Введение
Пайка широко используется при изготовлении печатных плат и очень важна. Она применяется для фиксации электронных деталей на печатных платах. В промышленности печатных плат в основном используются два процесса, а именно пайка оплавлением и пайка волной припоя. Оба они полезны и имеют свои достоинства. Поэтому необходимо выбрать правильный метод, который поможет в достижении производственных целей, контроля затрат и общих производственных целей.
В этой статье представлена информация о сравнении пайки оплавлением и волной припоя. Знание каждого метода позволяет определить, какой метод следует применять. Как производитель или инженер, вы можете сделать правильный выбор в улучшении вашего плана производства печатных плат с помощью этого руководства.
Что такое пайка оплавлением?
Пайка оплавлением припоя — наиболее популярный метод монтажа устройств на поверхности печатных плат. Этот процесс относительно отличается от пайки волной припоя, в основном в отношении компонентов сквозного отверстия. Пайка волной припоя дешевле пайки оплавлением припоя, хотя первая используется в основном для компонентов сквозного отверстия.
Мелкодисперсный припой и флюсы применяются при пайке оплавлением путем смешивания их с компонентами контактных площадок. Затем сборка помещается под инфракрасную лампу, чтобы припой расплавился и образовал прочные соединения. При необходимости отдельные соединения можно также спаять с помощью паяльника с горячим воздухом.
Единственное существенное различие между пайкой оплавлением и волной припоя заключается в том, как тепло воздействует на печатную плату. При пайке оплавлением тепло подается сверху с помощью оборудования очень контролируемым образом. Пайка волной припоя обычно выполняется на нижней стороне печатной платы. Компоненты вставляются вручную, а поверхности прижимаются так, чтобы они сплавлялись. Кроме того, пайка оплавлением более точна и аккуратна, чем пайка волной припоя, потому что процесс имеет больший контроль над ним.
Процесс пайки оплавлением
Пайка оплавлением — одна из основных процедур в производстве электроники для монтажа компонентов на печатных платах (ПП) с использованием паяльной пасты. Ниже приведены наиболее распространенные этапы этого процесса.
1. Предварительный нагрев:
Предварительный шаг — предварительный нагрев, при котором сборка печатной платы медленно нагревается для подготовки ее к пайке. Этот шаг имеет две общие цели:
Температурное профилирование: обеспечивает достижение печатной платой температуры, подходящей для пайки на протяжении всей сборки схемы.
Испарение растворителя: Предварительный нагрев помогает удалить летучие растворители из паяльной пасты. Кроме того, эти растворители могут повлиять на процесс пайки и снизить надежность паяного соединения.
2. Термическое замачивание:
Затем следует фаза термической выдержки сборки, если предварительный нагрев был выполнен. На этом этапе поддерживается температура, чтобы флюс в паяльной пасте подействовал. Флюс необходимо активировать, поскольку он обычно улучшает смачивание между припоем и металлом, что жизненно важно для формирования хороших паяных соединений.
3. Пайка оплавлением:
В фазе пайки оплавлением паста расплавляется и смачивает выводы компонентов и контактные площадки печатной платы, создавая металлургические связи. Этот процесс обычно включает:
Нарастить: Регулировка температуры до максимальной температуры оплавления для определения количества тепла, подводимого к паяльной пасте.
Замочить: Замачивание помогает узлу сохранять самую высокую температуру в течение некоторого времени, позволяя припою расплавиться и растечься.
Охлаждение: Последняя стадия оплавления — закалка. Здесь температура быстро понижается, чтобы паяные соединения затвердели и зафиксировали компоненты на печатной плате.
4. Охлаждение:
Последний процесс, выполняемый при оплавлении, — это охлаждение сборки. Контролируемое охлаждение имеет решающее значение для: Поэтому необходимо регулировать скорость охлаждения, чтобы:
Убедитесь, что у вас хороший механический и электрический контакт с расплавленным припоем.
Никогда не подвергайте схему термическому удару, который может повлиять на компоненты или паяные соединения.
Убедитесь, что соединения, выполненные с помощью пайки, максимально прочны и долговечны.
5. Паста для пайки оплавлением:
В процессе пайки оплавлением используется паяльная паста, называемая пастой оплавления. Она содержит пасту из порошков сплава припоя и флюсующий агент. Она наносится на сборку печатной платы посредством трафаретной печати, оплавляется и затвердевает для создания паяных соединений.
Что такое волновая пайка?
