Aký je vplyv typu spájkovacej pasty na pretavovacie spájkovanie v pretavovacej peci?

Spájkovacia pasta hrá kľúčovú úlohu v procese spájkovania pretavením v pretavovacej peci. Ako dodávateľ pretavovacej pece je pochopenie účinkov rôznych typov spájkovacích pást na spájkovanie pretavením nevyhnutné na poskytovanie optimálnych riešení našim zákazníkom. V tomto blogu preskúmame, ako rôzne typy spájkovacej pasty ovplyvňujú proces spájkovania pretavením a konečnú kvalitu spájkovaných spojov.

Zloženie a typy spájkovacej pasty

Spájkovacia pasta je zmesou drobných čiastočiek spájky a taviva. Tavidlo slúži na viaceré účely, vrátane odstraňovania oxidov z kovových povrchov, ktoré sa majú spájkovať, zabraňuje ďalšej oxidácii počas procesu zahrievania a podporuje zmáčanie spájky na povrchoch. Na trhu sú dostupné rôzne typy spájkovacích pást, ktoré možno klasifikovať podľa zloženia zliatiny a typu taviva.

Zloženie zliatiny

• Zliatiny cínu - olova (Sn - Pb).: Historicky boli zliatiny Sn - Pb široko používané pri spájkovaní kvôli ich vynikajúcim zmáčacím vlastnostiam, nízkym bodom topenia a dobrej mechanickej pevnosti. Napríklad zliatina 63Sn - 37Pb má eutektický bod topenia 183°C, čo uľahčuje prácu v pretavovacích peciach. Avšak kvôli obavám o životné prostredie v súvislosti s toxicitou olova bolo použitie zliatin Sn - Pb v mnohých aplikáciách obmedzené, najmä v elektronickom priemysle.
• Olovo - Free Alloys: S rastúcim dopytom po ekologických riešeniach spájkovania sa bezolovnaté zliatiny stali normou. Bežné bezolovnaté zliatiny zahŕňajú Sn - Ag - Cu (SAC), Sn - Cu a Sn - Bi. Zliatiny SAC, ako je SAC305 (96,5Sn - 3,0Ag - 0,5Cu), sú široko používané, pretože ponúkajú dobrú zmáčavosť, vysokú mechanickú pevnosť a relatívne nízku teplotu topenia (okolo 217 °C). Zliatiny Sn - Cu sú cenovo výhodnejšie, ale majú vyššiu teplotu topenia (227 °C), čo môže vyžadovať vyššie teploty pretavenia. Zliatiny Sn-Bi majú nižší bod topenia (okolo 138°C), vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie, kde sa vyžaduje nízkoteplotné spájkovanie, ako sú flexibilné dosky plošných spojov.

Typ toku

• Flux na báze kolofónie: Tavivá na báze kolofónie sú odvodené z prírodnej borovicovej živice. Sú známe svojimi vynikajúcimi zmáčavými vlastnosťami a dobrou izolačnou odolnosťou. Tavivá na báze kolofónie možno ďalej klasifikovať na neaktivované (R), mierne aktivované (RMA) a plne aktivované (RA) tavivá. Najmenej agresívne sú tavivá R a sú vhodné na čisté povrchy bez oxidácie. RMA tavivá sú bežnejšie používané, pretože ponúkajú dobrú rovnováhu medzi zmáčaním a čistením zvyškov. Tavivá RA sú vysoko agresívne a používajú sa na ťažko spájkovateľné povrchy, ale po spájkovaní vyžadujú dôkladné čistenie.
• Voda - rozpustný tok: Vodou rozpustné tavivá sú vyrobené z organických kyselín a po spájkovaní sa dajú ľahko čistiť vodou. Sú šetrné k životnému prostrediu a často sa používajú vo vysoko spoľahlivých aplikáciách, kde je odstraňovanie zvyškov kritické. Vyžadujú si však starostlivé zaobchádzanie, pretože môžu byť korozívne, ak nie sú správne vyčistené.
• Nie - Clean Flux: Nie - čisté tavidlá sú navrhnuté tak, aby po spájkovaní zanechávali minimálne zvyšky, čím sa eliminuje potreba kroku čistenia. Sú pohodlné a nákladovo efektívne, ale nemusia byť vhodné pre všetky aplikácie, najmä tie, kde sa vyžaduje vysoká spoľahlivosť a dlhodobá stabilita.

Účinky typu spájkovacej pasty na spájkovanie pretavením

Topenie a zmáčanie

Teplota topenia zliatiny spájkovacej pasty určuje teplotný profil pretavenia potrebný v pretavovacej peci. Napríklad pri použití bezolovnatej spájkovacej pasty SAC305 musí pretavovacia pec dosiahnuť maximálnu teplotu okolo 240 - 250 °C, aby sa zabezpečilo úplné roztavenie spájky. Ak je teplota príliš nízka, spájka sa nemusí úplne roztaviť, čo má za následok slabé zmáčanie a slabé spájkované spoje. Na druhej strane, ak je teplota príliš vysoká, môže dôjsť k prehriatiu komponentov, čo vedie k poškodeniu alebo zníženiu spoľahlivosti.

Tok v spájkovacej paste tiež ovplyvňuje proces zmáčania. Dobré tavidlo odstráni oxidy na kovových povrchoch a podporí šírenie roztavenej spájky. Napríklad tavivá na báze kolofónie s vhodnými úrovňami aktivácie môžu poskytnúť vynikajúce zmáčanie na medených podložkách, čím sa zabezpečí pevný a spoľahlivý spájkovaný spoj. Na rozdiel od toho, ak tavidlo nie je kompatibilné s povrchovou úpravou alebo ak nie je správne aktivované počas procesu pretavenia, spájka nemusí povrchy účinne zmáčať, čo môže mať za následok problémy, ako je nezmáčanie, zmáčanie alebo náhrobné kamene.

Kvalita spájkovaného spoja

Typ spájkovacej pasty môže výrazne ovplyvniť kvalitu spájkovaných spojov. Bezolovnaté zliatiny, ako napríklad SAC305, vo všeobecnosti ponúkajú lepšiu mechanickú pevnosť a spoľahlivosť v porovnaní so zliatinami Sn - Pb. Sú však tiež náchylnejšie na vytváranie intermetalických zlúčenín (IMC) na rozhraní spájky a podložky. IMC sú krehké a môžu znížiť dlhodobú spoľahlivosť spájkovaných spojov, ak sú príliš hrubé. Rýchlosť rastu IMC je ovplyvnená faktormi, ako je teplota pretavenia, čas nad likvidom a zloženie spájkovacej pasty.

Typ taviva ovplyvňuje aj kvalitu spájkovaného spoja. Vo vode rozpustné tavivá môžu poskytnúť čistejší a spoľahlivejší spájkovaný spoj v porovnaní s nečistými tavidlami, najmä v prostrediach s vysokou vlhkosťou. Ak však nie je vo vode rozpustné tavidlo správne vyčistené, môže zanechať korozívne zvyšky, ktoré môžu časom poškodiť komponenty.

Výkon Reflow pece

Rôzne typy spájkovacej pasty môžu vyžadovať rôzne nastavenia pretavovacej pece. Napríklad bezolovnaté spájkovacie pasty s vyššími bodmi topenia potrebujú vyššiu špičkovú teplotu a dlhší čas nad likvidom v porovnaní so spájkovacími pastami Sn - Pb. To znamená, že pretavovacia pec musí mať dostatočný vykurovací výkon a presnosť regulácie teploty, aby sa zabezpečilo správne spájkovanie.

nášVysokorýchlostný vzduchový motor s prefukovanímje navrhnutý tak, aby spĺňal požiadavky rôznych typov spájkovacích pást. Je vybavený vysokorýchlostným vzduchovým motorom, ktorý dokáže zabezpečiť rovnomerné zahrievanie v celej komore rúry a zabezpečiť konzistentné výsledky prelievania. Rúra má tiež presnú reguláciu teploty, ktorá umožňuje presné nastavenie teplotného profilu pretavenia podľa špecifikácií spájkovacej pasty.

