1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пайка под азотом технология

Пайка печатных плат (оплавлением, наплавлением). Оборудование, режимы

Ознакомиться с оборудованием для пайки печатных плат вы можете на странице: Пайка печатных плат

Основной установкой в техпроцессе поверхностного монтажа по-видимому следует считать печь пайки. Задача этого технологического оборудования (печи пайки) — обеспечить возможность создания температурного профиля, оптимального для формирования качественного паяного соединения.

Качество реализации этой задачи оказывает значительное влияние на формирование качественного паяного соединения.

Профиль (рис.31) должен обязательно содержать этапы предварительного нагрева, выдержку для активации флюса, этапы оплавления и охлаждения.

Наиболее распространенный вопрос, касающейся печей оплавления, это вопрос «Сколько же зон должно быть в печи?» — Количество зон обусловлено в первую очередь требуемой производительностью линий, т.к. большое кол-во зон позволяет увеличить скорость конвеера, сохраняя при этом необходимый профиль пайки. Кроме того, чем больше зон в печи, тем более гибко возможно формирование профиля пайки.

Оптимальным количеством зон для многономенклатурного производства с точки зрения соотношения: производительность/гибкость / простота подбора термопрофиля / стоимость — будет вариант когда печь имеет 4-6 зон нагрева.

Следующий вопрос: камерные или конвеерные печи?

Для мелко серийного, прототипного производства вполне подходят установки камерного типа. В камерных печах имеется всего один объем в котором температура меняется с течением времени по заранее заданному профилю, причем каждый профиль заносится в память установки и может иметь несколько зон (те же 4-6). Производительность таких печей ниже по сравнению с печами конвейерного типа, но они занимают существенно меньше места в цеху и дешевле. Камерные печи так же как и конвейерные могут быть оснащены модулем подачи азота или аргона для осуществления пайки в среде инертного газа.

Поэтому при выборе СТО очень важно соблюсти оптимальное соотношение цена/качество пайки. Выбор опять-таки за технологами.

Среди оборудования для пайки оплавлением наиболее распространенным является оборудование для конвекционной пайки . По сравнению с другим способами пайки оплавлением конвекционная пайка обладает рядом преимуществ.

По сравнению с ИК пайкой это:

— Отсутствие зависимости от цвета компонента ( связано с физикой поглощения излучения).

— Отсутствие зависимости от высоты компонента ( связано с наличием градиента температуры в зависимости от расстояния до источника излучения).

То есть оборудование конвекционной пайки лишено главного недостатка печей ИК пайки — наличия градиента температуры на компонентах разной высоты и цвета.

По сравнению с пайкой в паровой фазе это:

— Возможность реализации бескислородной пайки при использовании наполнения азотом. На конвейерных конвекционных установках при оснащении их системами подач инертного газа (азота) удается добиваться очень высокого качества формирования паяных соединений, сравнимых с пайкой в паровой фазе, а оборудование конвекционной пайки дешевле установок пайки в паровой фазе по стоимости владения и значительно более гибкое и универсальное в многономенклатурном техпроцессе.

— Гибкость выбора профиля.

Эти печи имеют как правило 6-10 зон, что позволяет гибко формировать различные профили нагрева (для различных припоев и для клея) (запись «рецепта» в программе и вызов его из памяти оборудования возможен одним кликом).

Указанные преимущества обуславливают широкое распространение конвекционной пайки и снижение распространения ИК пайки и пайки в ПФ.

Следующий вопрос — волна или селективная пайка?

Оба эти метода относятся к пайке наплавлением (flow soldering), когда паяные соединения формируются припоем из установки непосредственно во время операции пайки. В отличии от рассмотренных ранее методов пайки оплавлением (reflow soldering), когда нанесение дозы припоя и формирование паяного соединения при нагреве свыше температуры расплавления припоя принципиально разнесены по разным операциям. При этом волна, как правило, используется при наличие в электронных модулей большого количества компонентов монтируемых в отверстия (рис 32).

Перед пайкой волной электронный модуль должен быть профлюсован. На рис. 33 приведены различные варианты технической реализации этого этапа. Модуль флюсования может быть интегрирован в установку пайки волной.

