ООО "АЭРОЛИТ" - РЕСЕЛЛЕР НАНОФОЛЬГИ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ.

В данной статье речь пойдет о новой технологии NanoFoil, будут даны ответы на самые часто возникающие вопросы: что это за чудо-технология,  как выглядит этот материал, что можно спаивать этим способом, какое оборудование необходимо для этого  и многие другие.

NanoFoil  представляет собой фольгу, изготовленную из нескольких тысяч микроскопических слоев алюминия и никеля (Al+Ni), которые при каждой подаче энергетического импульса экзотермально реагируют. После так называемой активации,  фольга образует, и длительное время удерживает реакцию. В этом процессе фольга является контролируемым и быстродействующим в ограниченной зоне источником высокой температуры. Во время реакции выделяется очень много тепла, в результате чего происходит плавление прилегающих слоев припоя и соединение вместе всех компонентов. Этот процесс получил название NanoBond. Стоит отметить, что для выполнения пайки, нет необходимости накаливать всю сборку, что дает возможность беспроблемно соединять компоненты разного КТР. Такого рода пайка может применяться при выполнении самых разных задач, в которых необходимо спаять различные элементы. Специалистами компании Indium был проведен ряд успешных испытаний пайки отдельных элементов, по сборке печатных плат, по установке теплоотводов и фиксированию больших разъёмов. У технологии NanoBond® есть несколько существенных преимуществ, среди которых:

запаивание возможно осуществлять при комнатной температуре;
не требуется производить нагрев всего изделия целиком;
пайка происходит всего за несколько секунд;
не требуется создания, какой либо специальной атмосферы.
Рассмотрим теперь пошагово, непосредственно сам процесс пайки на основе технологии NanoBond® и остановимся более подробно на каждом этапе процесса. Всего этих этапов четыре.

Шаг №1

Фольгу NanoFoil необходимой формы (чуть позже расскажем, как и чем можно вырезать фольгу) с особой аккуратностью прокладывают между двумя элементами, которые предстоит спаивать. Два важных уточнения:

если поверхности элементов, спаиваемых с помощью техники  NanoBond®, не покрыты припоем, следует применять преформу или фольгу в качестве припоя
допускается выполнять пайку с применением фольги NanoFoil без использования дополнительного припоя, но только в  том случае, если соединяемые поверхности облужены.
При использовании технологии NanoBond® применяют припои с высочайшей плавильной температурой (350оС). Максимально возможная площадь пайки – 1м2, установлена специалистами лаборатории компании  Indium в процессе экспериментальных мероприятий.

Шаг №2

Предварительная подготовка поверхностей. Важно, чтобы поверхности, которые будут спаиваться, были очищенными, ровными и совершенно плоскими. В том случае, если  поверхности уже покрыты припоем, необходимо снять с них оксидную пленку. Для этого используют либо специальную жесткую щетку, либо десятипроцентный раствор соляной кислоты.

Шаг №3

Ровное наложение друг на друга спаиваемых поверхностей и создание определенного  давления в процессе работы, обеспечат качественную пайку и как следствие, отличный результат.

Для качественного смачивания поверхностей перед пайкой, необходимо очень точно сложить преформы из припоя, поверхности и фольгу. Помимо этого, нужно сдавить спаиваемые компоненты для равномерного распределения расплавленного припоя. К примеру, при спаивании поверхностей, изначально содержащих на себе слой индия, следует приложить давление не менее  3,52 кгс/см2. Давление рекомендуют сохранять до завершения пайки.

Шаг №4

Активация NanoFoil

Как уже было сказано ранее, фольга NanoFoil активируется точечным энергетическим импульсом, который создается любым возможным источником энергии. Полученный  энергетический импульс создает химическую реакцию, которая сопровождается выделением определенного количества тепловой энергии, достаточной для плавления.  После завершения реакции в зоне спаивания остается соединение двух элементов Al и Ni, смешанных с припоем.

Зная теперь поэтапно, каким образом осуществляется процесс NanoBond®,  нужно разобраться в вопросе выбора необходимого оборудования для его выполнения.

Необходимое оборудование

Ознакомимся с перечнем оборудования, рекомендуемого для выполнения процесса NanoBond®. Для активации NanoFoil, помимо электрического оборудования может использоваться и лазер. Рекомендуемое оборудование:

калибровочный цифровой пресс, оснащенный специальным столиком-подставкой, фиксируемый по высоте;
прибор для активации;
зажимной инструмент,  (пинцет из пластика или металла).
Это перечень рекомендуемого оборудования, необходимого для осуществления пайки посредством NanoBond®. Хотелось бы отметить, что жестких требований к используемому оборудованию нет. Но не стоит забывать, что для эффективного результата по данной технологии, нужны энергия, давление и, конечно же, фольга NanoFoil, четко вырезанная по заданным параметрам.

