Типовий сплав Sn96.5Ag3.0Cu0.5 традиційний безсвинцевий паяльний оплавленням.А — область нагріву, В — область постійної температури (зона змочування), С — область плавлення олова.Після 260С йде зона охолодження.
Sn96.5Ag3.0Cu0.5 традиційний безсвинцевий сплав паяння оплавленням Температурна крива
Метою зони нагріву А є швидке нагрівання плати друкованої плати до температури активації потоку.Температура піднімається від кімнатної температури до приблизно 150°C приблизно за 45-60 секунд, а нахил має бути від 1 до 3. Якщо температура підвищується надто швидко, він може зруйнуватися та призвести до дефектів, таких як кульки припою та перемички.
Зона постійної температури B, температура плавно підвищується від 150°C до 190°C.Час базується на конкретних вимогах до продукту та контролюється приблизно від 60 до 120 секунд, щоб забезпечити повну активність розчинника флюсу та видалити оксиди зі зварювальної поверхні.Якщо час занадто довгий, може статися надмірна активація, що вплине на якість зварювання.На цьому етапі активна речовина в розчиннику флюсу починає діяти, і смола каніфолі починає розм’якшуватися і розтікатися.Активний агент дифундує та проникає в каніфольну смолу на прокладку друкованої плати та паяну торцеву поверхню деталі, а також взаємодіє з оксидом поверхні прокладки та спаяної поверхні деталі.Реакція, очищення поверхні, що зварюється, і видалення домішок.Одночасно смола каніфолі швидко розширюється, утворюючи захисну плівку на зовнішньому шарі зварювальної поверхні та ізолює її від контакту із зовнішнім газом, захищаючи зварювальну поверхню від окислення.Мета встановлення достатнього часу постійної температури полягає в тому, щоб насадка друкованої плати та деталі досягли однакової температури перед паянням оплавленням і зменшили різницю температур, оскільки здатність поглинати тепло різними частинами, встановленими на друкованій платі, дуже різна.Запобігайте проблемам якості, викликаним температурним дисбалансом під час оплавлення, таким як надгробки, помилкове паяння тощо. Якщо зона постійної температури нагрівається надто швидко, флюс у паяльній пасті швидко розширюватиметься та випаровуватиметься, спричиняючи різноманітні проблеми з якістю, такі як пори, здуття олово та олов'яні намистини.Якщо час постійної температури надто довгий, розчинник флюсу надмірно випаровується та втрачає свою активність і захисну функцію під час пайки оплавленням, що призведе до низки несприятливих наслідків, таких як фактичне паяння, почорнілі залишки паяних швів і тьмяні паяні з’єднання.У реальному виробництві час постійної температури має бути встановлено відповідно до характеристик фактичного продукту та безсвинцевої паяльної пасти.
Відповідний час для паяння зони C становить від 30 до 60 секунд.Занадто короткий час плавлення олова може спричинити такі дефекти, як слабке паяння, тоді як занадто довгий час може спричинити надлишок діелектричного металу або потемніти паяні з’єднання.На цьому етапі порошок сплаву в паяльній пасті плавиться і реагує з металом на спаюваній поверхні.Розчинник флюсу закипає в цей час і прискорює випаровування та інфільтрацію, а також долає поверхневий натяг при високих температурах, дозволяючи рідкому припою сплаву текти разом із флюсом, поширюватися на поверхню контактної площадки та огортати торцеву поверхню деталі для паяння, щоб утворити зволожуючий ефект.Теоретично, чим вища температура, тим кращий ефект змочування.Однак у практичних застосуваннях необхідно враховувати максимальну температурну стійкість плати друкованої плати та її частин.Регулювання температури та часу зони паяння оплавленням полягає в пошуку балансу між піковою температурою та ефектом пайки, тобто для досягнення ідеальної якості пайки в межах прийнятної пікової температури та часу.
Після зони зварювання йде зона охолодження.На цьому етапі припій охолоджується з рідкого стану в твердий, утворюючи паяні з’єднання, а всередині паяних з’єднань утворюються кристалічні зерна.Швидке охолодження дозволяє створювати надійні паяні з’єднання з яскравим блиском.Це пов’язано з тим, що швидке охолодження може призвести до утворення паяним з’єднанням сплаву з щільною структурою, тоді як менша швидкість охолодження призведе до утворення великої кількості інтерметалу та формування більших зерен на поверхні з’єднання.Достовірність механічної міцності такого паяного з'єднання низька, а поверхня паяного з'єднання буде темною і малоглянсовою.
Встановлення температури пайки оплавленням без свинцю
У процесі безсвинцевого паяння оплавленням порожнину печі повинна бути оброблена з цільного шматка листового металу.Якщо камеру печі виготовлено з невеликих шматочків листового металу, під дією високих температур без вмісту свинцю легко виникне деформація камери печі.Дуже необхідно перевірити паралельність колії при низьких температурах.Якщо доріжка деформується при високих температурах через матеріали та конструкцію, заклинювання та падіння дошки не уникнути.У минулому свинцевий припій Sn63Pb37 був звичайним припоєм.Кристалічні сплави мають однакову температуру плавлення та температуру замерзання, обидві 183°C.Безсвинцевий припой SnAgCu не є евтектичним сплавом.Його температура плавлення становить 217°C-221°C.Температура твердого тіла, коли температура нижча за 217°C, і температура рідини, коли температура вище 221°C.При температурі між 217°C і 221°C сплав демонструє нестабільний стан.
Час публікації: 27 листопада 2023 р