Процесът на запояване наплаткие решаваща стъпка за осигуряване на надеждни електрически връзки между електронни компоненти и платки. Добрият процес на запояване може не само да осигури нормалната работа на веригата, но и значително да подобри стабилността и експлоатационния живот на електронните устройства. От простото ръчно запояване до високоавтоматизираното запояване с повторно запояване, всеки детайл от процеса на запояване е от решаващо значение.
1, Значението на запояването на печатни платки
Електронните компоненти на печатната платка трябва да бъдат здраво свързани към веригата чрез запояване, за да се постигне предаване на сигнала и функционална работа. По време на производствения процес могат да възникнат дефекти като виртуално запояване и студено запояване поради неточни параметри на заваряване и окисляване на щифтовете на компонентите; По време на употребата на оборудването, дългосрочни-фактори на околната среда като вибрации и висока температура също могат да доведат до разхлабване и напукване на споените съединения. Тези проблеми могат да причинят лоши верижни връзки, прекъсвания на сигнала и дори неизправности на оборудването. Например, ако чипът на дънната платка на мобилен телефон не е здраво запоен, това може да причини чести сривове и невъзможност за нормална комуникация. Следователно овладяването на правилния процес на запояване е от голямо значение за осигуряване на производителност и надеждност на платките.
2, Общи инструменти и материали за заваряване
(1) Инструменти за заваряване
Електрически поялник: Това е често използван инструмент за ръчно заваряване, разделен на видове вътрешно отопление и външно отопление. Електрическият поялник с вътрешно нагряване има висока ефективност на нагряване и бързо покачване на температурата, подходящ за запояване на малки електронни компоненти; Електрическият поялник с външно нагряване има висока мощност и е подходящ за запояване на големи-компоненти или извършване на запояване на голяма-площ. Мощността на електрическия поялник обикновено е между 20W-60W, която може да бъде избрана според нуждите за запояване. Например за запояване на компоненти за повърхностен монтаж обикновено се използва електрически поялник от 20-30 W, докато за запояване на захранващи устройства е необходим електрически поялник от 40 W или повече.
Пистолет за горещ въздух: използва се главно за заваряване и разглобяване на компоненти за повърхностен монтаж, издухване на горещ въздух за разтопяване на спойката. Температурата и скоростта на вятъра на пистолета за горещ въздух могат да се регулират, а различните компоненти имат различни изисквания за температура и скорост на вятъра. Например, когато се заваряват малки резистори и кондензатори за повърхностен монтаж, температурата обикновено се настройва на 300-350 градуса, а скоростта на вятъра се настройва на 2-3 нива; Когато запоявате BGA пакетирани чипове, температурата трябва да бъде зададена на 350-400 градуса, а скоростта на вятъра трябва да бъде зададена на 4-5 нива.
Оборудване за запояване с повторно оформяне: широко използвано в масовото производство, то разтапя спояващата паста върху платката чрез нагряване на въздуха в пещта или използване на инфрачервено лъчение за постигане на запояване между компонентите и платката. Оборудването за запояване чрез препълване има предимствата на прецизен контрол на температурната крива, добра консистенция на заваряване и висока производствена ефективност, което може да отговори на нуждите на широко{1}}мащабното производство.
(2) Заваръчни материали
Тел за припой: съставен от калаена сплав и флюс, обикновено включващ тел за припой с калаено олово и безоловен{0}}тел за припой. Телът за спояване с калай и олово има ниска точка на топене и добра заваръчна производителност, но оловото е токсично и не благоприятства опазването на околната среда; Телът за спояване без олово е съставен главно от калаено-медна сплав и други материали с висока точка на топене, която отговаря на екологичните изисквания. В момента се използва широко. Диаметърът на телта за запояване се предлага в различни спецификации като 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm и т.н. и подходящият диаметър трябва да бъде избран според размера на щифтовете на компонента.
Паста за спояване: паста, направена чрез смесване на прах за спояване от сплав, флюс и други добавки, използвани главно в технологията за повърхностен монтаж. Пастата за запояване има определен вискозитет при стайна температура и може да се използва за закрепване на компоненти към печатни платки. След запояване чрез повторно запояване, прахът от спойка се топи, за да образува споени съединения. Различни видове спояваща паста са подходящи за различни заваръчни процеси и компоненти. Например непочистващата спояваща паста може да намали процесите на почистване и да подобри ефективността на производството.
