Une fiche technique de pâte à braser peut contenir 88 %, 89 % ou 90 % de métal. Le nombre semble simple, mais il est facile de l’interpréter de manière incorrecte.
Dans la plupart des documentations sur les pâtes à souder, la teneur en métal décrit le pourcentage massique de poudre d'alliage dans la pâte complète. Cela ne signifie pas que l’alliage occupe le même pourcentage du volume physique.
Le chargement du métal ne peut pas non plus déterminer par lui-même si une pâte s'imprimera, se distribuera ou refluera mieux qu'une autre. Une comparaison valable doit également prendre en compte l'alliage, le type de poudre, le véhicule de flux, la méthode d'application et la base de test.
Point clé :Une valeur de métal de 90 % décrit généralement le poids. Pour comprendre le comportement du volume ou du processus, la densité et la formulation complète doivent également être prises en compte.
Les lecteurs qui ont d’abord besoin des bases matérielles peuvent consulterqu'est-ce que la pâte à souderet comment la poudre et le flux d'alliage fonctionnent comme un seul système de matériaux.
Réponse rapide : que signifie une teneur en métal de 90 % ?
La teneur en métal de la pâte à souder en poids est calculée comme suit :
Teneur en métal en poids=masse d'alliage de soudure récupéré ÷ masse de pâte à souder d'origine × 100
Par exemple, un kilogramme de pâte avec une teneur nominale en métal de 90 % contient environ :
- 900 grammes de poudre d'alliage ;
- 100 grammes du véhicule flux complet.
Ceci décrit uniquement la masse. Étant donné que l'alliage de soudure est beaucoup plus dense que le véhicule organique, le pourcentage volumique de métal sera bien inférieur à 90 %.
Un pourcentage de poids plus élevé n’est pas automatiquement meilleur. La fenêtre de chargement de métal-appropriée dépend du fait que le produit soit conçu pour l'impression au pochoir, la distribution, le jet, la retouche ou un autre processus.
Quelle est la teneur en métal de la pâte à souder ?
La pâte à souder fonctionnegrâce à l'interaction de la poudre d'alliage et d'un véhicule de flux formulé. Le véhicule peut contenir des résines, des activateurs, des solvants et des modificateurs de rhéologie qui favorisent la stabilité au stockage, l'élimination des oxydes, le collant, le dépôt et la refusion.
Teneur en métal en poids
La charge en métal est généralement exprimée en pourcentage pondéral. Une valeur de 90 % en poids signifie que 90 % de la masse de pâte mesurée est un alliage et que les 10 % restants sont le véhicule non métallique complet.
Le courantExigences IPC J-STD-005B pour les pâtes à souderinclure la teneur en métal parmi les sujets de caractérisation de la pâte à souder.
Teneur en métal par volume
La teneur en métal en volume décrit l'espace physique occupé par l'alliage par rapport au volume total calculé de l'alliage et du véhicule.
Il est normalement bien inférieur au pourcentage en poids car la densité de l'alliage de soudure est nettement supérieure à celle du véhicule contenant le flux-.
Teneur en métal par rapport au véhicule de flux et aux solides de flux
Le pourcentage restant après la soustraction de la fraction métallique représente le véhicule de flux complet en poids lorsque les deux valeurs utilisent la même base. Il ne doit pas automatiquement être décrit comme un flux solide.
Le véhicule peut contenir des ingrédients volatils et-volatils. Les « solides de flux » peuvent faire référence à une fraction non volatile - définie séparément, et la base exacte doit être confirmée à partir de la spécification applicable ou de la documentation du produit.
La distinction entre la pâte complète et un flux séparé est expliquée plus en détail dans la comparaison depâte de flux et pâte à souder.
Comment estimer le pourcentage de poids par rapport au pourcentage de volume
Un pourcentage pondéral ne peut être converti en une fraction volumique estimée que lorsque des valeurs de densité appropriées sont disponibles.