Пайка волной припоя — еще один метод пайки, применяемый в производстве печатных плат. Это более подходящий метод для инженеров, которым требуется одновременно паять много печатных плат. Процесс пайки волной припоя начинается с нанесения флюса на компоненты, которые должны быть спаяны. Флюс удаляет оксидный слой и очищает металл перед пайкой, что является важным качественным рабочим процессом.
Затем, как и в случае пайки оплавлением, происходит предварительный нагрев для предотвращения эффектов теплового удара во время точного процесса пайки. Припой будет волнообразно проходить по печатной плате и начнет спаивать различные компоненты; на этом этапе выполняются электрические соединения. Затем применяется метод охлаждения. Он помогает минимизировать температуру, затвердеть припою и зафиксировать его на месте.
Процесс пайки волной припоя
1. Нанесение флюса
Использование флюса при пайке волной припоя необходимо для получения чистых и прочных паяных соединений на печатных платах. Флюс помогает очистить поверхность металла, чтобы предотвратить образование оксидного слоя. Таким образом, он не позволяет припою должным образом смачивать поверхность. Таким образом, флюс удаляет оксиды, которые препятствуют взаимодействию между штырями и платами. Кроме того, он минимизирует коэффициент сопротивления, влияющий на электрические соединения.
Кроме того, флюс способствует снижению окисления печатной платы во время нагрева, поэтому процесс пайки будет продолжаться по плану. Кроме того, он должен улучшать теплопроводность, чтобы все компоненты были хорошо спаяны. Кроме того, флюс должен быть совместим с применением, чтобы предотвратить повреждение компонентов несовместимым растворителем.
2. Предварительный нагрев
Печатные платы сначала подвергаются воздействию тепла в системе конвейера теплового туннеля, прежде чем они подвергаются воздействию волн расплавленного припоя. Этот шаг имеет решающее значение, поскольку он инициирует поток, нанесенный на поверхность печатной платы. Процесс пайки требует, чтобы припой образовал хорошую связь с компонентами, что становится возможным благодаря активированному флюсу. Предварительный нагрев также помогает уменьшить влажность на печатных платах, что может быть проблемой при пайке. Предварительный нагрев — это постепенный нагрев печатных плат для предотвращения теплового удара, который пагубен для паяных соединений. Более того, он предварительно нагревает печатные платы в процессе пайки до нужной температуры, подходящей для пайки.
3. Пайка волной припоя
Здесь припой наносится контролируемой волной на поверхность печатной платы. При нагревании паяльная паста на плате становится жидкой и образует волну припоя. Эта волна в основном проходит по печатной плате, соединяя компоненты с платой и создавая стабильные электрические соединения. Помимо прикрепления элементов к печатной плате, расплавленный припой обеспечивает механическую поддержку и электрическую изоляцию соединений.
4. охлаждение
Затем печатные платы охлаждаются, чтобы паяные соединения остыли, затвердели и установили компоненты. Охлаждение необходимо, поскольку оно помогает избежать деформации печатных плат из-за тепла, оставшегося на них. Указанная температура понижается медленно, чтобы паяные соединения могли затвердеть и создать прочное соединение. Это гарантирует, что соединения, выполненные во время пайки волной припоя, будут прочными и смогут выдерживать тепло и вибрации. Благодаря контролируемому охлаждению производители могут гарантировать целостность паяных соединений и, таким образом, качество сборки печатной платы.
Различия между пайкой оплавлением и пайкой волной припоя
Процесс пайки
Пайка печатных плат влияет на производительность и расходы. Пайка оплавлением и пайка волной припоя отличаются способом нанесения флюса. В процессе флюс удаляет оксидный слой с поверхности металла, прежде чем расплавленный припой будет вылит на печатную плату. Это создает электрические соединения относительно быстро. При пайке оплавлением паяльная паста содержит флюс, который встроен в нее. Она запекается в печи для надлежащего сцепления медной фольги с плетением стекловолокна без необходимости пайки всей платы.
Заполнитель
Пайка волной припоя используется для компонентов, которые не имеют большой площади контакта с печатной платой. Для сравнения, пайка оплавлением припоя используется для компонентов с большой площадью контакта с печатной платой. Она подходит для компонентов сквозного отверстия и пайки плат за один проход с высокой скоростью. Пайка оплавлением припоя подходит для небольших и близко расположенных SMT или устройств поверхностного монтажа. Для плат с разными деталями используются смешанные стратегии, и здесь используются оба метода.
