Флюсовую пасту и паяльную пасту часто ошибочно считают взаимозаменяемыми на производственных линиях, но они имеют фундаментальные различия как в рецептуре, так и в сценариях применения. Флюсовая паста представляет собой чистую флюсовую систему без металлического порошка, тогда как паяльная паста представляет собой пасту, полученную путем равномерного смешивания флюсовой пасты с припоем определенного размера частиц в весовом соотношении. Это означает, что флюсовая паста не может самостоятельно образовывать проводящие соединения; она способствует только смачиванию и удалению оксидов, тогда как паяльная паста должна одновременно выполнять четыре функции: пригодность для печати, контроль осадки, формирование паяного соединения и электрическую непрерывность.
При устранении коротких замыканий в корпусах QFN мы обычно сначала наносим флюсовую пасту на края выводов, а затем расплавляем припой с помощью термофена. Это связано с тем, что его матрица на основе канифоли обладает высокой вязкостью, высокой активностью и низким остатком, что обеспечивает точное локализованное покрытие без растекания. Если паяльная паста используется по ошибке, скопление припоя приведет к ухудшению перемычки контактов. Аналогичным образом, при очистке оксидных слоев контактных площадок перед установкой шарика BGA допускается использование только флюсовой пасты; в противном случае остаточный порошок припоя будет мешать точности позиционирования диаметра шарика и увеличивать количество пустот после оплавления.
Содержание металла в паяльной пасте обычно составляет 88–92 % (в качестве примера взяты Sn63Pb37 или SAC305), а диапазон ее вязкости строго контролируется в пределах 300–600 Па·с, чтобы адаптироваться к давлению ракеля и скорости спуска полностью автоматических трафаретных принтеров. In напротив, флюсовая паста обычно имеет вязкость 800–1200 Па·с, что значительно выше, чем у паяльной пасты, поэтому она не может проходить через трафареты с мелким шагом менее 0,1 мм. Принудительная печать приведет к резкому увеличению степени засорения. Однажды мы столкнулись с фабрикой, которая использовала флюсовую пасту вместо паяльной пасты для печати резисторов 0402, что привело к недостаточному количеству припоя и разрыву цепи в трех последовательных партиях. Микроскопический осмотр показал, что флюсовая паста не может эффективно проникать в отверстия трафарета.
Механизмы реакции на этапе оплавления также совершенно различны. Припой в паяльной пасте подвергается эвтектическому плавлению при температуре выше 217°C и образует интерметаллические соединения, в то время как флюсовая паста активируется только при температуре около 150°C и достигает максимальной способности к раскислению при 200°C. При температуре выше 230°C большинство носителей на основе органических кислот начинают карбонизироваться; вместо этого длительное пребывание в зоне оплавления может вызвать почернение паяного соединения или чрезмерный ионный остаток. Поэтому при настройке профиля оплавления мы должны контролировать пиковую температуру флюсовой пасты ниже 225°C в течение не более 45 секунд, в то время как паяльной пасте требуется время, необходимое для поддержания температуры выше линии ликвидуса на уровне 60–90 секунд.
При закупках и выборе нельзя полагаться исключительно на маркировку «не подлежит очистке» или «без галогенов», предоставляемую поставщиками; совместимость с существующими паяльными пастами на производственной линии должна быть проверена. Например, партия флюсовой пасты была номинально совместима с SAC305, но во время фактической обработки BGA было обнаружено, что ее остатки сшиваются с тиксотропным агентом в паяльной пасте, что приводит к смещению шариков припоя на 12% после удаления горячим воздухом. Проблема в конечном итоге решилась переходом на ту же серию флюсовой пасты того же производителя. Это показывает, что даже если флюсовая паста и паяльная паста производятся на одной технической платформе, их нельзя использовать взаимозаменяемо в разных процессах.
