Пайка оплавлением широко используется для производства печатных плат. Она обеспечивает стабильную пайку для большого разнообразия требуемых компонентов и размеров контактных площадок. Кроме того, ее очень легко контролировать и отслеживать. Отрасли уже много лет используют пайку оплавлением для производства печатных плат. В этом руководстве мы объясним, что такое пайка оплавлением, как работает этот критический процесс, расскажем о распространенных дефектах пайки оплавлением и сравним ее с пайкой волной припоя. Давайте читать дальше.
Что такое пайка оплавлением?
Пайка оплавлением — это метод, используемый для присоединения компонентов поверхностного монтажа к печатной плате. Процесс начинается с нанесения паяльной пасты на обозначенные площадки на печатной плате. Затем компоненты помещаются на пасту, и сборка нагревается в печи оплавления. И когда температура повышается, паяльная паста расплавляется, создавая прочные электрические и механические соединения между компонентами и печатными платами.
Преимущества использования пайки оплавлением припоя
Пайка оплавлением позволяет одновременно обрабатывать несколько соединений. Это предотвращает отсоединение проводов во время пайки соседних проводов. Пайка оплавлением также улучшает качество получаемой печатной платы и предлагает множество других преимуществ, таких как,
- Улучшенная смачиваемость паяных соединений и компонентов поверхностного монтажа.
- Улучшенная паяемость большого количества электронных компонентов.
- Повышенная целостность соединения для важных электронных приложений.
- Уменьшение обесцвечивания доски.
- Устранение обуглившихся остатков флюса на нагревательных элементах и платах.
- Уменьшение образования белой дымки от окисления канифоли или оловянного флюса.
- Оптимизированная производительность паст с низким остатком и без очистки.
- Повышенная гибкость процесса для адаптации к широкому спектру условий эксплуатации.
Процесс пайки оплавлением припоя при производстве печатных плат: 6 этапов
Этап пайки оплавлением при изготовлении печатных плат включает в себя ряд этапов. Рассмотрим их по одному.
Паяльная паста
Сначала мы наносим паяльную пасту на плату. Мы наносим ее только на те области, которые требуют пайки. Мы достигаем этого с помощью машины для нанесения паяльной пасты и паяльной маски. После нанесения паяльной пасты мы можем перейти к следующему шагу.
Выбрать и разместить
После нанесения паяльной пасты мы можем установить компоненты на место. Обычно мы используем автоматизированную машину для выбора и установки компонентов. Это связано с тем, что ручная установка нецелесообразна из-за большого количества компонентов и требуемой точности. Однако необходимо обращаться с компонентами осторожно.
Разогрейте
Нам нужно постепенно доводить платы до необходимой температуры. Если скорость нагрева очень высокая, то компоненты или плата будут повреждены из-за термического напряжения. Кроме того, если скорость нагрева слишком высокая, то термическое напряжение не позволит некоторым областям платы достичь необходимой температуры. С другой стороны, если скорость нагрева слишком низкая, то вся плата может не достичь необходимой температуры.
Термическое замачивание
Как только мы доводим температуру платы до требуемой температуры, мы начинаем следующий шаг. Это часто известно как «термическое замачивание». Это то, где мы поддерживаем плату при требуемой температуре. Мы делаем это по трем причинам:
• Чтобы убедиться, что если есть области, которые не достигли требуемой температуры, это можно сделать на этом этапе.
• Для удаления летучих веществ и растворителей паяльной пасты.
• Для активации флюса.
оплавления
Этап оплавления — это этап процесса пайки, на котором мы достигаем самой высокой температуры. На этом этапе припой плавится и создает необходимые паяные соединения. Активированный флюс осуществляет металлургическую связь, уменьшая поверхностное натяжение на стыке задействованных металлов. Это позволяет человеку спаивать порошковые сферы, чтобы они расплавились и объединились.
Охлаждение
Нам необходимо охладить платы после этапа оплавления таким образом, чтобы это не оказывало нагрузки на компоненты. Вы можете избежать теплового удара по компонентам и чрезмерного образования интерметаллических соединений, используя соответствующую скорость охлаждения. В основном мы используем диапазон температур 30–100 °C для охлаждения плат. Этот диапазон температур создает быструю скорость охлаждения, которая может помочь в создании очень мелкого размера зерна. Это может позволить припою создать прочное механическое соединение.
Распространенные дефекты пайки оплавлением, на которые следует обратить внимание
Как и любой производственный процесс, пайка оплавлением имеет свои дефекты. Мы кратко рассмотрим некоторые распространенные дефекты пайки оплавлением и то, как их можно избежать.
Брызги припоя
Брызги припоя возникают, когда паяльная паста прилипает к паяльной маске в беспорядке. Они вызваны неправильным использованием флюса. Это также может быть результатом присутствия загрязняющих веществ на поверхности плат. Их можно избежать, используя достаточное количество флюса, и их следует предотвращать любой ценой, поскольку они могут вызвать короткое замыкание.