Пайка под азотом технология

Повсеместное внедрение технологии поверхностного монтажа привело к существенному сокращению использования в производстве электронной аппаратуры традиционных компонентов, монтируемых в отверстия (КМО). Использование SMD-компонентов позволило значительно уменьшить размеры печатных узлов (ПУ) или, не изменяя размеров узлов, повысить их функциональную насыщенность за счет увеличения плотности монтажа. Но зачастую конструкторы не могут полностью отказаться от КМО и вынуждены использовать как те, так и другие компоненты, разрабатывая изделия под технологию смешанного монтажа. Такой тип монтажа сейчас широко распространен и применяется во многих областях электроники.
Если ПУ сконструирован таким образом, что на одной стороне платы размещены SMD-компоненты в простом конструктивном исполнении (chip, MELF, SOT-23), а с другой – КМО, то в многономенклатурном мелкосерийном и серийном производствах сборка таких ПУ осуществляется, как правило, следующим образом: на первом этапе производится установка SMD-компонентов на клей, затем плата переворачивается, и на другую сторону устанавливаются традиционные КМО, после чего одновременно производится пайка всех компонентов на установке пайки двойной волной припоя. Если на ПУ, в котором SMD-компоненты размещены с двух сторон и эти компоненты имеют различное конструктивное исполнение (от простых chip, MELF до микросхем с малым шагом между выводами), а на одной из сторон размещены еще и КМО или разъемы со штырьковыми выводами, то для сборки таких ПУ применение установок пайки двойной волной припоя становится нецелесообразным или даже невозможным.
С одной стороны, использование пайки двойной волной припоя требует предварительной приклейки SMD-компонентов, что влечет за собой применение дополнительного оборудования для нанесения клея. С другой стороны, как показала практика, если на плате очень плотный монтаж, резисторы и конденсаторы в chip-исполнении имеют очень малые размеры (0402 или 0201), а микросхемы имеют малый шаг между выводами, даже при оптимальной конструкции контактных площадок и расстояний между ними во время пайки волной, как правило, образуются перемычки припоя.
Как поступить в данном случае? Считаем, что технология монтажа SMD-компонентов – вопрос решенный (применение паяльной пасты), и рассматриваем вопрос пайки только КМО. Первый вариант – пайка вручную паяльником, как правило, достаточно трудоемкая операция и полностью зависит от человеческого фактора. Как результат – нестабильное качество и низкая производительность.
Второй вариант – селективная пайка, наиболее оптимальный вариант решения проблемы пайки традиционных КМО на печатных платах со смешанным поверхностным монтажом, который получает широкое распространение. В настоящий момент автоматическая селективная пайка одна из наиболее перспективных областей в производстве электроники, она существенно снижает трудоемкость монтажных операций и повышает качество выпускаемых изделий.
При использовании данной технологии первоначально идет монтаж SMD-компонентов на паяльную пасту с последующим оплавлением в конвекционной печи. Затем на плату устанавливаются КМО, и она переносится в установку селективной пайки, где осуществляется процесс пайки в соответствии с заданной программой. При этом ручной труд практически полностью исключен, что позволяет повысить производительность на 70%!
Опыт фирмы ZIPA-TEC в области селективной пайки и постоянное сотрудничество с фирмой ERSA позволили создать новые компактные и эргономичные установки Select 250 и 460, сориентированные на мелкосерийные многономенклатурные и серийные производства (рис. 1). Это автоматические установки селективной пайки начального уровня, имеющие возможность работать как по традиционной, так и по бессвинцовой технологии (специальное исполнение) и паять многослойные печатные платы (табл. 1).
Select 250 и 460 – универсальные и гибкие установки (рис.1). Программное обеспечение для установки, поставляемое фирмой ZIPA-TEC, удобное и простое в обращении. Select 250 и 460 предназначены для использования в качестве автономных модулей пайки. Управление всеми действиями установки осуществляется через встроенный контроллер установки, работающий под операционной системой Windows. Кроме управления, он производит контроль за всеми наиболее важными параметрами процесса и генерирует сообщения о текущем состоянии установки, которые отображаются на дисплее, встроенном в боковую панель станины установки.
Встроенный контроллер установки

Встроенный контроллер Siemens S7 предоставляет следующие возможности.

* Возможность сохранения в памяти от 5 до 100 программ под различные платы.
* Контроль уровня флюса.
* Контроль производительности вытяжной вентиляции.
* Контроль наличия азота.
* Контроль давления сжатого воздуха.
* Система контроля графика выполнения регламентных работ.
* Состояние системы отражается на экране и на сигнальном индикаторе.
* Защита паролем.