Fraction volumique de métal estimée=(fraction pondérale du métal ÷ densité du métal) ÷ [(fraction pondérale du métal ÷ densité du métal) + (fraction pondérale du véhicule ÷ densité du véhicule)]
Le résultat peut ensuite être multiplié par 100 pour exprimer un pourcentage.
Calcul illustratif
Les valeurs suivantes sont hypothétiques et sont utilisées uniquement pour démontrer le calcul. Ils ne représentent pas une formulation commerciale spécifique.
- fraction pondérale du métal : 0,90 ;
- fraction pondérale du véhicule : 0,10 ;
- densité d'alliage supposée : 7,5 g/cm³ ;
- densité supposée du véhicule : 1,0 g/cm³.
Volume de métal calculé=0.90 ÷ 7.5=0.12
Volume calculé du véhicule=0.10 ÷ 1.0=0.10
Fraction volumique de métal estimée=0.12 ÷ (0.12 + 0.10) ≈ 54,5 %
Cet exemple montre pourquoi 90 % en poids peut correspondre à un pourcentage en volume bien inférieur. La valeur réelle change en fonction de la densité de l'alliage, de la densité du véhicule et de la formulation. Le véhicule est également un système à plusieurs-composants, ce calcul est donc une estimation plutôt qu'une méthode de rétro-ingénierie-d'une pâte exclusive.
Pourquoi le chargement de métal est spécifique au produit-
| Facteur de produit | Pourquoi cela change l'interprétation |
|---|---|
| Composition de l'alliage | Différents alliages ont des densités, des comportements de fusion et des exigences de processus différents. |
| Type de poudre | La distribution des particules affecte la surface totale, le compactage, la viscosité et le comportement de dépôt. |
| Véhicule de flux | Les résines, solvants, activateurs et modificateurs de rhéologie déterminent le comportement en matière d'écoulement, de récupération, de collant et de résidus. |
| Méthode de candidature | L'impression au pochoir, la distribution et le jet nécessitent différentes combinaisons de débit, de stabilité et de comportement des particules. |
| Forfait et conditionnement | Les produits en pots, seringues et cartouches peuvent utiliser différents systèmes de manipulation et de livraison. |
Différents alliages à base d'étain- doivent donc être examinés en tant que systèmes de matériaux complets. Le guide dealliages de soudure à l'étain pour l'assemblage de PCBfournit un contexte d'alliage supplémentaire.
De nombreuses familles de formulations utilisent différentes fenêtres de chargement de métal-pour l'impression et la distribution, mais aucun pourcentage ne s'applique à chaque fournisseur ou alliage. Un produit conçu pourimpression à jetpeut nécessiter un autre équilibre car la formation de gouttelettes, le comportement de la buse et la poudre fine deviennent critiques.
Comment la teneur en métal peut affecter les performances SMT
| Caractéristique du processus | Influence possible du chargement de métal- | Autres facteurs à vérifier |
|---|---|---|
| Viscosité et roulage au pochoir | Le rapport poudre-/-véhicule peut modifier la résistance apparente à l'écoulement et le mouvement de la pâte. | Température, conditionnement, forme de la poudre, rhéologie et réglages de l'imprimante. |
| Forme d’affaissement et de dépôt | La charge métallique peut contribuer à la stabilité structurelle après le dépôt. | Véhicule de flux, géométrie du pochoir, hauteur de dépôt, environnement et délai avant refusion. |
| Remplissage et libération de l'ouverture | La formulation doit équilibrer le remplissage sous force et la séparation de la paroi de l'ouverture. | Type de poudre, rapport de surface, état de la feuille, support de planche et paramètres de séparation. |
| Pression de distribution | Une poudre inadaptée-à-l'équilibre du véhicule peut contribuer à une pression élevée ou à des dépôts instables. | Taille de l'aiguille, type de poudre, température, équipement et profil de distribution. |
| Volume de dépôt humide et d’alliage refondu | La fraction volumique de métal permet d'estimer la quantité d'alliage présente dans un dépôt humide. | Efficacité de transfert, coalescence, mouillage, vide, résidus et géométrie finale du joint. |
La viscosité, le collant et le comportement au cisaillement doivent être évalués ensemble plutôt que déduits d'un seul pourcentage. Ces relations sont discutées dans l'article surpropriétés physiques de la pâte à souder.
