Правильная настройка термопрофиля в печи оплавления паяльных паст

Оплавление паяльной пасты – важнейший этап пайки, который непосредственно влияет на качество паяных соединений. Определяющее значение в этом технологическом процессе имеет выбранный температурный профиль. Он рассчитывается с помощью специального устройства – термопрофайлера. Перед окончательной пайкой совершается несколько тестовых прогонов печатной платы в печи оплавления, результаты которых анализируются для выбора оптимального термопрофиля.

Виды температурных профилей

Температурный профиль представляет собой последовательность нагрева (смену температурных режимов) печатной платы с установленными компонентами и нанесенным припоем. Существует два основных типа термопрофилей:

• Традиционный профиль (RSS). Это сокращение расшифровывается как Ramp – Soak – Spike (наклон – выдержка – пик). Данный профиль еще называется ступенчатым, потому что его график представляет собой линию с выраженным «плато» выдержки, температура на котором практически не меняется в течение некоторого времени.

• Новый профиль (RTS). Его название расшифровывается как Ramp – To – Spike (наклон – пик). На графике этого профиля отсутствует плато выдержки, а стадии нагрева представляют собой практически прямую линию. Поэтому данный профиль еще называется линейным.

Выбор типа профиля определяется многими факторами – материалом печатной платы, используемых компонентов, составом паяльных паст. Очень важно использовать технические спецификации, которые производители паяльных паст выпускают для своей продукции. В них указаны такие важные параметры, как продолжительность каждого этапа пайки, температура плавления припоя, активации флюса и т. д.

Зоны термопрофиля

Температурный профиль включает несколько зон (для конвейерных печей) или этапов (для камерных печей) нагрева печатной платы и электронных компонентов.

Предварительный нагрев. На этом этапе печатная плата нагревается от температуры окружающей среды до точки активации флюса в паяльной пасте. Скорость нагревания постоянна и не превышает 2–4°С/с для традиционного и 0,6–1,8°С/с для нового профиля. Этап предварительного нагрева позволяет избежать теплового удара по печатной плате и термочувствительным компонентам, а также выпарить растворитель из паяльной пасты. Если нагревать плату быстрее, то растворитель испарится преждевременно, образовав различные дефекты паяных соединений, а термочувствительные компоненты и слои платы повредятся из-за резкого перепада температуры. В тоннельных (конвейерных) печах зона предварительного нагрева составляет 25-33% от всей длины тоннеля.

Стабилизация. Данный этап характеризуется относительно медленным увеличением температуры. Он предназначен для равномерного прогрева всех участков платы и всех компонентов независимо от их размера и теплоемкости, а также для активации флюса. В конвейерных печах продолжительность этой зоны составляет 35-50% от всей длины тоннеля. Если этот этап затянуть, флюс потеряет свои свойства, а припой будет разбрызгиваться на стадии оплавления.

Оплавление. На этой стадии температура увеличивается до точки расплавления припоя для образования паяного соединения. Пиковая температура пайки должна превышать точку расплавления на 30-40 градусов, чтобы расплав лучше растекся по контактным площадкам и образовал более надежное соединение. Чрезмерно высокая температура в этой зоне приведет к повреждению компонентов, а слишком низкая – к образованию хрупких, ненадежных соединений.

Охлаждение. На этом этапе плата и компоненты охлаждаются до затвердевания припоя и образования твердых соединений. Чтобы они были наиболее прочными, скорость охлаждения должна быть максимальной. Однако, резкий перепад температуры приведет к повреждению компонентов и платы. Правильно подобранный температурный режим на этой стадии обеспечит высокую плотность зерен застывшего припоя, тем самым обеспечив более качественное соединение.

Выбирая оборудование и расходники для пайки оплавлением в компании «СМТ Технологии», вы получаете максимально полную и подробную информацию о рекомендуемых температурных профилях от наших квалифицированных специалистов.