Большая номенклатура паяльных сопел (рис. 2), разработанных фирмой ZIPA-TEC, позволяет осуществлять пайку единичных компонентов и групп компонентов, в том числе с большим количеством выводов. К установкам Select требуется подключение внешнего источника инертной среды (азота). Азотная среда во время пайки понижает окисление, расширяет технологическое окно процесса, уменьшает риск образования перемычек, снижает образование шлама, увеличивает поверхностное натяжение, в результате чего создаются условия для улучшения смачивания и растекания припоя.
Флюсователи, используемые в установках Select 250/460, бывают двух видов: флюсователь распылением и точечный флюсователь, способный наносить точку флюса диаметром 0,5 мм для монтажа высоконасыщенных плат. Для быстрого перехода одного типа припоя на другой в конструкции установки предусмотрена быстрая смена узла пайки (рис. 3).
Порядок работы

Читать еще:  Пайка алюминиевых проводов в домашних условиях

Запуск установки осуществляется в следующем порядке. В машину загружается рабочая программа, предварительно созданная с использованием внешнего персонального компьютера и переданная через последовательный порт в установку селективной пайки. Плата устанавливается в паллету и помещается в рабочую зону (рис. 4). Далее происходит автоматическое выполнение операций флюсования, предварительного нагрева и пайки. Запуск программы, управление и контроль за параметрами работы выполняются посредством панели сенсорного управления встроенного контроллера установки.
Программа может выполняться или по шагам, или в одном непрерывном процессе. Перемещение платы по технологическим зонам установки и координатам нанесения флюса и припоя осуществляется с помощью транспортной системы установки. Первый этап в технологическом процессе – это нанесение флюса. Внутренний узел флюсования наносит флюс на запрограммированные участки платы. После этого этапа плата перемещается в зону предварительного подогрева, построенную на ИК-нагревателях с возможностью регулирования температуры. При предварительном нагреве происходит испарение летучих компонентов флюса, его активация и осуществляется подогрев печатной платы. Далее плата перемещается в зону пайки (рис. 5), где и осуществляется процесс пайки в соответствии с координатами, заданными в программе. Пайка может осуществляться как точечная, так и по непрерывной линии, для запаивания ряда выводов компонентов. Полный процесс пайки занимает достаточно мало времени.
Для оценки производительности можно привести следующий пример для двух машин типов 250/460.
Задача: запаять 24-контактный двухрядный разъем длиной 30 мм с использованием стандартной насадки 6 мм флюсователя распылением.
Работа оператора (установка платы, запуск флюсователя и волны, прием запаянной платы) – 16 с (Select 250)/28
(Select 460).
Время флюсования: для одной точки – 0,5 с; для разъема – 2 с (при скорости флюсования 30 мм/с).
Время пайки: приблизительно равно 3 с, включая перемещение паллеты с платой по оси Z от исходной высоты до точки пайки. Для выводов большого диаметра не исключено, что время пайки будет составлять 6 с.
Скорость пайки: приблизительно 5 мм/с (для стандартной насадки 6 мм). Результат:

* работа оператора: 16 с (28 с);
* флюсование: 2 с;
* время пайки: 12 с;
* полный цикл: 30 с (42 с).

Select 250(460) – базовая конфигурация

* Ванна из нержавеющей стали на 25 кг припоя Sn63Pb36 или ванна для бессвинцовых сплавов. (Опция).
* Одно сопло диаметром 6 мм с турбулентной волной.
* Специальный инструмент для замены узла пайки.
* Система пайки в азотной среде.
* Система селективного флюсования распылением емкостью 2 л.
* Одна стандартная паллета.

Говоря об установках селективной пайки Select, нельзя не упомянуть об универсальной установке модели 460 S/W (рис. 7). Это комплексная установка, оборудованная двумя узлами пайки: узлом селективной пайки и узлом традиционной пайки волной припоя шириной 300 мм!
Доступно исполнение ванн и волнообразователей для пайки по бессвинцовой технологии. Необходимо добавить, что вместо узла пайки волной по желанию можно установить второй узел селективной пайки.
Подводя итог, можно вывести краткое резюме: установки Select имеют ряд особенностей, благодаря которым их можно назвать одними из лучших установок селективной пайки на рынке по соотношению цена/качество/производительность:

* простая процедура смены сопел максимально упрощает переналадку;
* большой выбор сопел;
* возможность применения бессвинцовых припоев;
* удобный доступ к внутренним узлам, простое обслуживание;
* необходимое ежедневное время чистки максимум 10 мин; периодичность выполнения регламентных работ отображается на мониторе;
* высокое качество и повторяемость паяных соединений;
* подготовка рабочих программ осуществляется на отдельном компьютере, что не отрывает оператора от процесса работы; специальные навыки программирования не нужны;
* простая и очень быстрая загрузка программ в установку;
* технология пайки в азотной среде; благодаря специальной конструкции сопла расход азота очень мал (1,5 м3/ч); нет необходимости в чистке узлов пайки.