Le volume de pâte humide n’est pas le volume final du joint de soudure
Lors de la refusion, la poudre d'alliage fusionne dans le joint métallique tandis que les composants volatils du véhicule quittent le dépôt et que d'autres ingrédients peuvent rester sous forme de résidus.
Un devis d’urbanisme simplifié peut utiliser :
Volume estimé de l'alliage dans le dépôt humide=volume du dépôt humide × fraction volumique de métal estimée
Il ne s’agit pas d’une prédiction complète de la géométrie finale du joint. Le résultat peut également être affecté par le transfert du pochoir, le tassement de la poudre, la coalescence, le mouillage du tampon, la géométrie des terminaisons des composants, les vides et les pertes de processus.
Le volume et la cohérence des dépôts doivent être vérifiésinspection de la pâte à souderavant le placement et la refusion, masquez l'état imprimé d'origine.
Une teneur plus élevée en métal signifie-t-elle une meilleure pâte à souder ?
Aucun classement universel ne peut être établi à partir du nombre le plus élevé.
Un pourcentage de métal plus élevé peut favoriser la stabilité du dépôt dans une formulation d'impression au pochoir, tandis qu'une autre pâte peut nécessiter un équilibre de véhicule différent pour être distribuée à travers une aiguille, maintenir le collant ou prendre en charge un processus de retouche spécialisé.
La question utile est :
La formulation complète fournit-elle le volume de dépôt requis, la stabilité d’impression ou de distribution, les performances de mouillage et de résidus dans le processus prévu ?
Avant de sélectionner un produit, examinez les informations prévuesméthode d'application de la pâte à souderplutôt que de transférer une cible de chargement-de métal depuis un autre processus.
Les valeurs typiques, nominales et de spécification ne sont pas les mêmes
| Type de valeur | Ce que cela signifie habituellement | Comment l'utiliser |
|---|---|---|
| Valeur typique | Un résultat représentatif, pas nécessairement une limite de lot garantie. | À utiliser pour la comparaison préliminaire et la planification des processus. |
| Valeur nominale | Une référence prévue ou une cible de formulation. | Vérifiez si une tolérance ou une plage est également indiquée. |
| Cible | Une valeur opératoire ou de formulation souhaitée. | Ne le traitez pas automatiquement comme une limite d’acceptation entrante. |
| Plage de spécifications | Un minimum et un maximum indiqués utilisés pour une acceptation définie. | Confirmer la méthode, la révision et le statut contractuel. |
| Valeur garantie | Un engagement du fournisseur dans des conditions précisées. | Confirmez la manière dont la conformité est signalée, notamment si elle apparaît sur le CoA. |
Une TDS qui indique « 90 % nominal » ne signifie pas nécessairement que chaque lot doit mesurer exactement 90,00 %. Les équipes d'approvisionnement et de qualité doivent définir la plage requise, la méthode de test, la fréquence de reporting et la règle de disposition dans les spécifications d'achat ou l'accord qualité.
Comment comparer le contenu métallique de deux documents TDS
Avant de classer deux produits, confirmez que les valeurs sont véritablement comparables.
| Champ de comparaison | Que vérifier |
|---|---|
| Alliage | Base exacte de composition et de densité. |
| Teneur en métal | Pourcentage en poids, pourcentage en volume ou autre base de mesure. |
| Statut de la valeur | Valeur typique, nominale, cible, fourchette ou garantie. |
| Type de poudre | Distribution des particules et taille prévue des caractéristiques. |
| Application | Impression au pochoir, distribution, jet ou retouche. |
| Système de flux | Pas de produit chimique-propre, lavable ou autre-spécifique au produit. |
| Viscosité | Méthode de test, température, équipement, vitesse et unités. |
| Beaucoup de preuves | Données CoA, tolérance des spécifications et traçabilité. |
| Traiter les preuves | Résultats d’impression, SPI, distribution et refusion. |
Comparaison illustrative des zones grises-
L'exemple suivant est hypothétique et ne représente pas des produits commerciaux spécifiques.
