Spájkovanie pretavením je kľúčovým krokom v procese SMT.Teplotný profil spojený s pretavením je základným parametrom na kontrolu, aby sa zabezpečilo správne spojenie častí.Parametre určitých komponentov tiež priamo ovplyvnia teplotný profil zvolený pre daný krok procesu.
Na dvojkoľajovom dopravníku prechádzajú dosky s novo umiestnenými komponentmi cez horúce a studené zóny reflow pece.Tieto kroky sú navrhnuté tak, aby presne kontrolovali tavenie a chladenie spájky na vyplnenie spájkovaných spojov.Hlavné zmeny teploty spojené s profilom pretečenia možno rozdeliť do štyroch fáz/oblastí (uvedené nižšie a znázornené nižšie):
1. Zahrejte sa
2. Neustále zahrievanie
3. Vysoká teplota
4. Chladenie
1. Predhrievacia zóna
Účelom predhrievacej zóny je odpariť rozpúšťadlá s nízkou teplotou topenia v spájkovacej paste.Medzi hlavné zložky taviva v spájkovacej paste patria živice, aktivátory, modifikátory viskozity a rozpúšťadlá.Úlohou rozpúšťadla je hlavne nosič živice s doplnkovou funkciou zabezpečenia dostatočného skladovania spájkovacej pasty.V predhrievacej zóne je potrebné odpariť rozpúšťadlo, ale musí sa kontrolovať strmosť stúpania teploty.Nadmerné rýchlosti zahrievania môžu komponent tepelne namáhať, čo môže poškodiť komponent alebo znížiť jeho výkon/životnosť.Ďalším vedľajším účinkom príliš vysokej rýchlosti ohrevu je, že spájkovacia pasta sa môže zrútiť a spôsobiť skrat.To platí najmä pre spájkovacie pasty s vysokým obsahom taviva.
2. Zóna konštantnej teploty
Nastavenie zóny konštantnej teploty sa riadi najmä v rámci parametrov dodávateľa spájkovacej pasty a tepelnej kapacity DPS.Táto fáza má dve funkcie.Prvým je dosiahnutie rovnomernej teploty pre celú dosku PCB.To pomáha znižovať účinky tepelného namáhania v oblasti pretavenia a obmedzuje iné chyby spájkovania, ako je väčší zdvih komponentov.Ďalším dôležitým efektom tejto fázy je, že tavivo v spájkovacej paste začne agresívne reagovať, čím sa zvýši zmáčavosť (a povrchová energia) povrchu zvaru.To zaisťuje, že roztavená spájka dobre zmáča spájkovaný povrch.Kvôli dôležitosti tejto časti procesu musí byť čas namáčania a teplota dobre kontrolované, aby sa zabezpečilo, že tavidlo úplne vyčistí spájkované povrchy a že sa tavivo úplne nespotrebuje skôr, ako sa dostane do procesu spájkovania pretavením.Je potrebné zachovať tavivo počas fázy pretavenia, pretože uľahčuje proces zmáčania spájky a zabraňuje opätovnej oxidácii spájkovaného povrchu.
3. Zóna vysokej teploty:
Zóna vysokej teploty je miesto, kde prebieha úplná reakcia topenia a zmáčania, kde sa začína vytvárať intermetalická vrstva.Po dosiahnutí maximálnej teploty (nad 217°C) začne teplota klesať a klesne pod spätnú čiaru, po ktorej spájka stuhne.Táto časť procesu musí byť tiež starostlivo kontrolovaná, aby stúpanie a klesanie teploty nevystavilo časť tepelnému šoku.Maximálna teplota v oblasti pretavenia je určená teplotnou odolnosťou komponentov citlivých na teplotu na DPS.Čas v zóne vysokej teploty by mal byť čo najkratší, aby sa zabezpečilo dobré zváranie komponentov, ale nie tak dlhý, aby intermetalická vrstva zhrubla.Ideálny čas v tejto zóne je zvyčajne 30-60 sekúnd.
4. Chladiaca zóna:
V rámci celkového procesu spájkovania pretavením sa často prehliada význam chladiacich zón.Dobrý chladiaci proces tiež zohráva kľúčovú úlohu v konečnom výsledku zvaru.Dobrý spájkovaný spoj by mal byť svetlý a plochý.Ak chladiaci účinok nie je dobrý, dôjde k mnohým problémom, ako je vyvýšenie súčiastok, tmavé spájkované spoje, nerovné povrchy spájkovaných spojov a zhrubnutie vrstvy intermetalickej zlúčeniny.Preto spájkovanie pretavením musí poskytovať dobrý profil chladenia, ani príliš rýchle, ani príliš pomalé.Príliš pomalé a dostanete niektoré z vyššie uvedených problémov s chladením.Príliš rýchle ochladenie môže spôsobiť tepelný šok komponentov.
Celkovo nemožno podceňovať dôležitosť kroku pretavenia SMT.Pre dobré výsledky musí byť proces dobre riadený.
Čas odoslania: 30. mája 2023