Есть много типовмашины для пайки волной припоя. Однако основные компоненты и принципы работы этих машин одинаковы. Основным оборудованием, используемым в процессе, является конвейерная лента, которая перемещает печатную плату через различные области, лоток для припоя, используемый в процессе пайки, насос, создающий фактические волны, распылитель флюса и пластина для предварительного нагрева. Припой обычно представляет собой смесь металлов.
Флюс
Флюс в процессе пайки волной припоя имеет первичную и вторичную цель. Основная цель состоит в том, чтобы очистить детали, подлежащие пайке, в первую очередь любой оксидный слой, который мог образоваться. Существует два типа флюсов: коррозионные и неагрессивные. Неагрессивные флюсы требуют предварительной очистки и используются, когда требуется низкая кислотность. Коррозионные флюсы действуют быстро и требуют небольшой предварительной очистки, но имеют более высокий уровень кислотности.
Предварительный нагрев
Предварительный нагрев помогает ускорить процесс пайки и предотвращает тепловой удар.
Уборка
Некоторые типы флюсов, называемые флюсами без очистки, не требуют очистки. Их остатки безвредны после процесса пайки. Часто флюсы без очистки особенно чувствительны к условиям процесса, что может сделать их нежелательными в некоторых приложениях. Однако другие типы флюсов требуют стадии очистки, когда печатная плата промывается растворителями и/или деионизированной водой для удаления остатков флюса.
Отделка и качество
Качество зависит от правильной температуры при нагреве и правильно обработанной поверхности.
Типы припоя
Для изготовления припоя используются различные комбинации олова, свинца и других металлов. Используемая комбинация зависит от желаемых свойств. Наиболее популярными комбинациями являются сплав SAC (олово (Sn)/серебро (Ag)/медь (Cu)) для бессвинцовых процессов и Sn63Pb37 (Sn63A), эвтектический сплав, состоящий из 63 процентов олова и 37 процентов свинца. Последнее сочетание имеет высокую прочность, небольшой интервал плавления и быстрое плавление и затвердевание (т. е. нет «пластического» интервала между твердым и расплавленным состояниями, как в старом сплаве 60% Sn/40% Pb). 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 более низкую температуру плавления и полезна для пайки термочувствительных деталей. Требования к окружающей среде и производительности также влияют на выбор сплава. Общие ограничения включают свинец (Pb), когда требуется соответствие RoHS, и чистое олово (Sn), когда важна долгосрочная надежность.
Влияние скорости охлаждения
Важно, чтобы печатные платы охлаждались с разумной скоростью. Если они остынут слишком быстро, то печатная плата может деформироваться, что повлияет на припой. С другой стороны, если печатным платам дать остыть слишком медленно, они станут хрупкими, и некоторые компоненты могут быть термически повреждены. Печатные платы следует охлаждать тонкой струей воды или воздушным охлаждением, чтобы уменьшить уровень повреждения платы.
Термическое профилирование
Термическое профилирование — это измерение нескольких точек на печатной плате для определения ее температурного отклонения в процессе пайки. В производстве электроники SPC (статистический контроль процесса) помогает определить, находится ли процесс под контролем, путем измерения параметров оплавления в соответствии с технологией пайки и требованиями к компонентам.
Высота волны припоя
Высота волны припоя является ключевым параметром, который необходимо оценить при настройке процесса пайки волной припоя. Время контакта между волной и свариваемым компонентом обычно составляет от 2 до 4 секунд. Это время контакта контролируется двумя параметрами машины, скоростью конвейера и высотой волны, и изменение любого из этих двух параметров приведет к изменению времени контакта. Высота волны обычно регулируется увеличением или уменьшением скорости насоса машины. Если требуется более подробная документация, для оценки и проверки изменений можно использовать приспособление, записывающее в цифровом виде время контакта, высоту и скорость. Кроме того, некоторые машины для пайки волной припоя позволяют оператору выбирать между гладкой ламинарной волной или «танцующей» волной с немного более высоким давлением.
