Пайка оплавленням є вирішальним кроком у процесі SMT.Температурний профіль, пов’язаний з оплавленням, є важливим параметром, який потрібно контролювати, щоб забезпечити належне з’єднання частин.Параметри певних компонентів також безпосередньо впливатимуть на температурний профіль, обраний для цього етапу процесу.
На двоколійному конвеєрі дошки з новорозміщеними компонентами проходять через гарячу та холодну зони печі оплавлення.Ці кроки призначені для точного контролю плавлення та охолодження припою для заповнення паяних з’єднань.Основні зміни температури, пов’язані з профілем оплавлення, можна розділити на чотири фази/області (перелічені нижче та проілюстровані далі):
1. Розминка
2. Постійне нагрівання
3. Висока температура
4. Охолодження
1. Зона попереднього підігріву
Метою зони попереднього нагрівання є випаровування розчинників з низькою температурою плавлення в паяльній пасті.Основні компоненти флюсу в паяльній пасті включають смоли, активатори, модифікатори в'язкості та розчинники.Розчинник головним чином виконує роль носія для смоли з додатковою функцією забезпечення достатнього зберігання паяльної пасти.Зона попереднього нагрівання повинна випаровувати розчинник, але нахил підвищення температури повинен контролюватися.Надмірна швидкість нагрівання може викликати термічне навантаження на компонент, що може пошкодити компонент або зменшити його продуктивність/термін служби.Іншим побічним ефектом занадто високої швидкості нагрівання є те, що паяльна паста може зруйнуватися та спричинити коротке замикання.Особливо це стосується паяльних паст з високим вмістом флюсу.
2. Зона постійної температури
Налаштування зони постійної температури в основному контролюється в межах параметрів постачальника паяльної пасти та теплоємності друкованої плати.Цей етап виконує дві функції.По-перше, це досягнення рівномірної температури для всієї друкованої плати.Це допомагає зменшити наслідки термічної напруги в зоні оплавлення та обмежує інші дефекти спаювання, такі як підйом компонента більшого об’єму.Іншим важливим ефектом цього етапу є те, що флюс у паяльній пасті починає агресивно реагувати, збільшуючи змочуваність (і поверхневу енергію) поверхні зварного шва.Це гарантує, що розплавлений припій добре змочує поверхню спаювання.Через важливість цієї частини процесу необхідно ретельно контролювати час витримки та температуру, щоб гарантувати, що флюс повністю очищає поверхні паяння та що флюс не витрачається повністю до того, як він досягне процесу пайки оплавленням.Необхідно зберегти флюс під час фази оплавлення, оскільки він полегшує процес змочування припою та запобігає повторному окисленню спаяної поверхні.
3. Зона високої температури:
Зона високої температури - це місце, де відбувається повна реакція плавлення та змочування, де починає формуватися інтерметалічний шар.Після досягнення максимальної температури (вище 217°C) температура починає знижуватися і опускається нижче зворотної лінії, після чого припій твердне.Цю частину процесу також потрібно ретельно контролювати, щоб підвищення та зниження температури не піддавало деталь термічному удару.Максимальна температура в зоні оплавлення визначається температурним опором чутливих до температури компонентів на друкованій платі.Час у зоні високої температури має бути якомога коротшим, щоб гарантувати хороше зварювання компонентів, але не настільки довгим, щоб інтерметалічний шар став товщим.Ідеальний час у цій зоні зазвичай становить 30-60 секунд.
4. Зона охолодження:
Як частина загального процесу пайки оплавленням, важливість зон охолодження часто ігнорується.Хороший процес охолодження також відіграє ключову роль у кінцевому результаті зварювання.Хороший паяний шов має бути яскравим і плоским.Якщо ефект охолодження поганий, виникне багато проблем, таких як підвищення компонентів, темні паяні з’єднання, нерівні поверхні паяних з’єднань і потовщення шару інтерметалічної сполуки.Тому пайка оплавленням повинна забезпечувати хороший профіль охолодження, ні надто швидке, ні надто повільне.Занадто повільно, і ви отримаєте деякі з вищезгаданих проблем із поганим охолодженням.Надто швидке охолодження може призвести до термічного удару компонентів.
Загалом не можна недооцінювати важливість етапу оплавлення SMT.Для отримання хороших результатів процесом необхідно добре керувати.
Час публікації: 30 травня 2023 р