Soldeerpasta voor PCB
Complete Selectie- & Applicatiegids
SAC305 of SnBiAg? No-clean of water-soluble flux? Type 3 of Type 5? Alles over legeringen, fluxtypen, stencilontwerp, reflow profielen en veelgemaakte fouten — zodat u de juiste soldeerpasta kiest voor uw project.
Hommer Zhao
Oprichter PCB Assemblage | 15+ jaar ervaring in PCB productie
Soldeerpasta is het fundament van elke SMT-assemblage. Toch zie ik regelmatig dat inkopers meer aandacht besteden aan componentprijzen dan aan de pasta die alles verbindt. In onze fabrieken verwerken we dagelijks honderden kilo's soldeerpasta voor klanten in automotive, medisch en industrieel. In deze gids deel ik hoe u de juiste pasta selecteert, veelgemaakte fouten vermijdt en uw printproces optimaliseert.
Wat is Soldeerpasta?
Soldeerpasta is een homogeen mengsel van microscopische soldeerbolletjes (85-92% van het gewicht) en flux (8-15%). Het is het startpunt van elk SMT-assemblageproces: de pasta wordt via een stencil op de PCB-pads geprint, componenten worden erop geplaatst en het geheel gaat door een reflow-oven waar de soldeerbolletjes smelten en permanente verbindingen vormen.
De kwaliteit van de soldeerverbinding hangt direct af van de juiste pastakeuze. De legering bepaalt de mechanische sterkte en het smeltpunt, de flux zorgt voor oxide-verwijdering en bevochtiging, en de deeltjesgrootte bepaalt hoe fijn u kunt printen. Een verkeerde keuze leidt tot defecten als bridging, tombstoning of voiding — problemen die pas zichtbaar worden na reflow.
Metaalgehalte (gewicht)
Wereldwijde markt (2025)
SMT-defecten door printfase
Marktaandeel loodvrij
Soorten Soldeerpasta Legeringen Vergeleken
De legering bepaalt het smeltpunt, de mechanische sterkte en de compatibiliteit met uw componenten. Sinds de EU RoHS-richtlijn 2011/65/EU is loodvrij solderen de standaard, met enkele uitzonderingen voor high-reliability toepassingen.
| Legering | Samenstelling | Smeltpunt | Sterkte | Kosten | Toepassing |
|---|---|---|---|---|---|
| SAC305 | Sn96,5/Ag3,0/Cu0,5 | 217-220°C | Uitstekend | Middel-hoog | Industriestandaard |
| SAC105 | Sn98,5/Ag1,0/Cu0,5 | 217-227°C | Goed | Lager | Consument/budget |
| SnBiAg | Sn42/Bi57/Ag1 | 138-170°C | Matig | Middel | Warmtegevoelig |
| Sn63/Pb37 | Sn63/Pb37 | 183°C | Uitstekend | Laagst | RoHS-uitzondering* |
| SnCu | Sn99,3/Cu0,7 | 227°C | Matig | Laagst (loodvrij) | Wave soldering |
* Loodhoudend soldeer (Sn63/Pb37) is nog toegestaan onder RoHS Annex III-uitzonderingen voor onder andere high-melting-temperature solders en bepaalde medische/militaire toepassingen. Meeste uitzonderingen verlopen in 2027.
SAC305 is de veilige keuze, maar niet altijd de beste
SAC305 is onze standaard voor 90% van de productie. Maar ik zie steeds meer klanten die baat hebben bij SnBiAg laag-temperatuur pasta, met name voor boards met warmtegevoelige LED's, bepaalde sensoren of wanneer het reflow-profiel anders te agressief wordt voor het substraat. Het lagere smeltpunt (138°C vs. 220°C) reduceert ook het energieverbruik met circa 30%. Bespreek altijd met uw assembleerder welke legering optimaal is voor uw specifieke DFM-vereisten.
— Hommer Zhao, PCB Assemblage
Fluxtypen: No-Clean, Water-Soluble & Rosin
De flux in soldeerpasta verwijdert oxiden van het padoppervlak, verbetert de bevochtiging van het soldeer en beschermt tegen hernieuwde oxidatie tijdens reflow. Het fluxtype bepaalt of u na solderen moet reinigen.