В заключение можно сказать, что перечисленные выше особенности установки селективной пайки Select делают их наиболее удачным приобретением для освоения технологии селективной пайки.

Добро пожаловать

Добро пожаловать на форум о системах вентиляции, кондиционирования, отопления и водоснабжения. На нашем форуме Вы можете получить ответы на интересующие Вас вопросы, а также поделится своим опытом и знаниями с другими участниками. Форум создан с целью обмена информацией и решения различных вопросов, связанных с проектированием, монтажом, обслуживанием и т. д.

Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Уютный климат для Вашего дома! → Кондиционирование → Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 13

1 Тема от Kp_glagolevo 2013-09-08 17:08:28

  • Kp_glagolevo
  • Новый участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-09-08
  • Сообщений: 2
Тема: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Мне монтируют VRV систему, много паяют соединений, я слышал, что паять трубки нужно азотом, или в азоте. Только вот парни, которые выполняют пайку, не применяют азот ни в каком виде, азота у них нет совсем, по крайней мере, нет на рабочем месте. Я поинтересовался по этому поводу, мне объяснили, что азот привезут позже для опрессовки и очистки трубок от внутреннего нагара.

Мне показалось, что мои вопросы несколько обескуражили работников, отвечали они как-то не складно.
Хочу разобраться, как на самом деле положено применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров, во время пайки или после и т. д.

Буду признателен, если коротенько опишите процесс доступным простому обывателю языком.

2 Ответ от ИТР 2013-09-08 22:45:41

  • ИТР
  • Administrator
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2013-03-20
  • Сообщений: 128
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Пайка в среде азота необходима для поддержания качественного монтажа, более того, пайка VRV систем без азота совершенно не допустима. Медные трубы для кондиционирования, в отличие от водопроводных, паяют так называемым «жестким» припоем, позволяющим выдерживать высокое давление, создаваемое компрессором. Пайка жестким припоем происходит при высоких температурах , медь нагревается до красно-бордового свечения, процессы происходящие в меди при высоких температурах разрушают ее.

Та самая окалина, образующаяся снаружи и внутри трубы, есть не что иное, как сгоревшая медь. В результате этого, стенки трубы утончаются. Азот препятствует выгоранию меди изнутри трубы, а выгорание меди снаружи компенсируется тонким слоем припоя.

3 Ответ от Вентспецназ 2013-09-08 22:46:48

  • Вентспецназ
  • Участник
  • Неактивен
  • Откуда: Ленинград
  • Зарегистрирован: 2013-03-30
  • Сообщений: 202
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Паять трассы без азота, как минимум, не профессионально…..

4 Ответ от Kp_glagolevo 2013-09-08 23:02:33

  • Kp_glagolevo
  • Новый участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-09-08
  • Сообщений: 2
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

А водопроводные трубы, что тоже с азотом паяют?

5 Ответ от ИТР 2013-09-08 23:29:16

  • ИТР
  • Administrator
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2013-03-20
  • Сообщений: 128
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Нет, водопроводные, медные трубы, не паяются с азотом, т. к. их пайка производится мягким припоем и не требует высоких температур. Медь не нагревается до свечения и, следовательно, не выгорает.

6 Ответ от lis0911 2014-06-27 21:19:16

  • lis0911
  • Новый участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-06-27
  • Сообщений: 2
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

У меня такая же проблема. Может кто-нибудь подскажет — когда система спаяна без азота, что можно сделать, чтобы свести к минимуму негативные последствия? Может быть поставить дополнительные фильтры, чтобы собрать окалину?

7 Ответ от Вентспецназ 2014-06-28 20:15:28

  • Вентспецназ
  • Участник
  • Неактивен
  • Откуда: Ленинград
  • Зарегистрирован: 2013-03-30
  • Сообщений: 202
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Все оборудование линейки полупром, оснащается фильтрами. Но эти фильтры мало ёмкие, в плане того, что рассчитаны на небольшое количество различного мусора (стружка, окалина, пыль и даже влага). Если допустим систему VRV состоящую из 5-10 внутренних блоков, спаять без азота, то конечно фильтр забьется полностью и система запросто уйдет в ошибку по давлению фреона. В этом случае фильтр нужно срезать и впаять новый.

