Автоматизована пайка і пайка хвилею припою в технології формування розводки друкованих плат, сайт

Автоматизована пайка і пайка хвилею припою в технології формування розводки друкованих плат

Найбільш часто використовуваним видом пайки друкованих плат в технології монтажу в наскрізні отвори і змішаної технології (монтаж в отвори і поверхневий монтаж) є технологія пайки хвилею припою. Процес пайки хвилею припою показаний на малюнку 1. Змонтована друкована плата закріплюється в конвеєрі. Конвеєр транспортує плату до автомата для нанесення флюсу, потім слід попередній нагрів плати, після якого здійснюється пайка хвилею розплавленого припою.

Малюнок 1 - Пайка хвилею припою

Одним з найважливіших етапів технологічного процесу пайки хвилею припою є нанесення флюсу. Ручне флюсування в даний час поступилося місцем більш точному автоматичному з метою підвищення продуктивності. Перевагою даної технології пайки є кращий контроль за кількістю флюсу. нанесеного на друковану плату, оскільки саме флюс визначає вхідну і вихідну геометрії хвилі розплавленого припою, які, в свою чергу, грають важливу роль в мінімізації таких дефектів пайки, як пропуски, перемички або бурульки. Флюс наносять шляхом розпилення або проведення плати через зону піноутворення, або розбризкування пінного флюсу. Для останнього методу пайки друкованих плат застосовуються пінні флюсователі.

Після флюсування плата спрямовується в зону попереднього нагріву, який здійснюється випромінюють обігрівачами. У міру нагрівання плати випаровуються летючі компоненти флюсового покриття і запускаються хімічні реакції між флюсом і оксидами на висновках або контактах і провідниках друкованої плати.

Далі в технології пайки хвилею припою формується подача розплавленого металу вгору через сопла, де вона досягає певної висоти, а потім падає назад в ванну. Температура ванни припою 260 ° С. Друкована плата перемішається на конвеєрі над поверхнею хвилі. Хвиля досягає нижньої поверхні друкованої плати, припой змочує контактні площадки і проникає вгору через отвори під дією капілярності. Швидкість конвеєра і кут плити, тобто кут, при якому плата переміщується у напрямку до хвилі, є критичними параметрами для зведення до мінімуму дефектів при пайку хвилею припою.

Ще одним важливим параметром для пайки хвилею припою є геометрія самої хвилі. Раніше на самому малюнку 1 була показана схема широко застосовується подвійний хвилі. Перша хвиля - турбулентна, яка протидіє силі поверхневого натягу розплавленого припою. Для її формування використовують вузьку струмінь припою, щоб ініціювати процес змочування. Друга хвиля - ламінарний. Ламінарний хвиля починається в точці входу плати, оскільки її геометрія дозволяє видалити перемички і надлишки розплавленого припою, які вона забирає з собою. На фотографії, наведеної на малюнку 2, показана друкована плата, що входить в турбулентну хвилю припою, яка створена в системі пайки подвійний хвилею.

Малюнок 2 - Пайка друкованої плати подвійний хвилею припою

Одним з варіантів пайки хвилею припою є так звана селективна пайка. Замість довгих хвиль, які омивають всю друковану плату, створюється міні-хвиля з розплавленого припою. Зменшена геометрія хвилі дозволяє виробляти пайку окремих компонентів або декількох компонентів тільки на окремих ділянках плати. Флюсування і попередній нагрів плати перед процесом пайки виробляються в ручному режимі.

Перехід на безсвинцеві припої сильно вплинув на технологію пайки хвилею припою. На щастя, температура зварювальної ванни 260 ° С, яка використовується для евтектичного припою олово-свинець, виявилася достатньою в більшості випадків, коли застосовуються сплави складу 99,3% Sn (олово) та 0,7% Cu (мідь) і Sn-Ag- Cu (олово-срібло-мідь). Деякі виробники вважають за краще піднімати температуру ванни з 260 до 270 ° С. У безсвинцеві припої додають Ni (нікель) і Ge (германій). щоб забезпечити утворення галтелів, які фахівці відділу технічного контролю (ВТК) звикли бачити при пайку олов'яно-свинцевими припоями. Високий поверхневий натяг безсвинцевим сплавів підвищує ймовірність утворення пропусків, перемичок і бурульок під час проходу друкованої плати над хвилею припою. Для мінімізації цих дефектів пайки друкованих плат слід підібрати хімічний склад флюсів, а також скорегувати кут плати і швидкість конвеєра. Нарешті, особливу проблему з пайкою хвилею безсвинцевої припоями представляє корозія деталей машин при контакті з олов'яними сплавами. Для зменшення корозії робочі колеса, сопла, перегородки, стіни ванної покривають спеціальними захисними матеріалами.