Пропуски припоя
Пропуск припоя — это паяное соединение, которое не смачивается припоем должным образом. Это происходит, когда припой не может достичь контактной площадки, что приводит к разомкнутой цепи. Это происходит из-за ошибок на этапе производства или проектирования. Вам следует равномерно распределить паяльную пасту, если вы хотите избежать пропусков припоя.
Шаровидный припой
Шарики припоя являются распространенным дефектом при пайке оплавлением. Это небольшие сферы паяльной пасты, которые прилипают к резисту, проводнику или ламинированной поверхности. Они могут возникнуть по ряду причин, таких как плохой диапазон температур оплавления, использование ржавых электронных компонентов, неправильное нанесение паяльной пасты и грубая конструкция печатной платы.
Припой голодный
Соединение с недостатком припоя — это соединение, в котором недостаточно припоя для формирования жизнеспособного соединения. Чаще всего это происходит из-за недостаточного нагрева, что может привести к поломке всей цепи. Иногда соединение с недостатком припоя сначала функционирует нормально, но в конечном итоге выходит из строя, поскольку начинают образовываться трещины. Вы можете исправить соединение с недостатком припоя, просто повторно нагрев соединение и добавив больше паяльной пасты.
Люди часто путают соединения с недостатком припоя с пропуском припоя. Однако это не одно и то же. Пропуски припоя — это такие паяные соединения, куда припой вообще не может попасть или не может образовать механическое соединение из-за плохого смачивания. Соединение с недостатком припоя — это такое соединение, где количество припоя недостаточно для образования электрического соединения.
Надгробие
Надгробие печатной платы происходит, когда одна сторона компонента отрывается от площадки. Припой должен начать процесс смачивания, прикрепляясь к обеим площадкам. Однако, если припой не может завершить процесс смачивания на одной площадке, то одна сторона компонента может наклониться. Это будет выглядеть как типичный надгробный камень, и отсюда и произошло название этого дефекта.
Образование «надгробий» может быть результатом чего угодно, что расплавит паяльную пасту на одной площадке раньше, чем на другой. Типичные причины — неравномерная толщина дорожек, которые соединяются с площадкой, или отсутствие конструкции термического рельефа. Если компоненты имеют большой корпус, они могут проскальзывать в паяльной пасте, и это может зафиксировать их в форме надгробия.
Паяльная перемычка
Много проблем может возникнуть при использовании мелких компонентов и припойный мостик В этом отношении первое место занимает припойное соединение. Припойное соединение происходит, когда два или более паяных соединения случайно соединяются друг с другом. Это происходит в основном из-за использования больших или широких наконечников паяльника и нанесения слишком большого количества паяльной пасты. Часто бывает трудно соединить припойное соединение, поскольку они иногда имеют микроскопическую природу. Если мы не можем обнаружить припойное соединение, это может привести к короткому замыканию и сгоранию или повреждению компонентов.
Мы можем исправить припойный мост, удерживая паяльник в середине припоя. Это расплавит припой, и мы сможем протянуть его, чтобы сломать мост. Мы можем использовать отсос для припоя, если припойный мост слишком большой.
Поднятые колодки
Поднятые контактные площадки — это те контактные площадки, которые оторвались от поверхности печатной платы. Чаще всего это происходит из-за чрезмерного нагрева или большого усилия на паяном соединении. С такими контактными площадками трудно работать, поскольку они довольно хрупкие и могут оторваться от поверхности. Вы должны приложить все усилия, чтобы прикрепить контактную площадку обратно на печатную плату, прежде чем пытаться ее припаять.
Пайка оплавлением и пайка волной припоя: в чем разница?
Для сборки печатной платы используются два различных процесса: пайка оплавлением и пайка волной припоя, каждый из которых подходит для различных типов компонентов и производственных нужд.
Для наиболее используемой области пайка оплавлением припоя в основном применяется для размещения компонентов поверхностного монтажа. Это отличный метод для небольших, деликатных и высокоплотных компонентов.
С другой стороны, пайка волной припоя является обычным процессом для компоненты сквозного отверстия в котором печатная плата проходит через волну расплавленного припоя для сварки выводов компонента с контактными площадками печатной платы. В то время как пайка оплавлением обеспечивает большую точность для компонентов с малым шагом, пайка волной более эффективна для крупномасштабного производства компонентов с сквозным отверстием, особенно в сочетании с селективная пайка для смешанных сборок компонентов.
Одним словом, при выборе метода пайки выбор этих методов определяется типом компонентов на печатной плате, сложностью сборки и желаемым объемом производства.
Резюме
Пайка оплавлением — это процесс, требующий опыта и современного оборудования, поскольку точный контроль температуры и аккуратное обращение имеют решающее значение для обеспечения прочных, надежных паяных соединений. Правильная настройка и квалифицированные специалисты имеют решающее значение для предотвращения дефектов и достижения оптимальных результатов. MOKO Technology имеет 8 автоматических линий сборки SMD и современную установку для пайки оплавлением. Благодаря нашим огромным производственным мощностям и высококвалифицированным специалистам вы можете доверить нам выполнение сложной пайки оплавлением с точностью. Если у вас нет ресурсов для надлежащей пайки оплавлением ваших печатных плат или вы просто не хотите заниматься ее сложностью, то смело обращайтесь к нам.
