Ladda ner artikeln på 500 kbyte här (länk, pdf). Fler tekniska rapporter finns på etn.se/expert

När lodpastan kommer till produktionslinjen måste den knådas och värmas till rumstemperatur innan den kan bearbetas i screentryckaren. Den här processen är negativ för flödet eftersom starttiden kan vara upp till 24 timmar. Lodpastors hållbarhet varierar och de flesta tillverkare kastar för säkerhets skull resterna av lodpastan i slutet av varje arbetsskift. Tryck- och omsmältningsegenskaper är också områden där processtekniker kräver en förbättring.

Monteringsspecialister kräver bly- och halogenfria lodpastor som ger en konstant pastaöverföringseffektivitet vid ytförhållanden överstigande 0,6 och ett omsmältningsbeteende som vid komponenter av typen 0201, 01005 och 0,3 mm CSP säkerställer en god koalescens och ett utvidgat processfönster.

Efter fyra års utveckling och nästan 1 000 iterationer finns nu världens första temperaturstabila lodpasta Loctite GC 10 som bygger på ett innovativt flussmedelssystem. Detta ger utmärkt temperaturstabilitet vid såväl transporter som under produktionsprocessen. Den bly- och halo­genfria lodpastan är stabil ett helt år vid 26,5 °C och en månad i 40 °C.

Loctite GC 10 finns i samma kornstorlekar som vanlig lodpasta i typ 3, 4 och 5. Det rör sig också om en SAC305-legering och flussmedlet är klassificerat som ROL0 enligt ANSI/J-STD-004.

Temperaturstabiliteten förbättrar konsistens och tillförlitlighet vid tryckning och ger en kostnadssänkning eftersom all lodpasta kan används. När lodpastan förvaras vid rumstemperatur krävs det ingen starttid varför tillverkaren kan maximera såväl flödet som produktionshastigheten. Lodpastan kan appliceras på stencilen och bearbetas direkt efter öppningen.

Under bearbetningen i maskinen behåller lodpastan sin stabilitet och sina robusta tryckegenskaper under en ovanligt lång tidsperiod. Pastan kan ligga still på stencilen i 16–72 timmar och användas 8–24 timmar. Det går att spara pengar genom att pastan kan vara kvar i stenciltryckaren vid arbetsskiftets slut och sedan användas igen nästa dag utan att kvaliteten försämras. Nyttjandegraden i produktionslinjen med Loctite GC 10 ligger över 95 procent i jämförelse med genomsnittet på ca 75 procent för vanlig lodpasta.

Prov med olika aperturformer och -storlekar har visat en extremt jämn och effektiv överföring av pastan. Det gäller även vid den minsta komponentgeometrin och efter mer än 24 timmars stillestånd i tryckaren. Det gjordes tryck med 0201-, 01005- till 0,3-mm CSP-komponenter samt olika aperturer (kvadratiskt, rektangulärt, cirkelformigt, avrundat rektangulärt). Ytförhållandena sträckte sig från 0,66 till 1,2. Oberoende av öppettiden förblev pastaöverförings­effektiviteten stabil och materialvolymen på paddarna nådde CpK-värden på över 2,00.

Dessutom blir dessutom omsmältningsfönstret bredare vilket är ett av de viktigaste kraven från produktionsteknikerna. Materialet erbjuder stabilitet med avseende på omsmältningsbeteende och koalescens på såväl linjära profiler som på sådana med långa förvärmningsfaser varvid temperaturerna kan ligga på 150–200 °C.

Vidare reducerar Loctite GC 10 risken för att det bildas lodpärlor oberoende av omsmältningsprofilen och säkerställer en utmärkt vätning på svåra ytor såsom CuNiZn som ofta används vid rf-skärmningar. Slutligen uppnås lika blanka lödfogar som med tenn/bly-lödfogar i den tidigare generationen.

Många kunder över hela världen har provat materialet inom ramen för betatester och är begeistrade över prestanda. Brian Steelglove, ordförande på Accelerated Assemblies, ett EMS-företag i Illinois i USA, säger så här:

– Vårt första prov med Henkels nya temperaturstabila lodpasta Loctite gav fantastiska resultat. Vi kunde köra online-processer i upp till två dagar, utan att omsmältningsbeteendet påverkades på något sätt, trots att lodpastan exponerades under en lång tid. Därmed behöver man inte fundera på om materialet är användbart ­eller inte – det är användbart! Pastan är dessutom väl tryckbar och med anledning av den prognostiserade nyttjandegraden på produktionslinjen, utgår vi från att vi kommer att reducera materialsvinnet betydligt, samtidigt som vi kan uppnå en utmärkt processkapacitet.

Xiao Tong, VD på Hangzhou Digit Technology i Hangzhou i Kina, har utvärderat den nya lodpastan.

– Loctite GC 10 är en produkt med god tryckbarhet, blanka lödfogar och bra kontroll med avseende på bildandet av lodpärlor och vätningsegenskaper, säger han. Det som imponerar mest på oss är den mycket långa hållbarheten, som gör att vi kan reducera våra kassationskostnader.