Читать еще:  Пайка стали латунью в домашних условиях

8 Ответ от ИТР 2014-06-28 20:21:11

  • ИТР
  • Administrator
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2013-03-20
  • Сообщений: 128
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

В этом случае фильтр нужно срезать и впаять новый.

Возможно, это придется делать не раз т. к. окалина отваливается не вся разом, а постепенно, примерно 50% сразу, и остальное в течении месяца активной эксплуатации.

9 Ответ от Вентспецназ 2014-06-28 23:55:03

  • Вентспецназ
  • Участник
  • Неактивен
  • Откуда: Ленинград
  • Зарегистрирован: 2013-03-30
  • Сообщений: 202
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Окалину собрать, конечно, можно. Вот, только не понятно, что произошло с медной трубой, насколько прогорела стенка трубы. Если для обычных сплит систем это не проблема, то для VRV это может оказаться фатальным. Компрессор VRV создает давление в системе, до 30-40 атмосфер, и если стенка медной трубки сильно прослаблена, то может произойти разгерметизация фреонового контура, с последующей утечкой хладагента.

10 Ответ от Шатохин Валера 2014-06-29 10:36:02

  • Шатохин Валера
  • Moderator
  • Неактивен
  • Откуда: Долгопрудный
  • Зарегистрирован: 2013-03-27
  • Сообщений: 152
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Чтобы проявились дефекты не качественной пайки фреонового контура, нужно опрессовывать систему давлением, превышающим рабочее, как минимум в два три раза. Обычно для VRV систем опрессовку делают давлением 150 атмосфер.

11 Ответ от Maxsim_D 2014-06-29 11:04:11

  • Maxsim_D
  • Участник
  • Неактивен
  • Откуда: Краснодар
  • Зарегистрирован: 2013-03-30
  • Сообщений: 89
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Я вот не понимаю, о чем думают монтажники, когда паяют трассы без азота, на что надеются? На Русское авось?

12 Ответ от ИТР 2014-06-29 18:55:08

  • ИТР
  • Administrator
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2013-03-20
  • Сообщений: 128
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Поделитесь с форумчанами, как так вышло, что паяли трассу и без азота?

13 Ответ от Шатохин Валера 2014-07-02 11:31:11

  • Шатохин Валера
  • Moderator
  • Неактивен
  • Откуда: Долгопрудный
  • Зарегистрирован: 2013-03-27
  • Сообщений: 152
Re: Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Поделитесь с форумчанами, как так вышло, что паяли трассу и без азота?

Я смогу ответить на этот вопрос.
Такие монтажники берут не дорого. И не, потому что альтруисты, а просто они вкладывают в работу мало труда, тогда и взять можно не дорого. А вот по какой причине монтажники не производят все необходимые работы и технологии, это вопрос. Одно дело если они искренне, заблуждались и не знали, что нужен азот, флюсы и т. д. Другое дело, если монтажники намеренно отказались от усложняющих монтаж процессов, дабы предложить более низкую цену за свои услуги, и при этом не потерять в заработке.

Сообщений 13

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Уютный климат для Вашего дома! → Кондиционирование → Как применять газ азот, для спайки медных трубок для кондиционеров

Форум работает на PunBB , при поддержке Informer Technologies, Inc

Новые технологии селективной пайки

27 Сентября 2013

Генератор азота Pillargen 80

Постоянный приток азота высокой чистоты — необходимое условие машинной селективной пайки в инертной атмосфере. Для получения высококачественных паяных соединений специалисты Pillarhouse рекомендуют применять азот чистотой не ниже 50 ppm (99,995%). Предыдущая модель компании обеспечивала такой уровень чистоты при расходе азота 40 л/мин, что достаточно для обеспечения инертной атмосферы у большинства стандартных паяльных наконечников типа AP. В связи с выпуском новых систем селективной пайки с несколькими ваннами припоя и возможностью выбора более крупных наконечников возникла необходимость в обеспечении более интенсивного притока азота. Исходя из этого был разработан новый генератор азота Pillargen 80, обеспечивающий расход 80 л/мин при том же уровне чистоты — 50 ppm.

В оба эти прибора встроен коммуникационный протокол для работы с текущим ассортиментом паяльных систем Pillarhouse, а на случай использования с другими паяльными системами в качестве опции предусмотрен ручной пульт управления.

