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1. Rimozione dell'ossido

Rimuovere l'ossido di rame (CuO, Cu₂O) dalle piazzole del PCB e dalle superfici dei conduttori dei componenti in modo che il rame fresco e reattivo sia esposto alla saldatura fusa. Senza questo passaggio, la saldatura non può bagnare la superficie e si verificano difetti di bagnatura o di non bagnatura.

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2. Prevenzione della ri-ossidazione

Dopo aver pulito la superficie, il flusso deve prevenire la ri-ossidazione durante la fase di riscaldamento (zona di preriscaldamento, 150–200 gradi) prima che la saldatura si sciolga. L'attivatore deve rimanere attivo a temperatura mentre il veicolo del flusso evapora.

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3. Promozione della bagnatura della saldatura

Ridurre la tensione superficiale della saldatura fusa durante il picco di riflusso (230–260 gradi per le leghe SAC) in modo che si diffonda uniformemente attraverso il pad e assorba i conduttori dei componenti, producendo una geometria del raccordo affidabile e una resistenza del giunto.

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4. Residuo sicuro e stabile (non-pulito)

After reflow, the residue must be electrically non-conductive (SIR >10⁸ Ω), non-corrosivo per rame e saldature, stabile all'umidità- e fisicamente stabile ai cicli termici durante la vita utile del prodotto assemblato.

🔬 Passaggio 1: decomposizione termica dell'ossido di rame (230–260 gradi)

Alle temperature di picco del riflusso, l'ossido di rame subisce una parziale riduzione termica, rendendo l'ossido più suscettibile all'attacco di coordinazione:

4 CuO → 2 Cu₂O + O₂ (parziale a 230–260 gradi)

🔬 Passaggio 2: coordinazione delle alcanolammine con Cu²⁺ e Cu⁺

L'azoto amminico e l'ossigeno idrossilico dell'alcanolammina si coordinano con gli ioni rame sulla superficie dell'ossido, formando complessi solubili di rame-alcanolammina. Ciò rimuove gli ioni rame dal reticolo di ossido, sciogliendo progressivamente la pellicola di ossido. La reazione procede rapidamente a 200–260 gradi anche per le ammine terziarie che non sono reattive a temperatura ambiente - l'energia termica supera la barriera di attivazione che impedisce la reazione a temperatura ambiente.

🔬 Fase 3: decomposizione complessa ed esposizione al rame fresco

Il complesso solubile di rame-alcanolammina migra lontano dalla superficie metallica. Alla temperatura di riflusso massima, si decompone - rilasciando l'alcanolammina (che volatilizza parzialmente, in particolare DMEA con bp 135 gradi) e la superficie di rame appena esposta viene immediatamente bagnata dalla lega di saldatura fusa attraverso la reazione di legame metallurgico.

DMEA - il vantaggio di volatilità (bp 135 gradi)

• Inizia a volatilizzarsi durante la zona di preriscaldamento (150–200 gradi) - l'attivatore è maggiormente concentrato in superficie durante la rampa di temperatura, quindi se ne va dopo il-riflusso
• Il residuo post-riflusso risultante ha un contenuto ionico inferiore e prestazioni SIR migliori
• Meno odore di ammina nel prodotto assemblato
• Ideale per:Pasta saldante a rifusione SMT; basso-residuo, nessun-flusso pulito; elettronica aerospaziale e medica dove il minimo residuo è fondamentale

DEAE - il vantaggio di stabilità (bp 162 gradi)

• Rimane nella fase di flusso liquido per gran parte della zona di preriscaldamento - rimozione prolungata dell'ossido su una finestra di temperatura più ampia
• Migliori prestazioni su tavole fortemente ossidate o invecchiate che richiedono tempi di permanenza del flusso prolungati
• Più stabile nello stoccaggio del concentrato di fondente - minore evaporazione dai bagni di fondente aperti
• Ideale per:Flusso di saldatura selettivo; flusso di saldatura ad onda; superfici difficili-da-saldare; flusso liquido-generale non-pulito

⚖️ Utilizzare la concentrazione minima efficace di alcanolammina

0,5–3,0% DMEA o DEAE in peso. Ogni percentuale aggiuntiva aumenta l'attività di rimozione dell'ossido ma aumenta anche il potenziale ionico residuo. Iniziare con un livello basso e aumentare solo se la prestazione di bagnatura è insufficiente sul substrato target.

