Селективная пайка. Обзор технологии

В отличие от классической технологии пайки волной припоя, где зеркало припоя входит в контакт со всей нижней поверхностью печатного узла, пайка селективно паяемых компонентов выполняется в локальных точках платы. Это позволяет применять данную технологию при пайке двухсторонних плат с плотным монтажом, компонентами с расположением выводов под корпусом, мелким шагом пр. Таким образом, применение технологии селективной пайки поможет решить вопросы монтажа там, где применение классической технологии пайки волной припоя является нецелесообразным или невозможным (см. примеры далее).

Процесс селективной пайки включает те же этапы, что и при классической пайке волной припоя. Это этапы нанесения флюса на нижнюю поверхность платы, предварительный нагрев платы и компонентов, а также непосредственно сам процесс пайки.

Система флюсования

В отличие от пайки волной припоя флюсованию в установках селективной пайки подвергается не вся нижняя поверхность печатного узла, а только ее отдельные участки, подлежащие пайке. Нанесение флюса выполняется каплеструйным флюсователем, перемещающимся непосредственно под печатным узлом. В процессе нанесения флюс через форсунку с отверстием микрометрического размера (около 130 мкм) распыляется до мельчайших капель, что обеспечивает равномерное распределение флюса по поверхности узла, низкий расход и малое количество остатков флюса после процесса пайки. Прецизионное нанесение флюса на определенные участки платы возможно как точечно, так и по линии. 

Система преднагрева

Сразу после операции флюсования следует операция предварительного нагрева для испарения растворителя, входящего в состав нанесенного флюса, его активация, подготовка паяемых поверхностей к процессу пайки, а также предварительный подогрев платы и компонентов для создания условий хорошего растекания припоя по паяемым поверхностям и качественных паяных соединений.

Предварительный нагрев осуществляется с нижней стороны при помощи ИК-нагревателей. В зависимости от потребности в тепле и размере печатного узла возможно включение и отключение отдельных сегментов нагревателей. Возможно также использование комбинации нижних ИК-нагревателей и верхнего конвекционного модуля нагрева для обеспечения высокой интенсивности теплообмена, что может быть полезно при пайке теплоемких печатных узлов.

При этом подогрев печатного узла может происходить не только перед операцией пайки, но и в процессе пайки. Для этой цели установка оснащается конвекционным модулем нагрева с верхней стороны в зоне пайки. Такая конфигурация может быть полезна для предотвращения остывания теплоемкого печатного узла при продолжительном процессе пайки, например, когда требуется запаять большое количество выводов, а узел при этом успевает остыть.

Модуль пайки

Пайка выводов компонентов в установках фирмы Ersa выполняется полностью в автоматическом режиме с помощью электромагнитного индукционного насоса со смачиваемыми припоем насадками (волнообразователями). При этом насос с ванной перемещается непосредственно под печатным узлом под углом “0” градусов, т.е. наклонять плату относительно волнообразователя не требуется. Это упрощает процесс программирования установки, а также позволяет добиться качественной пайки выводов даже самых сложных плат с компонентами с малым шагом и близким расположением компонентов поверхностного монтажа к точкам пайки.

Преимущества уникальной конструкции системы пайки на базе электромагнитного индукционного насоса по сравнению с механическими системами на базе крыльчатки:

• высокая стабильность скорости потока припоя;
• отсутствие движущихся частей в конструкции;
• не требующий технического обслуживания электромагнитный насос;
• точная настройка необходимой высоты волны припоя в волнообразователе;
• быстрая смена волнообразователей благодаря магнитному основанию;
• высокая стабильность температуры припоя в волнообразователе;
• отсутствие изнашиваемых частей в конструкции электромагнитного насоса;
• отличная повторяемость пайки штыревых выводов;
• малое потребление энергии и азота.

Низкая инерционность электромагнитного насоса и использование смачиваемых припоем волнообразователей позволяет управлять внешним видом паяных соединений. Возможность мгновенного отключения подачи припоя наряду с действиями сил поверхностного натяжения смачиваемых волнообразователей (функция “peel off” или функция отделения волны) дает возможность не только получать тонкие галтели паяных соединений, но и предотвращать появление перемычек припоя даже при пайке многовыводных компонентов с малым шагом выводов в непосредственной близости от поверхностно-монтируемых компонентов

Все динамические параметры процесса, такие как уровень припоя в ванне, температура припоя и высота волны припоя в процессе работы постоянно контролируются и документируются. Это гарантирует отличную стабильность и повторяемость процесса пайки.