СТАТЬИ
Раскрытие возможностей пайки электронных компонентов на печатную плату
Термопрофиль печи
После установки электронных компонентов на печатную плату следующим этапом сборки является оплавление припоя в специальных печах. Пайкой оплавления припоя называется метод пайки, при котором плата с компонентами, установленными на площадках с пастой, проходит через печь, в которой происходит расплавление припоя и формирование паянных соединений.
Технологическая операция пайки является основным методом формирования паяных соединений при сборке печатных узлов по технологии поверхностного монтажа. Температурный профиль пайки среди всех условий данной операции является наиболее важным, определяя уровень дефектов при пайке.
Температурный профиль печи - зависимость изменения температуры от времени при пайке оплавлением. Типовой профиль состоит из постепенного нагрева до температуры предварительного нагрева, выдержки, нагрева до пиковой температуры, превышающей температуру плавления припоя, небольшой выдержки и охлаждения. Задача печи максимально точно выдерживать выбранный температурный профиль.
Печи для пайки разделяются по производительности и по способам нагрева печатной платы.
Рассмотрим, какие виды печей и технологии применяются для пайки печатных плат.
Технологии:
ИК(инфракрасный) нагрев осуществляется ИК лампами. Основным недостатком ИК метода является зависимость температуры от степени черноты нагреваемой поверхности, в результате чего корпуса компонентов часто нагреваются больше, чем паяльная паста. Из-за неравномерности нагрева данный метод в настоящее время самостоятельно редко применяется. В некотором оборудовании ИК метод используется в комбинации с конвекцией. Конвекционная пайка осуществляется с помощью потоков горячего воздуха или азота. Возможность применения азота позволяет получать более качественные паяные соединения. Пайка в паровой фазе осуществляется путем передачи тепла от испаренного теплоносителя.
Технологическая операция пайки является основным методом формирования паяных соединений при сборке печатных узлов по технологии поверхностного монтажа. Температурный профиль пайки среди всех условий данной операции является наиболее важным, определяя уровень дефектов при пайке.
Температурный профиль печи - зависимость изменения температуры от времени при пайке оплавлением. Типовой профиль состоит из постепенного нагрева до температуры предварительного нагрева, выдержки, нагрева до пиковой температуры, превышающей температуру плавления припоя, небольшой выдержки и охлаждения. Задача печи максимально точно выдерживать выбранный температурный профиль.
Печи для пайки разделяются по производительности и по способам нагрева печатной платы.
Рассмотрим, какие виды печей и технологии применяются для пайки печатных плат.
Технологии:
ИК(инфракрасный) нагрев осуществляется ИК лампами. Основным недостатком ИК метода является зависимость температуры от степени черноты нагреваемой поверхности, в результате чего корпуса компонентов часто нагреваются больше, чем паяльная паста. Из-за неравномерности нагрева данный метод в настоящее время самостоятельно редко применяется. В некотором оборудовании ИК метод используется в комбинации с конвекцией. Конвекционная пайка осуществляется с помощью потоков горячего воздуха или азота. Возможность применения азота позволяет получать более качественные паяные соединения. Пайка в паровой фазе осуществляется путем передачи тепла от испаренного теплоносителя.
камерные печи
Камерные печи, в которых все этапы пайки выполняются в одной камере со сменой мощности нагревателей.
Камерные печи бывают с ИК (инфракрасным) нагревателем, с конвекционным нагревателем и комбинированным нагревателем. Представляют собой замкнутую камеру, в которую помещается партия электронных плат. Оператор вносит в блок управления температурный профиль, меняющий нагрев спиралей на протяжении всего процесса пайки. Благодаря герметичности камерной печи возможно создание в ней вакуума или атмосферы из инертного газа, которая предотвращает коррозию металлических соединений. Такие установки используются в мелкосерийном и тестовом производстве, а также тогда, когда необходимо строго контролировать температурные и атмосферные условия пайки. Компактные однозонные настольные печи имеют маленькие габариты, низкое энергопотребление и стоимость, но формируемый ими профиль весьма далек от заданного. Дело здесь в следующем. Традиционный профиль пайки состоит из двух этапов: предварительный нагрев и пиковый нагрев. При переходе от предварительного к пиковому нагреву температура существенно возрастает за короткий промежуток времени. Однозонные печи не могут обеспечить такую высокую скорость нарастания температуры из-за особенностей конструкции и относительно низкой мощности нагревателей.