Новый детектор инертности атмосферы у наконечника с обратной связью: повышение степени контроля технологического процесса селективной пайки

Анализ чистоты азота в месте пайки с помощью нового детектора инертности атмосферы у паяльного наконечника с обратной связью компании Pillarhouse

Одним из важнейших условий достижения высокого качества паяных соединений, в частности при селективной пайке, является поддержание инертной атмосферы. Инертность атмосферы у паяльного наконечника обеспечивается постоянным притоком азота высокой чистоты. Азот, поступающий из резервуара, криогенного источника или газогенератора, должен иметь чистоту на уровне 99,995% или выше. Газогенераторы компании Pillarhouse вырабатывают азот с объемной долей кислорода до 50 ppm, который представляет собой оптимальную атмосферу для пайки.

Как бы ни была у вас устроена выработка и подача азота, чрезвычайно важно поддерживать его чистоту на участке от ввода в паяльную систему до места пайки. Теперь помимо анализатора содержания кислорода, предназначенного для определения чистоты входящего азота в ppm, в ассортименте компании Pillarhouse появился еще один прибор подобного рода.

Предлагаемый компанией Pillarhouse новый детектор инертности атмосферы у паяльного наконечника с обратной связью позволяет измерять чистоту азота. Это дает возможность сравнивать известный уровень чистоты заводского азота на входе с уровнем чистоты в месте пайки. Таким образом, можно регистрировать любые изменения уровня чистоты, а затем исследовать их причины.

Рис. 1. Новый детектор инертности атмосферы

Работать с детектором просто. Введя в паяльную систему координаты детекторной трубки, оператор в нужный момент командует системе выполнить измерение, и через пару минут результаты отображаются в окне программы PillarCOMM. Детекторная трубка отсасывает азот, который находится рядом с наконечником, а затем взятую в непрерывном режиме пробу охлаждают и анализируют. Такая система обеспечивает пользователям повышенный уровень контроля технологического процесса, позволяя оценивать, как чистота азота сказывается на качестве готовых паяных соединений.

PillarCal — метод повышенной точности позиционирования паяльного наконечника

Современные тенденции в производстве печатных плат требуют значительного повышения точности. Быстрое и точное нанесение припоя особенно важно при монтаже миниатюрных электронных компонентов. Чем меньше компонент, тем он быстрее нагревается, а перегрев ведет к его повреждению.

В этой связи компания Pillarhouse начала внедрять новую стратегию разработки, направленную на повышение точности, которая поможет нашим клиентам обеспечить стабильные и повторяемые результаты. Одним из плодов этой стратегии стал патентованный микронаконечник размером 1,5 мм, позволяющий выполнять пайку на расстоянии менее 1 мм от соседних компонентов. Следует отметить, что с уменьшением размеров наконечника повышаются требования к точности нанесения припоя, так как при ненадлежащем выравнивании (например, неточном вертикальном или боковом позиционировании) поток припоя может оказаться направленным в точку, где пайка будет неэффективна или вовсе невозможна. Даже небольшая погрешность в позиционировании может привести к некачественной пайке.

То же самое справедливо и для более крупных традиционных наконечников при малой погрешности позиционирования относительно печатной платы или компонентов. Поэтому компания Pillarhouse International публикует патентованный метод обеспечения повышенной точности позиционирования паяльного наконечника на стадии наладки технологического процесса пайки. Этот метод, получивший название PillarCal, будет доступен во всем ассортименте выпускаемых в настоящее время паяльных систем.
Говорит Найджел Монк (Nigel Monk), директор-распорядитель компании Pillarhouse International: «Традиционный метод визуальной калибровки положения наконечника, применяемый в наших системах, подходит для случаев, когда точность позиционирования хоть и важна, но может быть оценена на глаз. Но, учитывая потребность в повышении повторяемости и точности, а также миниатюризацию компонентов и уменьшение шага монтажа, мы разработали новую технологию».

Новая технология предлагается в двух форматах. Первый из них представляет собой главным образом систему для повышения точности калибровки по осям X и Y. Используя этот метод, с помощью имеющейся камеры программирования получают отпечаток фактического положения паяльного наконечника на термобумаге с масштабно-координатной сеткой. Наблюдая расхождение между этим изображением и первоначально установленными визуальными смещениями, оператор вручную корректирует положение наконечника с итоговой погрешностью в ±0,1 мм при помощи программного обеспечения PillarCOMM. Затем процедура разметки на термобумаге повторяется, и когда достигается правильное положение наконечника, в паяльной системе устанавливаются данные коррекции, равные полученным значениям. Этот процесс можно повторять сколько угодно раз в ходе изготовления партии.