Далее рассмотрим непосредственно саму технологию вырезания фольги NanoFoil, о которой уже говорилось ранее в этой статье.

Техника резки NanoFoil®

Для вырезания фольги NanoFoil потребуются защитные средства, такие как: кожаные перчатки, фартук, защитные очки.

Непосредственно для резки понадобится оборудование, а именно:

линейка;
стеклорез (обязательно с алмазным резаком);
уголок;
антистатическая защита.
Когда подготовлены все необходимые инструменты и средства защиты, можно приступать к процессу резки NanoFoil. Ниже приведен пошаговый перечень необходимых действий:

Вымерить и сделать разметку листа фольги NanoFoil нужной формы и размера. Выполняя разметку, необходимо прибавлять к краю небольшой припуск,  это даст гарантию, что NanoFoil накроет место пайки. Следует предусмотреть открытую часть фольги, сквозь  которую можно будет провести активацию.
Подобрать место, где будет производиться резка NanoFoil . Местом для этого может быть ровная и плоская поверхность, для удобства рекомендуют использовать антистатическую пластиковую подложку. Теперь понадобится линейка или угол, их используют для того, чтобы стеклорез двигался идеально ровно по отмеченной линии.
Стеклорез следует поместить на самое начало линии разметки и вести ровно вдоль неё.
Угол либо линейку необходимо прижать к NanoFoil, проще говоря, нужно исключить даже минимальное смещение, но нельзя давить очень сильно, поскольку можно порвать фольгу.
В некоторых случаях необходимо сделать несколько проходов стеклореза до качественного разреза фольги.
После того, как фольга NanoFoil вырезана, и спаиваемые поверхности обработаны, следует подробно узнать все возможные способы активирования фольги NanoFoil, и, зная эту информацию подобрать самый оптимальный вариант, подходящий под конкретный  технологический процесс.

Активация NanoFoil

В процессе пайки, активация фольги NanoFoil является, пожалуй, самым ответственным и значимым этапом, и именно поэтому  вызывает много вопросов. Предлагаем ознакомиться со всеми виды активации:

Для активации потребуется кратковременный целенаправленный контакт с электрическим источником min 5 В и 10 А. Отметим, что ток короткого замыкания должен составлять 100 до 120. Для контактов диаметром 15 мкм - 250 до 300.
Активация лазером


NanoFoil возможно активировать и от многих других энергетических источников,  выделяющих необходимое количество тепла, например таких как, открытый огонь или ИК-лампы.

NanoFoil возможно активировать при нагреве до 200°C либо при помощи любых других  способов нагрева, которые будут повышать температуру фольги до 200°C/мин.
Важное примечание: при недостаточном нагреве не возникнет стабильная реакция в NanoFoil и пака будет некачественной.

Остался один вопрос, который не был освещен - практический: «Как на деле попробовать  процесс NanoBond®  для последующего решения поставленной задачи?» Для решения именно этого вопроса, специалистами компании Indium был разработан специальный пробный комплект NanoFoil для испытания технологии.

Набор для испытания содержит в себе следующие материалы:

батарея (9 В) и специальные выводы, предназначенные для активации NanoFoil;
пинцет, изготовленный из металла;
алмазный стеклорез;
4 пластины из меди, с оловянным покрытием;
рекомендации пользователю NanoFoil + видеоролик;
зажимные приспособления для создания давления и фиксирования пластин;
шесть пластин фольги NanoFoil размером 2,5 x 2,5 мм (толщиной 40 микронов).
Подробнее об использовании набора NanoFoil для пробных испытаний

С помощью пинцета взять один лист фольги и проложить его между пластинами. Разложить фольгу следует так, чтобы маленький ее кусочек остался незадействованным, доступным для активации. Пластины необходимо класть очень аккуратно, поскольку любое неверное движение способно спровоцировать активацию.
Необходимо использовать специальные зажимы для фиксирования пластинок между собой, для обеспечения нужного давления.
Разложить предварительно подготовленный пакет на ровный стол, изготовленный из жаропрочного материала. Далее следует активировать фольгу NanoFoil, слегка коснувшись ее свободной поверхности сразу двумя проводниками, соединенными с  батарейкой 9 В.
Выполнив пробную работу с данным комплектом, можно получить необходимые навыки для работы с новейшей технологией NanoBond®. Неиспользованные листы фольги  можно оставить для последующей пайки.