🔗 Scegli co-attivatori di acidi organici che si decompongono alla temperatura di riflusso

L'acido succinico, l'acido adipico e l'acido glutarico devono decarbossilare o decomporsi durante il picco di riflusso - senza lasciare acido residuo per la formazione di sali amminici nel residuo post-riflusso. Abbina la temperatura di decomposizione acida (tipicamente 200–265 gradi) alla temperatura di picco di riflusso.

🌊 Utilizza un sistema di resina non-igroscopico

Colofonia naturale (grado WW, WG) o colofonia modificata (idrogenata, polimerizzata) con basso assorbimento di umidità. Evitare resine con un contenuto eccessivo di acido libero - che contribuiscono alla formazione di residui ionici indipendentemente dalla scelta dell'attivatore amminico.

🛡️ Aggiungere benzotriazolo (BTA) come inibitore della superficie del rame

Il BTA allo 0,05–0,2% forma un monostrato protettivo sulla superficie del rame dopo il riflusso, fornendo protezione dalla corrosione a lungo-termine in condizioni umide. Compatibile sia con DMEA che con DEAE alle concentrazioni tipiche della formulazione del disossidante.

🔥 Riflusso SMT (flusso di pasta saldante)

Flusso miscelato con polvere di saldatura e stampato su piazzole PCB. Deve rimanere stampabile per 8+ ore, non collassare prima della rifusione, non causare la formazione di sfere di saldatura, attivarsi entro la finestra di rifusione di 60–90 secondi e lasciare residui minimi non- appiccicosi.

Ruolo DMEA:0,5–1,5% nel flusso di pasta saldante. La volatilità parziale al preriscaldamento contribuisce a ridurre l'effetto balling di saldatura. La rapida diffusione attraverso la matrice di flusso garantisce il contatto con le superfici dell'ossido prima della fusione della saldatura.

💧 Saldatura selettiva (flusso liquido)

Applicato localmente ai conduttori dei componenti con foro passante-immediatamente prima di un sistema di saldatura a fontana o di una mini-onda. Deve bagnarsi rapidamente (5–25 cP), penetrare nel cilindro con foro passante-, rimanere attivo durante il tempo di contatto della saldatura di 2–8 secondi e non contaminare i componenti SMT adiacenti.

Ruolo della DEAE:1,0–2,5% in IPA o vettore alcolico. Un bp più elevato (162 gradi) previene l'evaporazione prematura tra l'applicazione del flusso e il contatto di saldatura (5–15 secondi). L'attività sostenuta garantisce il riempimento del barile anche su superfici di piombo parzialmente ossidate.

⚠️ Gestione DMEA nelle applicazioni di flusso

• Punto di infiammabilità 43 gradi (Flam. Liq. 3) - conservare lontano da fonti di ignizione; è necessaria un'attrezzatura di distribuzione anti-statica
• Il DMEA evapora dai contenitori aperti - conservare ermeticamente chiusi; controllare periodicamente la concentrazione nel bagno di flusso
• I concentrati di fondente a base di IPA- sono infiammabili - I requisiti di conservazione di Classe 3 si applicano al fondente pronto-all'uso-
• La conservazione refrigerata (5–10 gradi) prolunga la durata di conservazione della pasta saldante contenente l'attivatore DMEA

⚠️ Gestione DEAE nelle applicazioni di flusso

• Punto di infiammabilità 60 gradi - ancora Flam. Liq. 3 ma margine di sicurezza più ampio rispetto al DMEA
• Pressione di vapore inferiore - più stabile nei bagni a flusso aperto; minore deriva della concentrazione durante un turno di produzione
• Compatibile sia con solventi vettore IPA che con etere glicolico
• Durata di conservazione del concentrato fondente a base di DEAE-: 12-18 mesi in contenitori sigillati di vetro ambrato o HDPE a temperatura ambiente

D: Qual è la concentrazione tipica di alcanolammina in un flusso commerciale di pasta saldante non-pulita?

