Температура плавления бессвинцовой припоя представляет собой не единую фиксированную величину, а интервал фазового перехода твердое тело-жидкость, определяемый составом сплава. Для обычной системы Sn96.5Ag3.0Cu0.5 (SAC305) фактическая температура начала плавления составляет 217°C, а для полного сжижения требуется нагрев примерно до 227°C. Поэтому, если температура паяльника лишь немного превышает 227°С, произойдет локальное недостаточное проплавление паяного соединения из-за контактного тепловыделения. Измерения нашей производственной линии показывают, что 320°C — это минимальная эффективная начальная температура для припоя проволоки диаметром 0,8 мм на двусторонних платах, тогда как для припоя проволоки диаметром 1,2 мм, используемой на силовых платах с большой площадью медной фольги, температуру необходимо повысить до 350°C или даже 360°C, чтобы избежать соединений холодной пайки и сухих соединений.
Неправильные настройки температуры паяльника напрямую вызовут ряд каскадных проблем. Например, слишком низкая температура приведет к недостаточной активности флюса, непробитию оксидного слоя припоя, тусклости поверхностей паяного соединения и недостаточной высоте смачивания. Чрезмерно высокая температура приведет к увеличению карбонизированных остатков канифольного флюса, вздутию паяльной маски печатной платы и чрезмерному растворению покрытия выводов компонента. Когда мы столкнулись с проблемой сбоя пакетной пайки на отечественном микроконтроллере, мы обнаружили, что исходная настройка 345°C соответствует большинству сценариев, но чип имел площадку заземления большой площади внизу с чрезмерной теплоемкостью. Наконец, мы временно подняли температуру паяльника до 355°C и использовали станцию предварительного нагрева, чтобы полностью решить проблему плохого смачивания.
Диаметр припойной проволоки и скорость ее подачи должны динамически согласовываться с температурой паяльника. Припой толщиной 0,5 мм склонен к прерывистому выходу припоя или разбрызгиванию припоя при 330°C, тогда как припой толщиной 1,6 мм, работающий при 330°C, будет проявлять гистерезис плавления и сильное затягивание припоя. В настоящее время наша мастерская повсеместно использует бессвинцовый припой толщиной 0,8 мм с паяльником при температуре 340°C для обычных компонентов SMD и переходит на припой диаметром 1,2 мм с температурой, поднятой до 350°C для клемм с диаметром вставных отверстий более 1,2 мм. Операторы также должны вручную прикасаться к паяному соединению каждые 5 соединений, чтобы проверить, является ли температурная реакция нормальной.
Температура и влажность окружающей среды, а также состояние паяльного жала оказывают существенное влияние на фактический эффект пайки бессвинцовым припоем. Зимой при температуре в цеху ниже 18°С на паяных соединениях часто возникают кристаллические заусенцы, даже если температура установлена на уровне 345°С. In В этом случае подставка для паяльника с постоянной температурой должна быть включена заранее, чтобы предварительно нагреть жало в течение более 3 минут. Если толщина оксидного слоя на жале паяльника превышает 0,03 мм, эффективность теплопроводности снизится более чем на 20%. Губку требуем менять каждую смену и слегка шлифовать наждачной бумагой для удаления ржавчины; в противном случае, даже если отображение температуры является точным, фактическая температура паяного соединения будет примерно на 15°C ниже ожидаемой.
Ключевым критерием оценки того, подходит ли температура паяльника для текущего бессвинцового припоя, являются не показания термометра, а состояние самого паяного соединения. Идеальное паяное соединение должно иметь равномерный металлический блеск, четкие и гладкие края, отсутствие явных усадочных полостей или отверстий. Если более 3-х последовательных паяных соединений имеют угол смачивания более 60°, необходимо немедленно проверить, не смешана ли партия припоя со свинцовосодержащим материалом, не истек ли срок годности и не вышел ли флюс из строя, не сильно ли деформировано паяльное жало и не имеет ли отслаивающееся покрытие. Эти факторы определяют конечную надежность пайки в большей степени, чем просто регулировка значения температуры.
