Dr. Ronald C. Lasky: Ed Briggs della Indium Corporation ebbe la grande idea di scrivere un articolo sulle numerose applicazioni delle preforme di saldatura. Mi ha chiesto di modificare e revisionare l'articolo; il titolo era "The Versatile Preform".
Una preforma è un pezzo di saldatura dalle forme più svariate. Spesso le preforme sono rivestite di fondente per saldatura o hanno il fondente al centro del metallo. Le preforme formate con un flussante al centro sono tipicamente chiamate "flux-cored". Tuttavia, le preforme sono disponibili in sei famiglie di saldature: a base di gallio, bismuto, indio, stagno, piombo e oro. Esistono più di 200 leghe diverse che possono essere formate in preforme.
È bene chiarire che le paste saldanti sono profondamente importanti, in quanto sono il materiale fondamentale per l'assemblaggio elettronico a montaggio superficiale. Tuttavia, la loro stessa natura crea alcune sfide. Il flussante per pasta saldante deve essere sufficientemente attivo da rimuovere gli ossidi durante il processo di riflusso, ma non deve intaccare la polvere di saldatura mentre la pasta è in deposito. Poiché la pasta saldante è composta per circa il 50% in volume da flussante, quest'ultimo ricopre tutte le particelle di polvere di saldatura, rendendo difficile lo stoccaggio della pasta a lungo termine.
La durata di conservazione della pasta si misura in mesi. Poiché le preforme sono solide, l'area superficiale della lega saldante che interagisce con la piccola quantità di flussante della preforma durante lo stoccaggio è molto inferiore. La durata di conservazione delle preforme è quasi infinita. Esiste un'ampia gamma di temperature per le preforme. Le paste saldanti a base di stagno, come quelle al piombo e quelle senza piombo, hanno un intervallo di fusione compreso tra 183 e 229°C. Con le 6 famiglie di leghe per preforme, l'intervallo va da 8°C a 1.064°C.
Alcune delle applicazioni a temperatura più elevata includono il fissaggio di stampi per circuiti integrati al silicio utilizzando J-STD-020, che richiede una lega di saldatura che fonde da 260 a 265°C. Alcune delle applicazioni a temperatura più elevata includono il fissaggio di circuiti integrati al silicio utilizzando il J-STD-020, che richiede una lega di saldatura che fonde a 260-265°C. Esistono diverse preforme a base di piombo che fondono a questa temperatura. Allo stesso modo, esistono diverse leghe a base di oro che vengono utilizzate a questa temperatura per la radiofrequenza e la sigillatura ermetica.
Le applicazioni dei preformati nell'assemblaggio SMT sono molteplici. Molte schede elettroniche hanno sia componenti a montaggio superficiale che a foro passante. In genere, per assemblare un circuito elettronico di questo tipo, ci si aspetterebbe di dover ricorrere al montaggio superficiale e alla saldatura a onda nella linea di assemblaggio. Tuttavia, la stampa di pasta saldante sui fori passanti può spesso consentire un assemblaggio solo a montaggio superficiale. Questo processo è spesso chiamato "pin-in-paste", poiché i fori passanti sono letteralmente posizionati all'interno e attraverso il deposito di pasta saldante per fori passanti, ma, come ricordiamo, la pasta saldante è composta per circa il 50% in volume da fondente. Pertanto, quando la pasta saldante viene sottoposta a rifusione, i giunti di saldatura a foro passante sono spesso affamati di saldatura e presentano un eccesso di flussante.
Questa è una sezione trasversale di un circuito assemblato con pin-in-paste. Si noti la mancanza di saldatura e l'eccesso di flussante. Le preforme di saldatura sono la soluzione. Collocando una preforma sul deposito di saldatura, si elimina la situazione di fame di saldatura. Le preforme hanno tipicamente la forma di un componente passivo come un resistore 0603. Vengono confezionate in nastro e bobina e collocate da una macchina di posizionamento dei componenti sul deposito di saldatura. I giunti di saldatura risultanti sono, in genere, quasi perfetti.
Molti dei nuovi progetti di telefoni cellulari ad alta densità spesso rendono difficile stampare una quantità di pasta saldante sufficiente a formare un giunto di saldatura efficace per collegare le schermature elettriche alla piazzola della scheda di cablaggio stampato. In questi casi, lo schermo non è in grado di svolgere le sue funzioni di protezione dalle scariche elettromagnetiche ed elettrostatiche.
Le preforme di saldatura sono spesso utilizzate in queste condizioni di fame di saldatura. Questo processo è chiamato Solder Fortification®. Le preforme vengono posizionate da una macchina per il posizionamento dei componenti. Ulteriori informazioni sul Solder Fortification® sono disponibili in un documento di Carol Gowans e colleghi intitolato Applications of Solder Fortification® with Preforms. Questo argomento potrebbe essere discusso tutto il giorno. Esistono molte altre applicazioni nella saldatura laser, a induzione e robotica.
For more information about using preforms for soldering process challenges, visit our website at indiumstg.wpenginepowered.com.
La lettura del documento di Ed per SMTAI 2016 può aiutare a rispondere alle vostre domande, ma soprattutto chiamate il gruppo di servizi tecnici di Indium Corporation per avere una risposta alle vostre domande sulle preforme. E, come sempre, potete inviarmi un'e-mail a [email protected].
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