In una tipica pasta saldante non-pulita (contenuto di flusso pari a circa il 10–15% del peso totale della pasta), l'attivatore dell'alcanolammina è solitamente pari allo 0,5–2,0% del peso totale del flusso - corrispondente allo 0,05–0,30% della pasta totale, o circa 500–3.000 ppm. Per i flussi di saldatura selettivi e ad onda liquida diluiti in un vettore alcolico (tipicamente 2–5% di flussi solidi in IPA), l'alcanolammina nel flusso pronto-all'uso-è pari allo 0,05–0,15% in peso. La concentrazione precisa è bilanciata rispetto al livello del co-attivatore dell'acido organico (tipicamente 1–5% del flusso) per garantire un'adeguata rimozione dell'ossido senza compromettere le prestazioni SIR post-riflusso.

D: Posso utilizzare DMEA o DEAE nelle formulazioni di fondenti contenenti alogenuri (classe ORL1)?

Sì, - entrambi sono completamente compatibili con le formulazioni di fondente contenenti alogenuri-. Nei flussi contenenti alogenuri leggermente attivati-, l'alcanolammina fornisce il meccanismo di attivazione della base mentre una piccola quantità di attivatore di alogenuri (tipicamente 0,1–0,5%) fornisce l'aggressiva rottura iniziale dell'ossido su superfici difficili-da-saldare. La combinazione può ottenere il superamento della classificazione IPC-J-STD-004 ORL1 con una migliore bagnabilità sulle superfici ossidate rispetto alle formulazioni prive di alogenuri- da sole. Tuttavia, il contenuto ionico più elevato del residuo richiede test SIR più accurati, in particolare in ambienti umidi.

D: Come si comporta il flusso di alcanolammina sui PCB finiti con OSP (conservante organico per saldabilità)?

I flussi basati su DMEA e DEAE- funzionano bene al primo-passaggio OSP - attacchi chimici di coordinazione CuO sotto il rivestimento organico. Il secondo-passaggio (rilavorazione) sull'OSP può essere più impegnativo poiché l'OSP potrebbe essersi parzialmente degradato durante il primo ciclo di riflusso. Per le schede OSP multi-passaggio, una concentrazione di alcanolammina leggermente più elevata (1,5–2,5% DEAE) o l'aggiunta di un debole attivatore di alogenuri migliora l'affidabilità del secondo-passaggio. Il flusso basato su DMEA- è leggermente preferito per OSP rispetto a ENIG (oro per immersione in nichel elettrolitico) a causa del minor rischio di complessazione del nichel a temperature elevate.

D: DMEA o DEAE sono compatibili con il rivestimento conforme applicato su residui di flusso non-puliti?

I rivestimenti conformali acrilici generalmente mostrano una buona adesione sui residui di flusso basati su DMEA- perché il residuo non è-polare e non-appiccicoso. I rivestimenti in silicone potrebbero mostrare alcuni problemi di adesione con residui a base di colofonia-. L'approccio più sicuro per le applicazioni-critiche per la sicurezza (aerospaziali, mediche) consiste nel pulire la scheda prima del rivestimento conforme, anche con un flusso non-pulito. Se il rivestimento non ha-residui puliti, verifica la compatibilità con la tua specifica combinazione disossidante/rivestimento utilizzando l'adesione IPC-A-610 e i test SIR secondo il tuo protocollo di qualificazione.

D: Qual è la durata di conservazione di DMEA e DEAE forniti come materie prime per la formulazione del flusso?

Sia DMEA che DEAE hanno una durata di conservazione di 24 mesi in contenitori adeguatamente sigillati, conservati a una temperatura inferiore a 30 gradi e lontano da luce, agenti ossidanti e acidi forti. Il DMEA deve essere conservato in contenitori ermeticamente chiusi data la sua maggiore pressione di vapore. - L'evaporazione parziale da un fusto non sigillato aumenterà la concentrazione e altererà l'accuratezza della formulazione del flusso. Se conservato per più di 12 mesi, controllare la concentrazione tramite GC o titolazione acido-base prima dell'uso. Entrambi devono essere conservati in contenitori di acciaio inossidabile, HDPE o vetro - evitare le leghe di rame, ottone e zinco.