Руководство по выбору печей для оплавления на основе их типов, характеристик и областей применения

2023-07-26

Обзор печей оплавления

Печь оплавления нагревается для монтажа на печатных платах (ПП) с использованием технологии поверхностного монтажа. Он стал стандартом в электронной промышленности, потому что SMT предлагает преимущество упрощения конструкции электронных устройств, а печи оплавления бывают самых разных размеров и типов. Коммерческие печи оплавления стоят от тысяч до десятков тысяч долларов. Самодельные печи оплавления дешевле в изготовлении, но они менее долговечны и функциональны.

Печи оплавления были изобретены для решения проблемы ручной пайки электронных компонентов на печатных платах, которая отнимала слишком много времени. В результате высокой эффективности теплопередачи современные конвекционные печи для оплавления имеют более короткие профили и больший нагрев, чем более ранние модели.

Типичный процесс пайки оплавлением включает расплавление пасты из припоя и флюса между электронными компонентами и печатными платами для образования постоянного соединения. Процесс начинается с укладки трафарета с вырезанными отверстиями для отдельных контактных площадок поверх печатной платы. Затем эта печатная плата покрывается паяльной пастой с помощью трафаретного принтера. После того, как электронные компоненты размещены на печатной плате, выводы компонентов выравниваются с контактными площадками паяльной пасты с помощью машины для захвата и размещения или другого оборудования для размещения. После того, как паста была нагрета и охлаждена, она образует прочную связь между печатной платой и компонентами. После очистки, тестирования, упаковки и дальнейшей сборки плата может быть готова.

Как правило, пайка оплавлением предполагает следование температурному профилю, который описывает оптимальную скорость нагрева и охлаждения паяльной пасты и ее компонентов в процессе пайки. Четыре основные зоны термического профиля — это предварительный нагрев, выдержка, предварительная подача, поток, сушка, оплавление, ws и охлаждение.

В зоне предварительного нагрева сборка нагревается от 1 до 4°C до температуры от 100 до 150°C с регулируемой скоростью.
Зона выдержки поддерживает постоянную температуру от 150°C до 170°C в течение двух минут. Это позволяет потокам активировать и стабилизировать температуру во всей системе.
В зоне оплавления припой нагревается до температуры выше его точки плавления в течение 30-60 секунд, чтобы обеспечить полное оплавление каждого вывода припоя.
Зоны охлаждения снижают температуру с контролируемой скоростью в пределах от 1 до 4°C, чтобы гарантировать, что паяные соединения между компонентами и платой имеют идеальный размер зерна и прочность.

Типы печей оплавления

Существуют различные типы печей оплавления, но наиболее распространенным типом является инфракрасная конвекционная печь. Этот тип печи использует инфракрасное излучение для передачи тепла от нагревательных элементов к компонентам и припою, а вентиляторы используются для увеличения скорости передачи тепла.

В парофазных печах печатная плата погружается в слой пара во время процесса пайки. Жидкий перфторполиэфир кипятят для создания слоя пара, в который погружается печатная плата.

По сравнению с конвекционными печами парофазные печи обеспечивают лучшую эффективность теплопередачи, что снижает энергопотребление. Кроме того, они занимают небольшую площадь и могут улучшить смачивание припоя. Благодаря тому, что они работают в периодическом режиме, они идеально подходят для мелкосерийного производства. Однако печи с паровой фазой могут быть более дорогими из-за стоимости специальных паровых материалов.

Существует три основных типа печей оплавления: настольные печи оплавления, печи периодического действия и печи оплавления.встроенные конвейерные печи оплавления.

Технические характеристики

В современных печах оплавления доступно множество функций, в зависимости от их предполагаемого использования, продолжительности производства и предполагаемого результата. При выборе печи оплавления важно учитывать все факторы, влияющие на производственный процесс. Могут быть полезны следующие критерии:

Тепловые характеристики
Тип печи оплавления
Максимальная температура
пропускная способность
Технология нагрева
Входной зазор
Скорость конвейера
Максимальная ширина и высота печатной платы
Технологический газ
Конвейерная конструкция
Компьютерное программное обеспечение и интерфейс ПК
Программное обеспечение
Источник питания
Удобство обслуживания
Время простоя на техническое обслуживание
Надежность

Вы можете сделать свою собственную печь оплавления из бытовых приборов, таких как тостеры или микроволновые печи, которые используют инфракрасные лучи для нагрева вещей. Однако у использования самодельной печи оплавления есть недостатки. Самодельные печи оплавления не позволяют создать правильный профиль или установить методы охлаждения. Они подходят только для простых, небольших работ, а не для текущих, более крупных.

Приложения

Существует несколько способов использования пайки оплавлением для крепления компонентов к печатной плате, метод, который также используется для крепления компонентов через отверстия (THT). Однако пайка волной припоя проще и дешевле, когда речь идет о платах со сквозными отверстиями. Однако печь оплавления можно использовать для снижения затрат на сборку плат, содержащих компоненты как для сквозного, так и для поверхностного монтажа. Он помогает защитить электрические компоненты, предотвращая возможность повреждения в процессе пайки, которое в противном случае могло бы быть вызвано перегревом.

Профилирование

При термическом профилировании измеряются несколько точек на печатной плате, чтобы определить идеальную скорость нагрева и охлаждения для предотвращения дефектов. Тепловые температуры в духовке измеряются с использованием сложного набора данных о времени и температуре. Эти данные определяют профили рампы-впитывания-пика или рампы-пика. Используя линейное изменение, выдержку и всплеск, мы можем определить температуры, которые изменяют структуру припоя, и время, необходимое для этого.

Убедитесь, что правильное профилирование печи оплавления поможет избежать дорогостоящих производственных проблем, таких как слабые соединения, вызванные неправильным профилированием. Неправильные настройки температуры могут привести к повреждению компонентов, поскольку они нагреваются и охлаждаются со слишком высокой скоростью.

Стандарты

Печь оплавления является отличным выбором, когда речь идет о различных пайках. Оптимальные результаты могут быть достигнуты путем определения всех аспектов характеристик продукта, таких как тип компонента, требования к припою и требованиям к плате, объему, темпу, размеру и температурным требованиям.

Каковы преимущества и преимущества вакуумной пайки оплавлением?

Детали упаковки силовых устройств IGBT

Связанная статья