Флюс: Може да премахне оксидите от металната повърхност, да намали повърхностното напрежение на спойката, да подобри течливостта и омокрянето на спойката и да направи запояването по-твърдо. Флюсът за запояване се разделя на киселинни, неутрални и алкални видове. Киселинният флюс за запояване има силна активност, но е силно корозивен; Неутралния флюс за запояване не е корозивен и е подходящ за повечето сценарии на запояване; Алкалният флюс за запояване се използва главно за специфично запояване на метали. При електронно запояване колофонът обикновено се използва като неутрален поток.
3, Метод на заваряване
(1) Ръчно заваряване
Подготовка: Загрейте предварително поялника, като го включите, изберете подходящия накрайник на поялника въз основа на запояващия компонент и нанесете тънък слой спойка върху накрайника на поялника, за да предотвратите окисляване. Междувременно подгответе телта за запояване и флюса.
Операция по заваряване: Използвайте накрайник на поялник, за да загреете щифтовете на елемента и подложките за запояване на печатната платка, така че и двете да достигнат температурата на заваряване едновременно; След това свържете спойката с нагревателната зона, изчакайте спойката да се разтопи по подходящ начин и отстранете спойката; Накрая отстранете върха на поялника и оставете спойката да се охлади и втвърди по естествен път. По време на процеса на заваряване трябва да се обърне внимание на контролирането на времето за заваряване. Обикновено времето за заваряване за всяка точка на заваряване е 2-3 секунди, за да се избегне повреда на компоненти или подложки поради прекомерно време. За компоненти за повърхностен монтаж може да се използва техниката на „запояване с плъзгане“, която включва първо калайдисване върху подложка за запояване, след това подравняване на щифтовете на компонента с покритата с калай подложка за запояване с помощта на накрайник на поялника, нагряване, за да се разтопи спойката, и плъзгане на върха на поялника, за да се разпредели равномерно спойката върху щифтовете и подложките за запояване.
(2) Заваряване с пистолет с горещ въздух
Фиксиране на компонент: Използвайте устойчива на висока{0}}температура лента или спояваща паста, за да фиксирате компонента в правилната позиция върху печатната платка, като се уверите, че щифтовете на компонента са подравнени с подложките за запояване.
Заваряване с нагряване: Включете пистолета за горещ въздух, задайте подходящата температура и скорост на вятъра, подравнете изхода за въздух на пистолета за горещ въздух с компонента, поддържайте подходящо разстояние и равномерно нагрейте компонента и подложката за запояване. След като пастата за запояване се разтопи, изключете пистолета за горещ въздух и изчакайте спойката да се охлади естествено. Когато заварявате с пистолет за горещ въздух, е важно да избягвате прекомерна температура или продължително време на нагряване, за да предотвратите повреда на компонентите.
(3) Запояване чрез претопяване
Покриване на спояваща паста: Чрез ситопечат или нанасяне равномерно нанесете спояваща паста върху спояващите подложки на печатната платка.
Монтаж на компонент: Използвайте машина за повърхностен монтаж, за да монтирате точно електронни компоненти върху подложки за запояване, покрити с паста за запояване.
Запояване с повторно запояване: Изпратете платката с прикрепените към нея компоненти в пещ за запояване с повторно запояване и я загрейте според зададената температурна крива. Температурната крива на повторното запояване обикновено се разделя на четири етапа: зона на предварително нагряване, зона на изолация, зона на повторно формиране и зона на охлаждане. Зоната за предварително нагряване се използва за бавно повишаване на температурата на печатната платка, което води до изпаряване на разтворителя в спояващата паста; Изолационната зона гарантира, че платката и компонентите достигат равномерна температура, като допълнително премахва примесите от спояващата паста; Зоната на преливане е критичен етап на запояване, където температурата достига точката на топене на пастата за запояване, което кара праха за спояване да се стопи и намокри щифтовете и подложките на компонентите; Охлаждащата зона бързо охлажда и втвърдява спойките, образувайки здрава връзка.