Пайка оплавлением является важным этапом в процессе поверхностного монтажа.Температурный профиль, связанный с оплавлением, является важным параметром, который необходимо контролировать, чтобы обеспечить правильное соединение деталей.Параметры определенных компонентов также будут напрямую влиять на температурный профиль, выбранный для этого этапа процесса.
На двухпутном конвейере платы с вновь установленными компонентами проходят через горячую и холодную зоны печи оплавления.Эти шаги предназначены для точного контроля плавления и охлаждения припоя для заполнения паяных соединений.Основные изменения температуры, связанные с профилем оплавления, можно разделить на четыре фазы/области (перечислены ниже и проиллюстрированы ниже):
1. Разминка
2. Постоянный нагрев
3. Высокая температура
4. Охлаждение
1. Зона предварительного нагрева
Целью зоны предварительного нагрева является улетучивание растворителей с низкой температурой плавления, содержащихся в паяльной пасте.Основными компонентами флюса в паяльной пасте являются смолы, активаторы, модификаторы вязкости и растворители.Роль растворителя заключается в основном в качестве носителя смолы с дополнительной функцией обеспечения достаточного хранения паяльной пасты.Зона предварительного нагрева должна испарять растворитель, но необходимо контролировать наклон повышения температуры.Чрезмерная скорость нагрева может вызвать термическую нагрузку на компонент, что может привести к его повреждению или снижению его производительности/срока службы.Еще одним побочным эффектом слишком высокой скорости нагрева является то, что паяльная паста может разрушиться и вызвать короткое замыкание.Особенно это касается паяльных паст с высоким содержанием флюса.
2. Зона постоянной температуры
Настройка зоны постоянной температуры в основном контролируется параметрами поставщика паяльной пасты и теплоемкостью печатной платы.Этот этап имеет две функции.Во-первых, необходимо добиться одинаковой температуры для всей печатной платы.Это помогает уменьшить воздействие термического напряжения в области оплавления и ограничивает другие дефекты пайки, такие как подъем компонента большего объема.Еще одним важным эффектом этого этапа является то, что флюс в паяльной пасте начинает агрессивно реагировать, увеличивая смачиваемость (и поверхностную энергию) поверхности сварного шва.Это гарантирует, что расплавленный припой хорошо смачивает поверхность пайки.Из-за важности этой части процесса время выдержки и температуру необходимо тщательно контролировать, чтобы гарантировать, что флюс полностью очистит поверхности пайки и не израсходуется полностью до того, как он достигнет процесса пайки оплавлением.На этапе оплавления необходимо сохранять флюс, поскольку он облегчает процесс смачивания припоя и предотвращает повторное окисление паяемой поверхности.
3. Зона высокой температуры:
В высокотемпературной зоне происходит полная реакция плавления и смачивания, где начинает формироваться интерметаллидный слой.После достижения максимальной температуры (выше 217°С) температура начинает падать и опускается ниже линии обратки, после чего припой затвердевает.Эту часть процесса также необходимо тщательно контролировать, чтобы скачок температуры вверх и вниз не подвергал деталь тепловому удару.Максимальная температура в зоне оплавления определяется термостойкостью термочувствительных компонентов печатной платы.Время нахождения в зоне высоких температур должно быть как можно более коротким, чтобы обеспечить хорошую сварку деталей, но не настолько продолжительным, чтобы интерметаллидный слой стал толще.Идеальное время пребывания в этой зоне обычно составляет 30-60 секунд.
4. Зона охлаждения:
В рамках общего процесса пайки оплавлением важность зон охлаждения часто упускается из виду.Хороший процесс охлаждения также играет ключевую роль в конечном результате сварки.Хорошее паяное соединение должно быть ярким и ровным.Если охлаждающий эффект неудовлетворителен, возникнет множество проблем, таких как подъем компонентов, темные паяные соединения, неровные поверхности паяных соединений и утолщение слоя интерметаллического соединения.Следовательно, пайка оплавлением должна обеспечивать хороший профиль охлаждения: не слишком быстрое и не слишком медленное.Если он будет слишком медленным, вы получите некоторые из вышеупомянутых проблем с плохим охлаждением.Слишком быстрое охлаждение может привести к термическому удару компонентов.
В целом, важность этапа оплавления SMT нельзя недооценивать.Для достижения хороших результатов этим процессом необходимо хорошо управлять.
Время публикации: 30 мая 2023 г.