La pâte A indique une teneur nominale de 90 % en métal pour l'impression au pochoir SAC305 Type 4. La pâte B indique une valeur typique de 89 % pour un alliage différent et une application de distribution. La pâte A ne peut pas être déclarée meilleure à partir de la différence d'un-pourcentage-point.
La comparaison est également incomplète car une valeur est nominale et l'autre est typique, les alliages diffèrent et les méthodes d'application ne sont pas les mêmes. Une décision valide nécessite des bases de tests et des preuves de processus comparables.
Les processus spécialisés-de fonctionnalités fines peuvent nécessiter des produits tels quepâte à souder pour semi-conducteurs, où la distribution de poudre et la capacité du processus comptent plus qu'un simple classement en pourcentage.
IPC-TM-650 2.2.20, teneur en métal de la pâte à souder en poids, est une méthode de test IPC permettant de déterminer le pourcentage de métal en masse.
En termes simplifiés, une masse de pâte connue est traitée afin que l'alliage puisse être séparé du résidu non métallique -. Le métal récupéré est séché et pesé, et sa masse est comparée à la masse de l'échantillon d'origine.
La méthode doit être exécutée par un personnel qualifié utilisant la procédure contrôlée applicable. Elle ne doit pas être considérée en soi comme une limite d’acceptation contractuelle universelle ; la valeur et la tolérance requises doivent encore être définies par les spécifications du produit ou le contrat d'achat.
Incertitude d’échantillonnage et de mesure
Un résultat de test est aussi utile que l’échantillon et la méthode qui le sous-tendent.
- Exemple de représentativité :L'échantillon doit représenter le produit conditionné conformément à la méthode applicable et aux instructions du fournisseur.
- Histoire matérielle :La perte de solvant, la contamination ou une exposition incontrôlée peuvent modifier l’état d’un échantillon ouvert.
- Complétude de la séparation :Le véhicule résiduel laissé avec le métal, ou le métal perdu pendant le traitement, peut fausser le résultat.
- Résolution de la balance et de la méthode :De petites différences ne doivent pas être interprétées sans comprendre la capacité et la répétabilité des tests.
- Répliquer les résultats :Une seule mesure peut ne pas décrire la variation du lot ou la répétabilité en laboratoire.
- Tolérance d'acceptation :La différence entre 89 % et 90 % n’est significative que lorsque l’incertitude de la méthode et la fourchette contractuelle la rendent significative.
Pour le contrôle de routine, les entreprises peuvent s'appuyer sur les spécifications des fournisseurs, la traçabilité des lots, un certificat d'analyse, une vérification périodique et un accord de qualité défini.
Dépannage : le chargement de métal est-il la véritable cause ?
| Problème observé | Le chargement de métal peut être pertinent | Autres causes à vérifier |
|---|---|---|
| La pâte s'affaisse après l'impression | Peut-être | Rhéologie du flux, température, géométrie du dépôt et délai avant refusion. |
| La pâte roule mal | Peut-être | Conditionnement, stockage, méthode de viscosité et réglages de l'imprimante. |
| Mauvais déclenchement de l'ouverture | Peut-être | Rapport de surface, type de poudre, état du pochoir et vitesse de séparation. |
| Pression de distribution élevée | Peut-être | Taille de l'aiguille, température, profil de l'équipement et formulation. |
| Soudure insuffisante après refusion | Peut-être | Volume d'ouverture, efficacité de transfert, coalescence et géométrie des tampons. |
| Résidus excessifs | Indirectement | Chimie du flux, volume appliqué et profil de refusion. |
| Billes de soudure ou éclaboussures | Indirectement | Humidité, contamination, libération de solvants et conditions de chauffage. |
La charge métallique doit rester une entrée de diagnostic plutôt que la cause première automatique. Plus largeméthodes d'évaluation des performances de soudurepeut aider à séparer les effets de matériaux et de processus.