Камерные печи бывают с ИК (инфракрасным) нагревателем, с конвекционным нагревателем и комбинированным нагревателем. Представляют собой замкнутую камеру, в которую помещается партия электронных плат. Оператор вносит в блок управления температурный профиль, меняющий нагрев спиралей на протяжении всего процесса пайки. Благодаря герметичности камерной печи возможно создание в ней вакуума или атмосферы из инертного газа, которая предотвращает коррозию металлических соединений. Такие установки используются в мелкосерийном и тестовом производстве, а также тогда, когда необходимо строго контролировать температурные и атмосферные условия пайки. Компактные однозонные настольные печи имеют маленькие габариты, низкое энергопотребление и стоимость, но формируемый ими профиль весьма далек от заданного. Дело здесь в следующем. Традиционный профиль пайки состоит из двух этапов: предварительный нагрев и пиковый нагрев. При переходе от предварительного к пиковому нагреву температура существенно возрастает за короткий промежуток времени. Однозонные печи не могут обеспечить такую высокую скорость нарастания температуры из-за особенностей конструкции и относительно низкой мощности нагревателей.
двухзонные конвекционные печи
парофазовые печи
Новая Российская разработка - двухзонная конвекционная печь САХАРА. За счет инновационной двухзонной компоновки и корзины с автоматическим приводом печь обеспечивает отличное поддержание профиля пайки, свойственное многозонным печам и имеет миниатютные габариты, низкое энерпотребление и стоимость, характерные для однозонных камерных печей. Данный тип печей займет нишу между камерными печами и конвейерными печами.
Парофазовая печь
Отдельно рассмотрим печи камерные и линейные пайки в парофазовой среде.
Пайка оплавлением дозированного припоя в парогазовой фазе, или конденсационная пайка, получила широкое применение прежде всего благодаря хорошей совместимости со всеми технологическими операциями нового процесса монтажа. Этот метод позволяет осуществлять групповую пайку электронных компонентов в бескислородной, негорючей среде с контролируемыми условиями нагрева. Одной из важных особенностей такого процесса является независимость режимов нагрева от геометрической формы и размеров плат. Данные печи имеют начальную высокою стоимость и высокую стоимость эксплуатации. Печи применяют для особо сложных и специальных изделий.
Пайка оплавлением дозированного припоя в парогазовой фазе, или конденсационная пайка, получила широкое применение прежде всего благодаря хорошей совместимости со всеми технологическими операциями нового процесса монтажа. Этот метод позволяет осуществлять групповую пайку электронных компонентов в бескислородной, негорючей среде с контролируемыми условиями нагрева. Одной из важных особенностей такого процесса является независимость режимов нагрева от геометрической формы и размеров плат. Данные печи имеют начальную высокою стоимость и высокую стоимость эксплуатации. Печи применяют для особо сложных и специальных изделий.
конвейерные конвекционные печи
Конвейерные печи – это печи, в которых плата движется по тепловым зонам с различными значениями температур, но при постоянной мощности. Печатные платы с неприпаянными компонентами непрерывно подаются в печь оплавления припоя с одного конца и выходят с другого конца с уже припаянными компонентами. Таким образом, конвейерные печи могут быть частью общего конвейера. Они получают платы по конвейеру от установщика компонентов без вмешательства оператора. Температура различных зон по длине печи и скорость конвейера определяют температурный профиль печи. Большое количество зон (обычно от семи до одиннадцати) обеспечивает более эффективный контроль за температурным профилем пайки. В данных печах часто используют инертную среду, как правило, азот (N2), который позволяет улучшить качество паянных соединений.
Все чаще в конвейерных печах используют вакуумный модуль, который позволяет убрать пустоты в паянных изделиях. Данные печи позволяют выдержать точный термопрофиль и следовательно получить максимальное качество изделий. Данные печи имеют высокую стоимость и поэтому применяются на средне и крупносерийном производстве.
Вакуумный модуль
компактные конвейерные печи
Недорогой альтернативой являются небольшие конвейерные печи с количеством зон нагрева от трех до пяти. Данные печи подходят для сборки небольших по сложности изделий, т. к. поддержание точного термопрофиля ограничено размерами и количеством зон нагрева.
Откройте мир технологий поверхностного монтажа с нашим каналом на Дзене! Узнавайте о передовом оборудовании, которое мы производим, и погрузитесь в увлекательные статьи и видео.
Переходите по ссылке и будьте в курсе всех новостей!
Переходите по ссылке и будьте в курсе всех новостей!
