотным размещением компонентов;
• учитывайте специфику использования пасты в конкретных случаях. Например, на контактной площадке паста живет меньше, чем на трафарете, из-за того, что наносится меньшее количество пасты;
• размеры апертур трафарета выбираются в соответствии с учетом растяжения трафарета, осадки пасты и допусков на совмещение. Размер шариков припоя подбирается таким образом, чтобы в меньшую апертуру по наименьшей стороне поместилось не менее 5 шариков максимального диаметра выбранного типа пасты;
• при увеличении плотности размещения компонентов на плате необходимо уменьшать апертуры в трафарете и, соответственно, фракцию частиц в составе паяльной пасты;
• сохраняйте давление ракеля минимально возможным – в таком случае трафарет меньше растягивается, кромка ракеля меньше деформируется, паста наносится точнее;
• сохраняйте рабочую кромку резиновых ракелей острой, чтобы паста не размазывалась по трафарету и правильно отделялась от стенок апертур;
• при быстрой изнашиваемости резиновых ракелей стоит перейти на металлические, которые сохраняют свою работоспособность в течение более продолжительного срока;
• в случае появления размазанного, нечеткого отпечатка пасты после отделения трафарета попробуйте уменьшить скорость отделения;
• при появлении дефекта «бусинки припоя» скорректируйте наносимое количество пасты, проверьте толщину трафарета и соответствие размеров площадок и апертур;
• постоянно очищайте трафарет, предотвращая появление дефектов пайки из-за неточного нанесения. Очищайте тем чаще, чем меньше размер апертур и выше плотность монтажа.

Отмывочные жидкости имеют очень разные характеристики и по-разному взаимодействуют с паяльными материалами, поэтому время отмывки приходится подбирать экспериментальным путем на основе рекомендаций производителя. Поддержание концентрации отмывочной жидкости в рекомендованном диапазоне обеспечит наиболее эффективное удаление загрязнений. Слишком слабый раствор не удалит качественно загрязнения, а слишком активный может негативно повлиять на разные элементы печатного узла – компоненты, разъемы, маркировку.

Ошибкой будет подготовить раствор из концентрата и добавлять его в уже поработавшую отмывку – достигнуть необходимой концентрации в этом случае просто невозможно. Периодически необходимо полностью заменять весь объем отмывочной жидкости новым.

Для ополаскивания используется строго качественная деионизированная или дистиллированная вода, так как иное может привести к появлению белого налета. Двухвалентные катионы, содержащиеся в водопроводной воде, например ионы кальция и магния, могут реагировать с канифолью, образуя водонерастворимые соединения.

Отмывание плат производится перед пайкой для очистки поверхностей от загрязнений и обезжиривания, и после пайки для очистки остатков флюса перед нанесением защитных покрытий – лака и/или электроизоляции (рис. 6).

Рис. 6. Защитный резист

 

Выбор метода и средств отмывки зависит от возможностей производства, материалов платы и особенностей отмываемых загрязнений. Миниатюрные чувствительные компоненты в небольшом количестве могут быть защищены с помощью резистов, но для большого количества специфических компонентов, например содержащих палладий, золото, медь, или жидкокристаллические индикаторы, стоит выбрать более щадящие варианты отмывки – ручную вместо УЗВ или струйной отмывки. В некоторых случаях следует сделать выбор в пользу большего времени очистки или увеличения концентрации очистителя.

После растворения остатков пайки отмывочной жидкостью осуществляется окончательное полоскание и сушка. Деионизированная вода, которая используется для этого, может подаваться с разной интенсивностью, что также влияет на конечный результат. Естественное высыхание уступает по качеству сушке в сушильных шкафах методами конвекции или вакуума не только по времени, но и по ионной чистоте.

Более высокая температура отмывочной жидкости улучшает качество очистки. Однако наиболее практичными считаются жидкости, обеспечивающие качественную отмывку без нагрева, что делает технологический процесс универсальнее.

 

Правильное хранение материалов

Соблюдение условий хранения гарантирует первоначальное качество сырья, предотвращает непредвиденные расходы. Материалы следует защищать от любых повреждений, грязи, влаги, температурных перепадов. Это экономит не только материальные, но и человеческие ресурсы, предотвращает возможный брак конечных изделий и обеспечивает безопасность всех производственных процессов (рис. 7–8).

Рис. 7. Припой на стеллаже

Рис. 8. Стеллаж универсальный серии UPS-U

 

Условия хранения припоя:

• хранение в сухом прохладном (не выше 22°C) месте или инертной атмосфере;
• защита от механических повреждений;
• использование герметичной упаковки для предотвращения окисления;
• сортировка по типам и составу.

 

Хранение флюсов:

• соблюдение температурного режима;
• герметичность упаковки;
• отдельное хранение активных и неактивных флюсов.

 

Хранение паст:

• хранение в холодильнике в рекомендованном температурной режиме (0–10°C, для некоторых разновидностей – до 5°C);
• хранение шприцов и картриджей SEMCO вертикально носиком книзу;
• ограничения контакта с воздушной средой для вскрытых банок (рис. 9).

Рис. 9. Холодильники с пастой

 

Отмывочные жидкости

Для отмывочных жидкостей разных производителей требования по хранению могут различаться. Основные же пункты перечислены ранее и остаются неизменными.

В отношении всех материалов действует единое правило: не смешивать в одной таре использованный и неиспользованный продукт, не превышать сроков годности и соблюдать температурный режим.

 

Утилизация отходов

Не забывать такой важный аспект как правильная утилизация отходов материалов производства, куда входят как отработанные материалы, так и не потребовавшиеся в производстве или с истекшим сроком годности. Неправильная утилизация может привести к загрязнению окружающей среды и рискам для здоровья.

Большую часть отходов пайки нельзя выбрасывать в обычный бытовой мусор, поскольку они относятся к 1 и 2 классам опасности – их утилизируют на специальных полигонах, предварительно обезвреживая.

Такие отходы следует собирать отдельно и транспортировать на полигон с помощью специального транспорта. Использованный припой, его излишки, загрязненные материалы и другие отходы маркируются как опасные, хранятся и транспортируются в герметичных контейнерах.

Отходы 3–5 классов опасности, в том числе лом припоя, перерабатываются. Для этого используются, среди прочего, такие способы:

• рециклинг: повторное применение продукции по ее прямому назначению;
• регенерация: возврат переработанных отходов в производственный цикл;
• рекуперация: извлечение из отходов полезных материалов.

Перед приобретением любых материалов ноебходимо убедиться, что на производстве имеются возможности для корректной утилизации отходов этих материалов, или обратиться к услугам лицензированных утилизаторов.

 

Дополнительные советы (рис. 10):

• храните материалы удобно для обеспечения быстрого доступа;
• ведите учет расхода материалов;
• регулярно проводите инвентаризацию запасов;
• не храните открытую тару вместе с запечатанной, чтобы не перепутать их при последующем использовании;
• обучайте персонал правильной технике эксплуатации;
• следите за появлением новых, более эффективных материалов;
• внедряйте современные технологии пайки для снижения расхода материалов.

Рис. 10. Шкаф для хранения UPS-K ESD

Выводы

Оптимизация использования расходных материалов для пайки обеспечивает существенную экономию средств при сохранении высокого качества работы. Правильная организация хранения, рациональное использование и грамотная утилизация материалов являются ключевыми факторами успешной оптимизации. Внедрение предложенных методов позволит не только сократить расходы, но и повысить экологическую безопасность производственных процессов.

Размещение статей и коммерческой информации в журнале anton.denisov@ecomp.ru