Производственная мощность
Пайка волной идеально подходит для крупномасштабного производства из-за постоянного потока припоя. Пайка оплавлением, с другой стороны, подходит для приложений, требующих тонкой пайки для нескольких изделий. Объем проекта и его специфика определяют тип выбранного метода.
Ключевые отличия
Пайка волной припоя подразумевает использование волны расплавленного припоя в качестве одного прохода для пайки платы. Напротив, пайка оплавлением использует тепло для расплавления паяльной пасты на печатной плате, но не перегревает компоненты и мелкие детали. Более того, при пайке оплавлением припоя флюс включается в паяльную пасту. Поэтому отходов меньше, чем при пайке волной припоя, при которой флюс наносится широко.
Выбор правильного процесса
Профессионалы в области инжиниринга принимают решения о выборе в зависимости от требований предполагаемого проекта. Высокая точность пайки оплавлением делает ее идеальной для компонентов SMT с регулируемыми температурными характеристиками. Пайка волной, напротив, относительно быстрее и дешевле для компонентов сквозного монтажа. Потому что для нее требуется лишь немного сложного оборудования. Средние решения сочетают высокую эффективность и качество соединения для смешанных печатных плат.
Пайка оплавлением и пайка волной припоя: преимущества и ограничения
Пайка оплавлением используется для пайки небольших деталей на печатных платах. Она включает в себя паяльную пасту и включает правильную температуру для гарантии хорошего соединения. Хотя изначально она влечет за собой определенный уровень инвестиций из-за оборудования, она имеет короткое время цикла и производит совместное прочное соединение. Контроль температуры во время оплавления имеет решающее значение для предотвращения дефектов и достижения оптимальных результатов.
Напротив, пайка волной часто используется для пайки нескольких печатных плат в кратчайшие сроки. Она подразумевает погружение печатных плат в волну расплавленного припоя, что эффективно спаивает детали сквозных отверстий. Однако она не рекомендуется для деликатных или небольших SMD-компонентов из-за ее менее точного размещения. Кроме того, пайка волной приводит к большему количеству отходов пайки, и необходимо уделять больше внимания флюсу, чтобы избежать проблем пайки, таких как образование мостиков или холодных соединений.
Применение пайки оплавлением и волной припоя
Пайка оплавлением широко используется в SMT для электроники, такой как смартфоны, компьютеры и другая бытовая электроника. Разработчики продуктов предпочитают ее, потому что она быстро размещает небольшие компоненты, такие как микропроцессоры и резисторы, на печатных платах. Однако сборка THT обычно использует пайку волной для разъемов, переключателей и других крупных электронных деталей. Более того, этот метод ценен в приложениях, требующих механических твердых соединений, поскольку он предполагает использование выводов, вставленных в отверстия, заранее просверленные на печатной плате.
Выбор правильного метода пайки для сборки печатной платы
Тип метода пайки, который будет использоваться при сборке печатных плат, зависит от некоторых важных факторов. Пайка оплавлением обычно применяется, когда сборки используются в основном с компонентами SMT. Она позволяет размещать и сваривать деликатные детали, такие как микросхемы и конденсаторы, используемые в производстве схем.
Что касается сборок с компонентами сквозного монтажа, называемых технологией сквозного монтажа (THT), то здесь возможна пайка волной припоя. Эта технология позволяет добиться надлежащей пайки компонентов с выводами, вставленными в просверленные отверстия на печатной плате, и хороших механических соединений.
Смешанное решение может потребоваться в случаях, когда сборка содержит как SMT, так и THT детали. Это включает в себя улучшение пайки оплавлением для деталей с технологией поверхностного монтажа и пайки волной для деталей со сквозным отверстием для усиления двух технологий. Применимость каждого метода также зависит от производственной партии, стоимости и характеристик компоновки печатной платы.
Основные выводы
В этой статье сравниваются два метода пайки, а именно пайка оплавлением и пайка волной. В ней описываются процедуры и температуры для каждого из них. Пайка оплавлением будет описана простыми шагами, которые будут полезны инженерам и технологическим компаниям. Необходимые для этого процесса инструменты указаны в конце. Хотя используются печи оплавления, возможны и другие, например, сковороды. Процесс пайки оплавлением чувствителен к повышению температуры и настройкам печи, в которой будут нагреваться печатные платы. Паяльная паста также важна и должна быть наилучшего качества.