No-Clean (ROL0/REL0) — De Standaard
Verreweg het meest gebruikte fluxtype. Laat minimale, niet-corrosieve residuen achter die veilig op de PCB kunnen blijven. Ideaal voor consumentenelektronica, industrieel en de meeste turnkey assemblage. Geen reinigingsstap nodig, wat kosten en doorlooptijd bespaart.
Water-Soluble / OA (ORH1) — Maximale Activiteit
Sterkste oxide-verwijdering, ideaal voor geoxideerde oppervlakken en moeilijk soldeerbare finishes. De residuen zijn corrosief en moeten altijd worden verwijderd met gedeïoniseerd water. Verplicht voor IPC Klasse 3 (medisch, militair, luchtvaart) en wanneer conformal coating wordt aangebracht.
Rosin-Based (ROL1/RMA) — Traditioneel & Veelzijdig
Het oorspronkelijke fluxtype op basis van natuurlijke hars. Goede balans tussen activiteit en residu-goedaardigheid. Residuen zijn niet-corrosief maar kunnen klevend zijn en stof aantrekken. Steeds vaker vervangen door no-clean formuleringen maar nog populair bij handmatig solderen en rework.
Wanneer u wél moet reinigen na no-clean flux
No-clean flux hoeft normaal niet te worden gereinigd. Maar er zijn vier uitzonderingen: (1) wanneer conformal coating wordt aangebracht — fluxresiduen verstoren de hechting, (2) bij hoge-impedantie analoge circuits waar residuen lekstromen veroorzaken, (3) wanneer de klant IPC Klasse 3 specificatie eist, (4) voor veiligheid-kritische toepassingen in de medische en luchtvaartindustrie. Bespreek reinigingsvereisten altijd vróór de start van het assemblageproject.
Deeltjesgrootte (Mesh/Type) Kiezen
De deeltjesgrootte van het soldeerpoeder bepaalt hoe fijn u kunt printen. Kleinere deeltjes passen door fijnere stencilopeningen, maar zijn duurder en oxidatiegevoeliger. De IPC J-STD-005 classificeert de deeltjesgroottes in types.
| Type | Deeltjesgrootte | Minimale Pitch | Toepassing | Relatieve Kosten |
|---|---|---|---|---|
| Type 3 | 25-45 μm | ≥ 0,5 mm | Standaard SMT (0805, 0603, SOIC) | Laagst |
| Type 4 | 20-38 μm | ∼ 0,4 mm | Fine-pitch QFP, BGA, 0402 | Middel |
| Type 5 | 15-25 μm | ≤ 0,3 mm | Ultra-fine-pitch, micro-BGA, 0201 | Hoog |
| Type 6 | 5-15 μm | ≤ 0,2 mm | Wafer-level packaging, 01005 | Zeer hoog |
Vuistregel: kies het grofste type dat werkt
Fijnere deeltjes hebben een groter totaal oppervlak, waardoor ze sneller oxideren en kortere stencil-levensduur hebben. Gebruik Type 3 als standaard, en schaal alleen op naar Type 4 of 5 wanneer uw fijnste component dit vereist. Bij gemengde boards (bijv. 0201 én grote QFP's) kan een step stencil de oplossing zijn — dikkere paste op grote pads, dunnere depositie op fine-pitch gebieden. Lees ook onze BGA assemblage gids voor specifieke BGA-vereisten.
Stencilontwerp voor Optimale Pastadepositie
Het stencil is de "mal" waardoor soldeerpasta op de PCB-pads wordt gedrukt. De apertuurgrootte, wandafwerking en stencildikte bepalen hoeveel pasta er wordt overgedragen. De IPC-7525B standaard definieert de ontwerrichtlijnen.
Kritieke Ontwerpregels
Area Ratio ≥ 0,66
De verhouding (L × W) / [2 × (L + W) × T] moet minimaal 0,66 zijn voor betrouwbare paste-release. Bij een ratio onder 0,66 blijft pasta in de apertuur plakken.
Aspect Ratio ≥ 1,5
De breedte van de apertuur gedeeld door de stencildikte moet minimaal 1,5 zijn. Bij een 125 μm dik stencil betekent dit een minimale apertuurbreedte van 187,5 μm.