Liste de contrôle pour l'examen du contenu métallique
- confirmer l'alliage exact ;
- confirmer si le pourcentage est en poids ou en volume ;
- identifier si la valeur est typique, nominale ou une plage de spécifications ;
- enregistrer le type de poudre et l'application prévue ;
- revoir les conditions du test de viscosité ;
- confirmer si la teneur en métal apparaît sur le CoA ;
- définir la tolérance requise dans le contrat d'achat ;
- examiner l'impression, la distribution ou le jet de preuves ;
- vérifier le volume des dépôts tout au long du processus réel ;
- évaluer le système complet de flux, de résidus et de nettoyage.
Lorsqu’un nettoyage est requis, la formulation complète doit être évaluée en tant que système. Un objectif-conçupâte à souder SMT lavablene doit pas être comparé à une pâte sans-nettoyage à partir du seul pourcentage de métal.
Les formulations pertinentes peuvent être examinées dans leGamme de pâtes à souder YIHMA.
FAQ
Q : Que signifie une teneur en métal de 90 % dans la pâte à souder ?
R : Cela signifie généralement que 90 % de la masse de la pâte est constituée de poudre d’alliage et qu’environ 10 % est le véhicule de flux complet. Cela ne signifie pas que l’alliage occupe 90 % du volume physique.
Q : Comment le pourcentage en poids peut-il être converti en pourcentage en volume ?
R : Divisez la fraction pondérale de chaque composant par sa densité, puis divisez le volume de métal calculé par le volume total calculé du composant. Le résultat est une estimation car le véhicule est une formulation multi-composants.
Q : Une charge de métal plus élevée est-elle meilleure pour l’impression au pochoir ?
R : Pas comme une règle universelle. De nombreuses familles de produits utilisent différentes fenêtres de chargement pour l'impression et la distribution, mais les performances dépendent du système complet d'alliage, de poudre et de flux.
Q : La teneur en métal détermine-t-elle le volume final du joint de soudure ?
R : Cela permet d'estimer l'alliage présent dans le dépôt humide, mais l'efficacité du transfert, la coalescence, le mouillage, les vides et la géométrie du joint affectent également le résultat final.
Q : La teneur en métal doit-elle apparaître sur le CoA ?
R : Cela dépend du fournisseur et du contrat d’achat. Incluez-le comme élément de rapport de lot obligatoire-lorsqu'il est important pour l'acceptation entrante ou le contrôle du processus.
Q : Le pourcentage de flux est-il simplement égal à 100 moins la teneur en métal ?
R : Il peut représenter le flux complet restant du véhicule en poids lorsque les deux valeurs utilisent la même base. Il ne faut pas le confondre avec la teneur en solides du flux ou la concentration en halogénures.
Conclusion
La teneur en métal de la pâte à souder décrit généralement la masse de l’alliage et non son volume physique. La densité explique pourquoi une valeur proche de 90 % en poids peut correspondre à une fraction volumique de métal bien plus faible.
Le nombre n'a de sens que lorsque l'alliage, le type de poudre, l'application, l'état de la valeur et la méthode de test sont comparables. L'approbation finale du matériau doit provenir de spécifications documentées et de preuves de processus plutôt que du pourcentage le plus élevé sur une TDS.
Pour une recommandation basée sur l'alliage, le type de poudre, la charge métallique, les exigences en matière de pochoir ou de distribution et le volume de dépôt cible, soumettez les détails du processus via lePage de demande de renseignements YIHMA.
