Войти
Селективная пайка машина 
График температуры и времени, показывающий ванну для пайки волной припоя и температуру верхней поверхности Пайка волной представляет собой процесс массовой пайки, используемый при производстве печатных плат. Печатная плата проходит над поддоном с расплавленным припоем, в котором насос вызывает всплытие припоя, которое выглядит как стоячая волна. Когда печатная плата контактирует с этой волной, компоненты припаиваются к плате. Пайка волной припоя используется как для печатных плат в сквозных отверстиях, так и для поверхностного монтажа. В последнем случае компоненты наклеиваются на поверхность печатной платы (PCB) с помощью установочного оборудования перед тем, как пройти через волну расплавленного припоя. Волновая пайка в основном используется при пайке компонентов со сквозными отверстиями.
Поскольку компоненты со сквозными отверстиями были в значительной степени заменены компонентами поверхностного монтажа, пайка волной припоя была вытеснена методами пайки оплавлением во многих крупномасштабных электронных приложениях. Тем не менее, все еще существует значительная пайка волной припоя там, где технология поверхностного монтажа (SMT) не подходит (например, устройства большой мощности и разъемы с большим количеством контактов), или где преобладает простая технология сквозного монтажа (некоторые основные устройства ).
Простая машина для пайки волной припоя. Существует много типов машины для пайки волной припоя; однако основные компоненты и принципы работы этих машин одинаковы. Основное оборудование, используемое во время процесса, - это конвейер, который перемещает печатную плату через различные зоны, поддон с припоем, используемый в процессе пайки, насос, создающий настоящую волну, распылитель для флюса и площадка для предварительного нагрева. Припой обычно представляет собой смесь металлов. Типичный свинцовый припой имеет химический состав 50% олова, 49,5% свинца и 0,5% сурьмы. Однако директива об ограничении содержания опасных веществ (RoHS) привела к исключению свинцового припоя в современном производстве, и теперь используются альтернативы, не содержащие свинца. Обычно используются сплавы олово-серебро-медь и олово-медь-никель, при этом один из распространенных сплавов (SN100C) состоит из 99,25% олова, 0,7% меди, 0,05% никеля и <0.01% germanium.
Пример приспособления оптимизатора припоя волной, показывающий датчики Флюс в процессе пайки волной припоя имеет первостепенную и второстепенную цель. Основная цель - очистить компоненты, подлежащие пайке, в основном любые оксидные слои, которые могли образоваться. Есть два типа флюса: коррозионный и некоррозионный. Некоррозионный флюс требует предварительной очистки и используется, когда требуется низкая кислотность. Коррозионный флюс действует быстро и требует небольшой предварительной очистки, но имеет более высокую кислотность.
Предварительный нагрев помогает ускорить процесс пайки и предотвратить термический удар.
Некоторые типы флюсов, называемые флюсами «без очистки», не требуют очистки; их остатки доброкачественны после процесса пайки. Обычно флюсы без очистки особенно чувствительны к условиям процесса, что может сделать их нежелательными в некоторых областях применения. Однако для других видов флюса требуется стадия очистки, на которой ПХБ промывают растворителями и / или деионизированной водой для удаления остатков флюса.
Качество зависит от правильной температуры при нагревании и от должным образом обработанных поверхностей.
| Дефект | Возможные причины | Последствия |
|---|---|---|
| Трещины | Механическое напряжение | Потеря проводимости |
| Полости | Загрязненная поверхность Отсутствие флюса. Недостаточный предварительный нагрев | Снижение прочности Плохая проводимость |
| Неправильная толщина припоя | Неправильная температура припоя Неправильная скорость конвейера | Восприимчивость к напряжение Слишком тонкий для токовой нагрузки. Нежелательная перемычка между дорожками |
| Плохой проводник | Загрязненный припой | Неисправности продукта |
Различные комбинации олова, свинца и других металлов используются для создания припоя. Используемые комбинации зависят от желаемых свойств. Самыми популярными комбинациями являются сплавы SAC (олово (Sn) / серебро (Ag) / медь (Cu)) и Sn63Pb37 (Sn63A), который на 63% состоит из олова и на 37% из свинца. Последняя комбинация прочна, имеет низкий диапазон плавления, быстро тает и схватывается. Составы с более высоким содержанием олова придают припою более высокую коррозионную стойкость, но повышают температуру плавления. Другой распространенный состав - 11% олова, 37% свинца, 42% висмута и 10% кадмия. Эта комбинация имеет низкую температуру плавления и полезна для пайки компонентов, чувствительных к нагреванию. Требования к окружающей среде и производительности также влияют на выбор сплава. Общие ограничения включают ограничения на свинец (Pb), когда требуется соответствие RoHS, и ограничения на чистое олово (Sn), когда важна долговременная надежность.
Важно, чтобы печатным платам дать остыть с разумной скоростью. Если они охлаждаются слишком быстро, печатная плата может деформироваться, и припой может выйти из строя. С другой стороны, если печатной плате дать остыть слишком медленно, она может стать хрупкой, а некоторые компоненты могут быть повреждены нагреванием. Печатную плату следует охлаждать тонкой струей воды или воздухом, чтобы уменьшить степень повреждения платы.
Термическое профилирование - это измерение нескольких точек на цепи плату для определения теплового отклонения, которое требуется в процессе пайки. В производстве электроники SPC (статистический контроль процессов) помогает определить, находится ли процесс под контролем, измеряя его по параметрам оплавления, определенным технологиями пайки и требованиями к компонентам. Для таких продуктов, как Solderstar WaveShuttle и Optiminer, были разработаны специальные приспособления, которые проходят через процесс и могут измерять температурный профиль, а также время контакта, параллельность волн и высоту волн. Эти приспособления в сочетании с программным обеспечением для анализа позволяют инженеру-технологу установить, а затем контролировать процесс пайки волной припоя.
Пример приспособления, используемого для сбора данных процесса с машины пайки волной припоя Высота волны припоя является ключевым параметром, который необходимо оценить при настройке процесса пайки волной припоя. Время контакта между волной припоя и паяемой сборкой обычно составляет от 2 до 4 секунд. Это время контакта контролируется двумя параметрами на машине: скоростью конвейера и высотой волны, изменение любого из этих параметров приведет к изменению времени контакта. Высота волны обычно регулируется путем увеличения или уменьшения скорости насоса на машине. Изменения можно оценить и проверить с помощью пластины из закаленного стекла, если требуется более подробная запись, доступны приспособления, которые в цифровом виде записывают время контакта, высоту и скорость.
Время контакта и форма припоя волной припоя на нижней стороне печатной платы 