Сущность пайки погружением заключается в динамической теплопроводности и балансе смачивания.
Пайка погружением — это не просто вдавливание платы в ванну с припоем; для этого требуется, чтобы выводы печатной платы проходили вертикально и с постоянной скоростью через предварительно нанесенное флюсовое покрытие, прежде чем точно соприкоснуться с поверхностью расплавленного припоя. Весь процесс — теплопередача, разрыв оксидной пленки, расползание припоя и образование интерметаллического соединения IMC — должен быть завершен в течение 0,8–1,2 секунды. Если угол погружения отклоняется более чем на 3° или скорость превышает ±15 мм/с, это приведет к одностороннему задержке смачивания, увеличению количества пустот в основании вывода и даже неравномерному объему припоя по всему ряду выводов.
Горшки для ручной пайки подходят для быстрой проверки мелкосерийного многовариантного производства.
Ручная паяльная машина JJY JY-300B играет ключевую роль на этапе опытного производства. Его паяльная ванна размером 300 × 150 мм с независимой регулировкой температуры может поддерживать постоянную температуру 255 ± 2°C. В сочетании с регулируемым таймером 0–5 секунд и пневматическим прижимным механизмом он позволяет операторам выполнять проверку пайки погружением контактов для реле в DIP-корпусе, DIP-переключателей и ИС в двухлинейном корпусе без замены приспособлений. Он особенно подходит для необходимости модификации плат и изготовления поперечных сечений паяных соединений в тот же день, когда клиенты отправляют образцы, что позволяет избежать задержек на этапах создания прототипов, вызванных ожиданием графика работы печи волновой пайки.
Параметры пайки погружением в печи волновой пайки должны соответствовать толщине подложки и плотности компонентов.
Когда JJY WAVE-550 работает на линиях массового производства, мы всегда устанавливаем высоту волны припоя на 1,8 мм над вершиной захватов конвейерной цепи, что соответствует стандартной конфигурации для печатных плат толщиной 1,6 мм. Для плит толщиной 0,8 мм необходимо синхронно уменьшить высоту на 0,4 мм и включить нижнюю азотную флотацию; в противном случае может произойти коробление платы, затягивание контактов или прилипание припоя с обратной стороны. Для плат высокой плотности с расстоянием между контактами менее 2,54 мм скорость пайки погружением необходимо уменьшить с 1,2 м/мин до 0,9 м/мин и добавить задержку припоя на 0,3 секунды на участке выхода волны; в противном случае вероятность перекрытия вырастет с обычных 0,03% до более 0,27%.
Состояние поверхности расплавленного припоя напрямую определяет качество формирования паяного соединения
Каждый день перед запуском необходимо соскабливать плавающую окалину с поверхности припоя скребком из нержавеющей стали; в противном случае оксидные включения приведут к тусклости паяных соединений, выступам припоя и углу смачивания более 90°. Как только содержание меди в припое превысит 0,35 мас.%, машину необходимо остановить для замены припоя, поскольку интерметаллическое соединение медь-олово Cu6Sn5 будет накапливаться на выходе волны, вызывая сплошные шарики припоя у основания штифта. Этот тип дефекта не может быть идентифицирован во время проверки AOI, но он приведет к сбоям обрыва цепи во время испытаний на старение.
Ритм охлаждения после пайки контактов погружением также нельзя игнорировать
Печатная плата, только что вышедшая из ванны с пайкой, не может сразу попасть в зону сильного воздушного охлаждения; сначала он должен пройти через переходный участок естественного отвода тепла продолжительностью 3–5 секунд. В противном случае резкие изменения температурных напряжений вызовут появление микротрещин в корпусе устройств типа QFP, одновременно ускоряя охрупчивание и отслаивание паяльной маски печатной платы. Мы протестировали оборудование JJY и обнаружили, что при резком увеличении скорости охлаждающего воздуха с 1,5 м/с до 4,2 м/с скорость отслаивания контактных площадок печатных плат с поверхностной обработкой OSP возрастает на 17 процентных пунктов. Поэтому все секции охлаждения оснащены ступенчатой кривой снижения скорости воздуха.
