Pasta lutownicza to preparat sproszkowanego lutowia w lepkiej paście topnikowej, używany głównie do lutowania elementów do montażu powierzchniowego na płytkach drukowanych. Możliwe jest również lutowanie kołka przelotowego w elementach pasty poprzez nadruk pasty lutowniczej w otworach i nad nimi. Lepka pasta tymczasowo utrzymuje komponenty na miejscu; płytę następnie podgrzewa się, topiąc pastę i tworząc połączenie mechaniczne oraz połączenie elektryczne.
Pasta lutownicza jest zwykle używana w procesie drukowania szablonowego za pomocą drukarki pasty lutowniczej [1], w której pasta jest nakładana na maskę ze stali nierdzewnej lub poliestru w celu utworzenia pożądanego wzoru na płytce drukowanej. Pastę można dozować pneumatycznie, metodą transferu pinów (siatka pinów zanurzana jest w paście lutowniczej, a następnie nakładana na płytkę) lub metodą druku strumieniowego (gdzie pasta jest wyrzucana na podkładki przez dysze, jak w drukarce atramentowej).
Po wydrukowaniu pasty elementy są umieszczane za pomocą maszyny pick-and-place lub ręcznie. Oprócz samego tworzenia złącza lutowniczego nośnik/topnik pasty musi mieć wystarczającą kleistość, aby utrzymać komponenty podczas przechodzenia zespołu przez różne procesy produkcyjne, być może przemieszczania go po fabryce. Mikrokontroler Attiny umieszczony w paście lutowniczej przed lutowaniem rozpływowym Po umieszczeniu komponentów następuje proces lutowania rozpływowego.
Producent pasty zaproponuje odpowiedni profil temperatury rozpływu, dostosowany do jego indywidualnej pasty. Głównym wymaganiem jest delikatny wzrost temperatury, aby zapobiec wybuchowej ekspansji (która może powodować „kulowanie się lutu”), a jednocześnie aktywować topnik. Następnie lut topi się. Czas w tym obszarze znany jest jako Czas Nad Liquidusem. Po tym czasie wymagany jest stosunkowo szybki okres schładzania.
Aby połączenie lutowane było dobre, należy użyć odpowiedniej ilości pasty lutowniczej. Zbyt dużo pasty może spowodować zwarcie; za mało może skutkować słabym połączeniem elektrycznym lub wytrzymałością fizyczną. Chociaż pasta lutownicza zazwyczaj zawiera wagowo około 90% metalu w postaci stałej, objętość złącza lutowanego stanowi tylko około połowę objętości zastosowanej pasty lutowniczej. Wynika to z obecności w paście topnika i innych środków niemetalicznych oraz mniejszej gęstości cząstek metalu zawieszonych w paście w porównaniu z końcowym, stałym stopem.
Podobnie jak w przypadku wszystkich topników stosowanych w elektronice, pozostawione pozostałości mogą być szkodliwe dla obwodu, a istnieją standardy (np. J-std, JIS, IPC) mierzące bezpieczeństwo pozostawionych pozostałości.
W większości krajów najpopularniejsze są pasty lutownicze „no clean”; w Stanach Zjednoczonych powszechne są pasty rozpuszczalne w wodzie (które wymagają obowiązkowego czyszczenia).
Zgodnie z normą IPC J-STD-004 „Wymagania dotyczące topników lutowniczych” pasty lutownicze dzieli się na trzy typy w zależności od rodzaju topnika:
Topniki na bazie kalafonii produkowane są z kalafonii, naturalnego ekstraktu z drzew sosnowych. Topniki te można w razie potrzeby oczyścić po procesie lutowania przy użyciu rozpuszczalnika (potencjalnie zawierającego chlorofluorowęglowodory) lub zmydlającego się zmywacza topnika.
Topniki rozpuszczalne w wodzie składają się z materiałów organicznych i zasad glikolowych. Dostępna jest szeroka gama środków czyszczących do tych topników.
Topnik nie wymagający czyszczenia został zaprojektowany tak, aby pozostawiał jedynie niewielkie ilości pozostałości obojętnego topnika. Pasty No-Clean oszczędzają nie tylko koszty czyszczenia, ale także nakłady inwestycyjne i powierzchnię podłogi. Jednakże pasty te wymagają bardzo czystego środowiska montażu i mogą wymagać obojętnego środowiska rozpływu.