Рис. 2. Термобумага с отпечатками 1,5-мм наконечника

Второй формат предусматривает точную калибровку машины по осям X, Y и Z. Положение по оси Z устанавливают путем съемки паяльного наконечника, расположенного над стеклянной калибровочной пластиной. Затем определяют координаты центра полученного изображения, после чего исходную калибровку машины сбрасывают, и устанавливают данные коррекции в соответствии с измеренными координатами. Этот процесс также можно повторять сколько угодно раз в ходе изготовления партии.

Рис. 3. Программа PillarCOMM с термограммой паяльного наконечника, правильно расположенного в границах области допусков

Эти новаторские разработки повышают точность и повторяемость селективной пайки стандартными и миниатюрными наконечниками. Метод PillarCal дает возможность скомпенсировать погрешности, обусловленные естественными изменениями характера течения припоя из-за механических допусков и несоосности, и повторно откалибровать машину.

Читать еще:  Какой припой нужен для пайки меди?


Рис. 4. Новая калибровочная система

Эти и другие разработки, направленные на совершенствование технологических процессов, демонстрируют, что компания Pillarhouse по-прежнему занимает ведущие позиции в сфере разработки технологий селективной пайки. За прошедшие годы специалисты Pillarhouse внесли множество улучшений в эту технологию и намерены продолжать работу в том же направлении, неизменно рассматривая в качестве своих первоочередных задач разработку и внедрение новых технологий, а также развитие уже имеющихся.

Конвекционная пайка

Конвекционная пайка проводится в камерных или конвейерных печах. В первом случае отработка профиля пайки осуществляется путем изменения температуры внутри камеры со временем, а во втором – перемещением платы по конвейеру через несколько зон печи: зоны предварительного нагрева, зоны пайки и зоны охлаждения, каждая из которых имеет свою температуру. Плата находится в печи при максимальной температуре в течение нескольких десятков секунд, после чего проводится ее охлаждение.

В ряде случаев используется пайка в инертной среде, при которой происходит впуск азота в рабочую область печи для сведения к минимуму процесса окисления.

На формирование температурного профиля пайки оказывают влияние следующие факторы:

  • паяльная паста;
  • технологическое оборудование;
  • компоненты;
  • печатные платы.

Температурный профиль пайки состоит из четырех стадий: предварительного нагрева, стабилизации (зоны температурного выравнивания), оплавления и охлаждения.

При температуре более 90 °С* канифоль (смола), входящая в состав пасты, начинает размягчаться, а растворитель с высокой точкой кипения – испаряться. Размягчение канифоли приводит к уменьшению вязкости пасты, а испарение растворителя – к увеличению вязкости. При высокой скорости нарастания температуры превалирует первый процесс, что ведет к расползанию материала (типичный дефект в этом случае – бусинки припоя по бокам чип-компонентов).

При температуре порядка 150 °С начинается активное испарение растворителя, максимально активизируется флюс.

При температуре ликвидус пайки расплавляется припой, и из отдельных шариков формируется единая масса припоя. При этом припой под воздействием сил поверхностного натяжения растекается по очищенным флюсом металлическим поверхностям.

На стадии охлаждения происходит отверждение припоя и канифоли.

Стадия предварительного нагрева. Необходима для снижения теплового удара по электронным компонентам и печатным платам. На этой стадии происходит испарение растворителя из паяльной пасты. Температура предварительного нагрева лежит в пределах 95-130 °С, а скорость изменения температуры для традиционного профиля пайки составляет от 0,6-4,0 °С/сек. Заметим, что высокая скорость предварительного нагрева может вызывать повреждение компонентов, разбрызгивание шариков припоя, образование перемычек. Однако если скорость предварительного нагрева низка, то может происходить окисление контактных поверхностей и частиц припоя.

Стадия стабилизации, также называемая «стадия температурного выравнивания», позволяет активизировать флюсующую составляющую и удалить жидкость из паяльной пасты. Повышение температуры на этой стадии происходит очень медленно. Максимальная активация флюса происходит при температуре около 150 °С. Время стабилизации обычно лежит в пределах от 30 до 180 сек. В конце зоны стабилизации температура обычно достигает 150-170 °С.