Apertuurreductie 5-7% t.o.v. pad
Maak stencilopeningen 5-7% kleiner dan de pads om bridging te voorkomen. Voor fine-pitch IC's kan tot 10% reductie nodig zijn.
Nano-coating voor betere release
Moderne stencils worden behandeld met nano-coating die de wandwrijving verlaagt. Dit verbetert de paste-release met 15-25%, vooral bij fine-pitch openingen.
Het stencil is 50% van uw printresultaat
Ik zie regelmatig dat klanten duizenden euro's uitgeven aan premium soldeerpasta maar een goedkoop stencil laten lasersnïjden. Een stencil van €50 met ruwe apertuurwanden veroorzaakt meer defecten dan het goedkoopste pasta-merk op een geëlektropolijst stencil van €150. Investeer in elektropolijste RVS-stencils met nano-coating — de ROI is direct zichtbaar in minder bridges, consistenter volume en minder rework.
— Hommer Zhao, PCB Assemblage
Aanbreningsmethoden voor Soldeerpasta
De methode waarmee soldeerpasta op de PCB wordt aangebracht bepaalt de nauwkeurigheid, doorvoersnelheid en kosten van het assemblageproces.
Stencilprinten
De standaardmethode voor SMT-serieproductie. Een squeegee drukt pasta door het stencil op de pads. Typische parameters: snelheid 25 mm/s, druk 500 g per 25 mm blad, hoek 60°.
Jet-Printing
Stencilvrije methode: een jetting-kop spuit pasta-druppels softwarematig op specifieke locaties. Geen stencilkosten, direct aanpasbaar per board. Ideaal voor prototypes en mixed-boards.
Dispenseren
Handmatig of geautomatiseerd dispenseren met een spuit. Geschikt voor rework, kleine series en hobby-toepassingen. Lagere nauwkeurigheid maar flexibel en zonder toolingkosten.
Reflow Soldeerprofielen
Na het printen en plaatsen gaat de PCB door een reflow-oven met vier temperatuurzones. Het reflow-profiel moet precies afgestemd zijn op de legering, de componenten en het boardontwerp.
| Zone | Doel | SAC305 (loodvrij) | Sn63/Pb37 (lood) |
|---|---|---|---|
| 1. Preheat | Geleidelijk opwarmen | 25 → 180°C (1-3°C/s) | 25 → 150°C (1-3°C/s) |
| 2. Soak | Temperatuuregalisatie | 180-200°C (60-120s) | 150-200°C (60-90s) |
| 3. Reflow | Soldeer smelten | 240-250°C (piek, ±5°C marge) | 210-230°C (piek, ±30°C marge) |
| 4. Cooling | Gecontroleerd afkoelen | 3-4°C/s (niet te snel) | 2-4°C/s |
Loodvrij reflow: slechts 5°C marge
Het grootste verschil tussen loodvrij en loodhoudend reflow is de procescontrole. SAC305 heeft een piektemperatuur van 240-250°C met slechts ±5°C marge — te laag en het soldeer smelt niet volledig, te hoog en componenten worden beschadigd. Loodhoudend soldeer heeft ±30°C marge. Dit maakt een nauwkeurig gekalibreerde reflow-oven essentieel voor loodvrij produceren. Gebruik altijd een thermokoppelprofiel op uw eerste productierun.
Veelvoorkomende Soldeerpasta Defecten & Oplossingen
De meeste soldeerpasta-defecten zijn te voorkomen met de juiste pasta-selectie, stencilontwerp en procesparameters. Hier zijn de zes meest voorkomende problemen.
Bridging (Kortsluitingen)
Oorzaak: Te veel pasta, stencil misalignment of slumping door te lage viscositeit. Oplossing: Verklein stencilaperturen (5-10% reductie), controleer alignment, gebruik pasta met hogere viscositeit. Verminder squeegee-druk om overmatige depositie te voorkomen.
Tombstoning (Grafsteeneffect)
Oorzaak: Ongelijke verwarming of asymmetrische pads zorgen ervoor dat één zijde van een chipcomponent eerder smelt, waardoor het component rechtop kantelt. Oplossing: Symmetrisch padontwerp, gelijkmatig pastadepositie-volume, optimaliseer preheat-zone voor egale temperatuurverdeling.
Voiding (Gasinsluitingen)
Oorzaak: Vluchtige stoffen in de flux verdampen tijdens reflow en worden ingesloten in de soldeerverbinding. Kritisch bij BGA-pakketten waar voids de thermische en elektrische geleiding verminderen. Oplossing: Optimaliseer soak-zone, gebruik vacuum reflow voor BGA, selecteer laag-void pasta-formuleringen.
Head-in-Pillow (HIP)
Oorzaak: De soldeerbal op de BGA en de pasta op het pad smelten, maar smelten niet samen door oxidatie of warpage. Het resultaat lijkt visueel op een verbinding maar is mechanisch zwak. Oplossing: Stikstofatmosfeer in de reflow-oven, versere pasta (minder oxidatie), PCB-support tegen warpage.
Soldeerbolletjes (Solder Balling)
Oorzaak: Vochtabsorptie in de pasta, te snelle opwarming of pasta die te lang op de stencil heeft gestaan. Kleine soldeerbolletjes spatten naast de pads. Oplossing: Correcte opslag (2-8°C), acclimatisatie vóór gebruik, verlaag preheat-snelheid, beperk open-stencil tijd.
Non-wetting / Dewetting
Oorzaak: Het soldeer hecht niet aan het pad door oxidatie, verontreiniging of een verlopen oppervlakteafwerking (vooral OSP). Oplossing: Controleer PCB-houdbaarheid, gebruik pasta met sterkere flux (water-soluble), reinig pads indien nodig, verifieer padafwerking.
Opslag & Houdbaarheid van Soldeerpasta
Soldeerpasta is een gevoelig product. Onjuiste opslag is de meest onderschatte oorzaak van soldeerproblemen. De flux degradeert bij hoge temperaturen en de metaaldeeltjes oxideren bij blootstelling aan lucht en vocht.
Opslagcondities
- Bewaar op 2-8°C (koelkast)
- Nooit in de vriezer — beschadigt fluxstructuur
- Pot rechtop bewaren (deksel boven)
- Houdbaarheid: 6-12 maanden ongeopend
Vóór Gebruik
- 2-4 uur acclimatiseren op kamertemperatuur
- Open nooit koude pasta (condensatie = defecten)
- Goed roeren om deeltjes te herverdelen
- Na openen: binnen 24-72 uur gebruiken
FIFO en temperatuurlogging zijn niet optioneel
In onze productielijnen loggen we de koelkasttemperatuur continu en hanteren we strikt FIFO (First In, First Out). Ik heb klanten gezien die soldeerpasta 2 jaar oud gebruikten "omdat het er nog goed uitzag" — met 15% hogere defect-rates als gevolg. De flux degradeert onzichtbaar. Mijn advies: behandel soldeerpasta als een bederfelijk product. Controleer altijd de vervaldatum, log uw voorraad en gooi verlopen pasta weg. De €30 per pot is niets vergeleken met de kosten van rework en velduitval.
— Hommer Zhao, PCB Assemblage
Solder Paste Inspection (SPI)
SPI is de eerste en belangrijkste inspectie in het SMT-proces. Omdat 60-70% van alle assemblagedefecten hun oorsprong heeft in de printfase, is het detecteren van pasta-afwijkingen vóór componentplaatsing cruciaal. Lees ook onze uitgebreide gids over PCB testen en kwaliteitscontrole.
Wat SPI Meet
- Volume — Is er genoeg pasta gedeponeerd?
- Hoogte — Is de laagdikte uniform?
- Oppervlakte — Bedekt de pasta het hele pad?
- Positie — Is de pasta uitgelijnd met het pad?
- Bridging — Zijn er verbindingen tussen pads?
2D vs. 3D SPI
- 2D SPI — Meet oppervlakte en positie. Goedkoper, maar meet geen volume.
- 3D SPI — Meet volume, hoogte én oppervlakte. Industriestandaard voor professionele productie.
- Closed-loop — 3D SPI stuurt printoffset automatisch bij naar de stencilprinter (Industry 4.0).
ROI van SPI: de investering betaalt zich direct terug
Een enkele gemiste pasta-afwijking die pas na reflow wordt ontdekt kost €5-50 aan rework. Bij een productie van 1.000 boards per dag en een defect-rate van 3% zonder SPI bespaart u dagelijks €150-1.500. Een 3D-SPI systeem betaalt zich binnen maanden terug. Bovendien eisen veel automotive en medische klanten SPI als onderdeel van hun kwaliteitsprotocol conform IPC Klasse 2 en 3.
