Система пайки волной припоя - почему увеличивается и как уменьшить формирование окислов

Метод пайки волной припоя используется в сквозном и поверхностном монтаже электронных компонентов. Он позволяет автоматизировать технологический процесс, в том числе при установке компонентов различного размера. При этом важно контролировать параметры техпроцесса, чтобы сократить вероятность возникновения окислов, которые снижают качество паяных соединений. В этой статье рассмотрим причины, по которым они образуются и способы их профилактики.

Причины образования окислов

Окислы – это химические соединения металлов с кислородом (оксиды), образующиеся при их реакции с воздухом, водой (в виде влаги или пара) или активными веществами (например, кислотами). Их образованию при пайке волной припоя способствуют следующие факторы:

• Температура – чем она выше, тем интенсивнее протекает реакция металлов с кислородом и быстрее образуются окислы;
• Состояние вещества – в жидком или порошкообразном состоянии вещества имеют большую площадь контакта с реагентом (кислородом), что способствует более быстрому окислению;
• Турбулентность потока – она формирует волну припоя, но также способствует его перемешиванию и большему контакту паяльного состава с воздухом;
• Состав материалов – некоторые металлы, входящие в состав припоев, покрытий контактных площадок и выводов компонентов, более других склонны к окислению.

Как избежать образования окислов при пайке волной припоя?

Пайка электронных компонентов данным методом осуществляется в специальных автоматизированных машинах. Следующие советы по их эксплуатации помогут снизить формирование окислов и повысить качество пайки.

Отключение волн при отсутствии плат. В конструкции системы нужно предусмотреть бесконтактный датчик, фиксирующий наличие платы в рабочей зоне и, в зависимости от этого, включает или отключает подачу волны. Он позволит не работать машине вхолостую, что часто случается на предприятиях с малым объемом выпуска продукции.

Снижение температуры до 200 °С в нерабочем режиме. Если есть возможность, рекомендуется держать припой в нерасплавленном состоянии, когда система пайки находится в нерабочем режиме. Это существенно сократит окисление паяльного состава и позволит сохранить компоненты, уменьшающие вероятность появление окислов (при их наличии в сплаве).

Одновременное включение волн. Рекомендуется подавать две волны сразу только если это нужно для сборки ПП. Турбулентный поток припоя способствует появлению в нем окислов. Если чип-волна (которой припаиваются поверхностные компоненты) не используется для пайки, ее подачу лучше отключить.

Поддержание максимального уровня припоя. Если он небольшой, то волна падает с наибольшей точки подъема дольше. Это повышает время контакта припоя с воздухом в процессе падения, а также увеличивает турбулентность при его соприкосновении с поверхностью расплава в ванне. Кроме того, изменения количества припоя провоцируют колебания входного давления в насосе, что, в свою очередь, изменяет высоту волны.

Сокращение обратного потока. Он естественным образом появляется при подаче волны припоя и является одной из причин образования окислов. Когда система пайки эксплуатируется в неинертной среде, обратный поток при отсутствии плат рекомендуется свести к минимальному значению.

Удаление окислов. Окисление припоя или контактных поверхностей ПП – нормальное явление. Однако, чтобы они не накапливались и не оказывали большого влияния на качество пайки, их необходимо удалять как минимум один раз за смену.

Компоненты, минимизирующие окисление. Некоторые паяльные сплавы содержат химические агенты, сокращающие появление окислов. Но они эффективны при определенной концентрации. В то же время их содержание сами расходуются в ходе пайки. На большом производстве концентрация антиокислительных агентов поддерживается путем постоянного добавления припоя. На малых предприятиях, если волна подается на протяжении продолжительного времени, но расход припоя мал, содержание антиокислительных компонентов можно поддерживать на нужном уровне путем добавления их в виде гранул.

На сайте компании «АссемРус» вы сможете найти оборудование, комплектующие и расходные материалы для пайки волной припоя. Мы работаем с надежными поставщиками, поэтому гарантируем высокое качество нашей продукции. Также вы можете проконсультироваться с нашими специалистами по вопросам, связанным с организацией производства на предприятии любого размера.