Стадия оплавления. Для исключения чрезмерного роста интерметаллического соединения температура пайки должна не более чем на 30-40 °С превышать точку плавления паяльной пасты. Например, для наиболее распространенных сплавов Sn62/Pb36/Ag2 и Sn63/Pb37 температура пайки должна находится в пределах 205-225 °С. Низкая температура пайки (195-205 °С) обеспечивает слабую смачиваемость, особенно для компонентов с плохой паяемостью. Поэтому температуру на стадии оплавления устанавливают немного выше – в пределах 215-225 °С при скорости повышения температуры 2-4 °С. Рекомендуемое время выше точки плавления составляет 30-60 сек. Для массивных плат время выше точки плавления может быть увеличено до 90-120 сек. Высокая температура (240-260 °С) и время пайки (более 120 сек.) способствуют росту интерметаллического соединения. Чрезмерный рост интерметаллического соединения увеличивает хрупкость паяного соединения и ухудшает его внешний вид.

Стадия охлаждения. Для обеспечения максимальной прочности паяных соединений скорость охлаждения должна быть максимальной. В то же время высокая скорость охлаждения может вызывать термоудар по электронным компонентам. С другой стороны, медленное охлаждение приведет к интенсивному росту интерметаллического соединения, таким образом, паяное соединение становится более твердым, но хрупким. Рекомендуется проводить охлаждение со скоростью 3-4 °С/сек. до температуры ниже 130 °С. Ниже 130 °С скорость охлаждения может быть меньше, так как она уже не влияет ни на качество паяных соединений, ни на электронные компоненты.

Таким образом, окончательный выбор режимов проводится технологом, исходя из конструкции и материала печатной платы, типа и размеров компонентов, количества и плотности размещения компонентов на печатной плате, а также типа паяльной пасты. При выборе профиля пайки следует учитывать, что реальная температура на плате в процессе пайки будет ниже заданной в печи. Разница между реальной и заданной температурами зависит от конструкции печи, количества слоев и размера платы, размера и плотности размещения компонентов.

[*] рассмотрены температуры для случая использования свинцовосодержащей пасты

Пайка труб под азотом

Пайка труб под азотом необходима для поддержания качественного монтажа, более того, пайка медных трубных систем без применения газообразного азота совершенно не допустима. Так к примеру, медные трубы для систем кондиционирования, в отличие от водопроводных, паяют так называемым «жестким» припоем, позволяющим выдерживать высокое давление, создаваемое компрессором. Пайка жестким припоем происходит при высоких температурах, медь нагревается до красно-бордового свечения, процессы происходящие в меди при высоких температурах разрушают её.

В процессе пайки медных труб образуется окалина как снаружи, так и внутри трубы. Эта окалина и есть не что иное, как сгоревшая медь. В результате этого, стенки трубы утончаются. Пайка труб под азотом препятствует выгоранию меди изнутри трубы, а выгорание меди снаружи компенсируется тонким слоем припоя. Поэтому применение газообразного азота в этом процессе является обязательным.

Чтобы проверить эффективность пайки труб, систему необходимо опрессовывать давлением, превышающим значение рабочего давления в 1,5-2 раза.

Для решения задачи по снабжению процесса пайки труб азотом, АО «ЦЕПРКОН» предлагает своим заказчикам азотные генераторы и установки по выработке газообразного азота на их основе. Данное оборудование позволит вам организовать процесс подачи инертного газа в зону пайки требуемой чистоты и нужном объёме.

Азотные станции комплектуются компрессорным оборудование, системой по подготовке сжатого воздуха, азотным генератором. Эта комплектация позволяет работать станции автономно без привлечения дополнительных систем. Всё технологическое оборудование монтируется на специальной раме, фундаменте или утеплённом блок-контейнере. Станции могут проектироваться по техническому заданию клиентов. В этом случае они будут полностью отвечать всем предъявляемым требованиям. С более подробными техническими характеристиками работы азотных генераторов и азотных станций вы можете ознакомиться в следующем разделе статьи.

Технические характеристики

Чистота азота на выходе, %

Производительность по азоту, м³/ч

Давление азота на выходе, бар

Температура эксплуатации, ⁰С

Выход на рабочий режим, мин

Как заказать оборудование

Если вам необходим генератор для пайки труб азотом, и вы готовы его купить, наша компания имеет возможность её поставить Вам на выгодных условиях и по приемлемым ценам. АО «ЦЕПРИКОН» является поставщиком данного оборудования на территории РФ. Сотрудники нашей компании правильно подберут Вам требуемое оборудование, которое будет полностью соответствовать вашему техническому заданию.

Кроме этого мы готовы провести шеф-монтажные, пуско-наладочные работы и успешно запустить оборудование в эксплуатацию на территории Заказчика. По дополнительному договору наши сервисные инженеры проведут послепродажное сервисное обслуживание азотных генераторов и станций в течение всего срока эксплуатации оборудования.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector