Конвекционная пайка

Технология конвекционной пайки
Конвекционная пайка основана на использовании принудительной конвекции горячего воздуха. Суть технологии состоит в контролируемом нагреве печатного узла с установленными на паяльную пасту компонентами до точки расплавления припоя.

Какие задачи решает?

• Сборка электронных устройств. Конвекционная пайка подходит для массового производства печатных узлов. Технология позволяет быстро и качественно спаивать множество компонентов за один цикл.
• Производство электронных изделий с высокой плотностью размещения компонентов. Метод обеспечивает равномерный нагрев печатного узла, что важно при работе с миниатюрными и тесно расположенными элементами.
• Высокая производительность. Автоматизация процесса, высокая скорость и повторяемость конвекционной пайки позволяют увеличить выпуск продукции при сохранении качества.

Конвекционная пайка обеспечивает высокое качество и надежность электронных устройств, область ее применения охватывает широкий спектр отраслей:

• производство мобильных устройств;
• автомобильная промышленность;
• изготовление бытовой техники;
• выпуск промышленного оборудования;
• производство медицинского оборудования и др.

Соблюдение параметров пайки является важным фактором при формировании качественного соединения, которое будет устойчиво к отказу в процессе эксплуатации.

Преимущества конвекционной пайки

1. Точность контроля температуры, что позволяет избежать повреждения электронных компонентов.
2. Высокая производительность процесса сборки. На конвейере может оплавляться сразу несколько электронных сборок.
3. Возможность пайки компонентов с различными размерами и формами.
4. Минимизация дефектов пайки благодаря равномерному нагреву.
5. Оплавление по термопрофилю, заданному производителем паяльной пасты и компонентов, с целью формирования качественного и надежного соединения.

Термопрофиль в конвекционной пайке
Термопрофиль в конвекционной пайке представляет собой зависимость изменения температуры с течением времени в период работы. Он важен для оптимизации процесса и обеспечения его качества.

Ключевые стадии термопрофиля:

• Преднагрев. Начальный этап, необходимый для равномерного нагрева компонентов перед пайкой.
• Зона активации паяльной пасты. Этот участок термопрофиля повышает и удерживает температуру, необходимую для начала пайки.
• Пиковая температура. Это значение представляет максимальную температуру, достигаемую в процессе пайки. Оптимальный показатель зависит от типа компонентов и паяльных материалов. Именно на этом этапе припой переходит в жидкую фазу и формируются соединения между компонентами и печатной платой.
• Охлаждение. Контролируемое снижение температуры для остановки процесса формирования соединений.

Подбор термопрофиля в конвекционной пайке помогает оптимизировать процесс, улучшить качество соединений и предотвратить повреждения компонентов вследствие неправильных температурных режимов.

Оборудование для конвекционной пайки
Для проведения пайки оплавлением используется специальное оборудование. Оптимальной является конвекционная печь. Она обеспечивает равномерный нагрев печатной платы и компонентов, не имеет теневых зон в отличие от технологии ИК-нагрева.

Современные конвекционные печи состоят из таких узлов:

• Транспортная система. Для перемещения плат используется регулируемый по ширине конвейер, позволяющий выполнять пайку с высокой производительностью. В печи одновременно может находиться несколько электронных сборок.
• Система нагрева. Применяется воздушный поток для передачи тепла на поверхность платы и оплавления припоя. В печи установлены нагревательные ТЭНы и конвекторы (вентиляторы), которые создают циркуляцию горячего воздуха.
• Система контроля. Для качественной пайки необходимо отслеживать температуру. Система включает датчики, регуляторы и программное обеспечение для управления нагревом.

Вакуумный модуль помогает устранять образование пустот при монтаже таких компонентов, как QFN, обеспечивая более надежные и прочные соединения.

Основная задача пайки в инертной среде – защита от окисления. Это особенно важно для работы с мелкими компонентами, так как окисление может повлиять на качество соединения. Также некоторые паяльные пасты, например с органическим флюсом, могут применяться только в азотной среде.