Selectiegids: De Juiste Soldeerpasta Kiezen
De juiste soldeerpasta hangt af van uw toepassing, componenttypes, productievolume en kwaliteitseisen. Gebruik deze beslistabel als startpunt.
| Toepassing | Legering | Flux | Type |
|---|---|---|---|
| Standaard consument | SAC305 | No-clean | Type 3 |
| Fine-pitch / BGA | SAC305 | No-clean | Type 4 |
| Automotive / medisch | SAC305 | Water-soluble | Type 4 |
| Warmtegevoelig | SnBiAg | No-clean | Type 3-4 |
| Ultra-fine-pitch / 0201 | SAC305 | No-clean | Type 5 |
| Hobby / rework | SnBiAg of SAC305 | No-clean | Type 3 (spuit) |
Veelgestelde Vragen over Soldeerpasta
Wat is het verschil tussen SAC305 en SnBiAg soldeerpasta?
SAC305 (Sn96,5/Ag3,0/Cu0,5) is de industriestandaard met een smeltpunt van 217-220°C en uitstekende mechanische sterkte. SnBiAg is een laag-temperatuur legering (138-170°C), ideaal voor warmtegevoelige componenten. SAC305 is de standaard voor professionele productie; SnBiAg wordt gebruikt wanneer het standaard reflow-profiel componenten zou beschadigen.
Welke deeltjesgrootte (Type) soldeerpasta heb ik nodig?
Type 3 (25-45 μm) voor standaard SMT met pitch ≥ 0,5 mm. Type 4 (20-38 μm) voor fine-pitch rond 0,4 mm. Type 5 (15-25 μm) voor ultra-fine-pitch ≤ 0,3 mm en micro-BGA's. Kies altijd het grofste type dat uw fijnste component ondersteunt.
Hoe lang is soldeerpasta houdbaar?
Ongeopend 6-12 maanden bij 2-8°C. Na openen binnen 24-72 uur gebruiken. Vóór gebruik 2-4 uur op kamertemperatuur laten acclimatiseren. Bewaar nooit in de vriezer en open nooit koude pasta — condensatie veroorzaakt soldeerproblemen.
Wat is no-clean flux en wanneer is reiniging wél nodig?
No-clean flux laat minimale, niet-corrosieve residuen achter. Reiniging is wél nodig bij: medische/militaire toepassingen (IPC Klasse 3), wanneer conformal coating wordt aangebracht, hoge-impedantie circuits en bij water-soluble flux (altijd reinigen, residuen zijn corrosief).
Waarom is SPI (Solder Paste Inspection) belangrijk?
60-70% van alle SMT-defecten ontstaat bij de printfase. SPI detecteert onvoldoende volume, excessieve depositie, misalignment en bridging vóórdat componenten worden geplaatst. Dit voorkomt kostbare rework na reflow.
Bronnen & Referenties
- IPC J-STD-005 — Requirements for Soldering Pastes. De IPC-standaard voor soldeerpasta-specificaties inclusief deeltjesgrootteclassificatie. ipc.org
- AIM Solder — SAC305 Technical Data & Paste Handling Guidelines. Uitgebreide technische documentatie over loodvrije legeringen en opslagprotocollen. aimsolder.com
- Mordor Intelligence — Solder Paste Market Size & Share Analysis (2025-2030). Marktonderzoek over de wereldwijde soldeerpasta-industrie en groeiverwachtingen. mordorintelligence.com
- ESCATEC — Pros and Cons of PCB Stencil Printing vs Jet-Based Solder Printing. Vergelijking van stencilprinten en jet-printing technologieën. escatec.com
Gerelateerde Artikelen
SMT vs THT Assemblage: Technische Vergelijking
Surface Mount vs Through-Hole technologie uitgelegd.
Lees meer AssemblageBGA Assemblage: Complete Gids voor Ball Grid Array
Solderproces, X-ray inspectie en defecten voor BGA-pakketten.
Lees meer PCB MaterialenPCB Oppervlakteafwerking: HASL vs ENIG vs OSP
De juiste finish bepaalt de soldeerbaarheid van uw pads.
Lees meer