TheReflow pec Nízka hlučnosť SMT 8-zónový ohrevje ďalšou možnosťou pre zákazníkov. Vďaka svojmu 8-zónovému vykurovaciemu systému dokáže vytvoriť flexibilnejší a presnejší teplotný profil pretečenia. To je užitočné najmä pri práci s rôznymi typmi spájkovacích pást, pretože umožňuje nezávislé ovládanie zón predhrievania, namáčania a pretavenia.

TheStroj na výrobu osvetlenia SMT Reflow Ovenje špeciálne navrhnutý pre aplikácie osvetlenia. Dokáže si poradiť s rôznymi typmi spájkovacej pasty používanej pri výrobe produktov LED osvetlenia, čím zaisťuje vysoko kvalitné spájkovanie a spoľahlivý výkon.

Úvahy o výbere správnej spájkovacej pasty

Pri výbere spájkovacej pasty na spájkovanie pretavením v pretavovacej peci je potrebné zvážiť niekoľko faktorov:

• Požiadavky na aplikáciu: Typ aplikácie určí požadovanú mechanickú pevnosť, elektrickú vodivosť a odolnosť spájkovaných spojov voči prostrediu. Napríklad v automobilovej elektronike sa vyžadujú vysoko spoľahlivé spájkované spoje, aby vydržali drsné prevádzkové podmienky, takže najlepšou voľbou môže byť bezolovnatá zliatina SAC s vysoko kvalitným tavivom.
• Kompatibilita komponentov: Niektoré komponenty môžu byť citlivé na vysoké teploty alebo určité typy tavív. Napríklad plastové komponenty sa môžu deformovať pri vysokých teplotách pretavenia a niektoré zariadenia na povrchovú montáž môžu byť poškodené agresívnymi tavidlami. Je dôležité vybrať spájkovaciu pastu, ktorá je kompatibilná s spájkovanými komponentmi.
• náklady: Dôležitým faktorom je aj cena spájkovacej pasty. Bezolovnaté zliatiny sú vo všeobecnosti drahšie ako zliatiny Sn - Pb a niektoré vysokovýkonné tavivá môžu tiež zvýšiť náklady. Avšak dlhodobé výhody používania správnej spájkovacej pasty, ako je zvýšená spoľahlivosť a menšie množstvo prepracovania, môžu prevážiť počiatočné náklady.

Záver

Na záver, typ spájkovacej pasty má významný vplyv na proces spájkovania pretavením v pretavovacej peci. Rôzne zliatiny a tavivá spájkovacej pasty majú rôzne teploty topenia, zmáčacie vlastnosti a vplyv na kvalitu spájkovaného spoja. Ako dodávateľ pretavovacej pece chápeme dôležitosť poskytovania správnych informácií a riešení našim zákazníkom na zabezpečenie úspešného spájkovania pretavením. Výberom vhodnej spájkovacej pasty a optimalizáciou nastavení reflow pece môžu naši zákazníci dosiahnuť vysoko kvalitné spájkované spoje a spoľahlivé elektronické produkty.

Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich reflow peciach alebo potrebujete pomoc pri výbere správnej spájkovacej pasty pre vašu aplikáciu, neváhajte nás kontaktovať pre podrobnú diskusiu a vyjednanie obstarávania. Zaviazali sme sa poskytovať vám tie najlepšie produkty a služby, ktoré uspokoja vaše potreby spájkovania.

Referencie

• "Príručka spájkovania" od IPC
• "Technológia spájkovania bez olova" od Johna H. Laua
• "Procesy spájkovania pretavením a riešenie problémov" od Davida CH Chiu