Описание и общие аспекты технологии

Паяльник: история и виды

Популярный инструмент

Паяльник заслуженно называют популярным инструментом, который используют люди, занимающиеся ремонтом и сборкой электронной техники. Даже у тех, кто ещё не обзавёлся современным измерительным оборудованием, этот прибор, доставшийся от отца или деда, 100% будет. Но даже если у вас его нет, то вы определённо его видели.

Конструкция и виды

Современный электропаяльник имеет несложную конструкцию, которая в период товарного дефицита Советского Союза повторялась радиолюбителями в кустарных условиях по многочисленным рекомендациям, публикуемым в журналах Радио и других.

Теперь необходимости самостоятельного изготовления электроинструмента нет. Но в условиях развитого рынка и множества предложений становится трудно разобраться в разнообразии типов.

История и развитие

В этом материале кратко познакомим вас, драгоценный читатель, с историей развития паяльников и расскажем обо всех видах, применяемых в нынешнее время. Паяльник? Это очень просто!

Типы оборудования

Помимо традиционных паяльников, существует немало другого паяльного оборудования: инфракрасные паяльные станции, термовоздушные конкуренты, нагревательные столы, плавильные ванны, печи оплавления припоя и многое другое.

В этой статье рассматриваться будет только паяльные лампы и газовые горелки.

Паяльные лампы

Паяльная лампа является самым древним приспособлением; патент был получен в далёком 1881 году шведским изобретателем Карлом Рикардом Нюбергом. Современное изделие почти неотличимо от того, что было изготовлено 100 лет назад.

В основе резервуар с жидким топливом (спирт, бензин, керосин), насос, создающий избыточное давление в ёмкости для подачи горючего в горелку и, собственно, горелка, в которой топливо испаряется и сгорает. Пламя горелки непосредственно используется для нагрева спаиваемых деталей и расплавления припоя, подаваемого в зону пайки.

Так как температура пламени и нагретых деталей относительно высока и с трудом бывает выдержана и проконтролирована, применяются толстые прутки из тугоплавких оловянно-свинцовых сплавов, а также сплавов основе меди (медно-серебрянные, латунные) и другие. В качестве флюса используют тетраборат натрия, более известный как бура и прочие виды.

Заключение

Паяльник — это важный инструмент для многих областей промышленности и домашнего использования. Знание различных видов паяльников и их применение может значительно облегчить работу с электроникой и механикой.

Подробности о пайке электротехнической аппаратуры

Для пайки электротехнической аппаратуры лампы практически не применялись, но находят применение для операций с крупногабаритными и теплоемкими элементами из листовой меди, такими как радиаторы, теплообменники, трубопроводы, резервуары и баки, а также некоторыми деталями из стали до массового применения сварки. Лампы также используют как дешевый источник открытого огня и высокой температуры для различных бытовых нужд, особенно в условиях отсутствия электроэнергии.

Токсичность выхлопных газов

Из-за токсичности выхлопных газов использование лампы на открытом воздухе не безопасно. Для работы в помещениях осуществляется замена лампы более безопасными газовыми лампами-горелками на сжиженной пропан-бутановой смеси или электрическими фенами.

Газовые горелки различного размера

Вместе с громоздкими вариантами, существуют миниатюрные горелки для тонких работ, таких как ремонт ювелирных изделий.

Паяльники косвенного нагрева

Паяльники косвенного нагрева получают тепло извне. Они были популярны до 60-х годов прошлого века для пайки металлических деталей и электронных компонентов радиоаппаратуры. Эти паяльники состояли из медного жала, деревянной ручки и держателя. Медное жало нагревалось различными источниками тепла, такими как паяльная лампа или газовая плита.

Газовые паяльники

Современные газовые паяльники представляют собой устройства с ёмкостью, заполненной сжиженным пропаном или пропан-бутановой смесью. В их конструкции имеются запорный клапан, регулятор температуры и закрытая камера сгорания с паяльным жалом. Эти паяльники заправляются аналогично бытовым газовым зажигалкам.

Популярный газовый паяльник MT-100.

Паяльники на газе

Они имеют одно преимущество перед электрическими — работают автономно. Поэтому их основной сферой применения стал электромонтаж в условиях, не позволяющих применить электропаяльники.

Например, монтаж охранно-пожарных сигнализаций в удалении от строений, устройство и ремонт слаботочных сигнальных линий на столбах и прочих возвышениях, проводников, кабелей и электронной аппаратуры в полевых условиях, на обесточенных объектах, выездное восстановление автомобильной проводки и электронных блоков и так далее.

Применение паяльников на газе

При пайке на дому и в условиях профессиональной мастерской или производственной линии применение паяльников на газе нецелесообразно и нежелательно, ввиду отсутствия контроля температуры жала, перегрева или недостаточного нагрева, которые влияют на качество и долговечность паяного соединения.

Электрические паяльники

Простые электрические паяльники

Это простейший вариант электропаяльника. Состоит из электронагревательного элемента, медного жала и корпуса с деревянной или пластиковой ручкой. Мощность от 10 до 300 ватт, а иногда и более. Но пайка электропаяльником мощностью более 200 ватт сопряжена с рядом трудностей, одна из которых это крупные габариты, вес и низкая эргономика такого прибора. В ситуациях, когда требуется повышенная тепловая мощность, рассматривают модели косвенного нагрева.

Питание, как правило, от сети 220-240В, но выпускаются модели для работы от напряжения 36 вольт, применяемые в помещениях с высоким риском поражения человека электротоком, а также при повышенных требованиях к общей электробезопасности.

Недостатки и характеристики

Они не имеют терморегулировки и нагреваются до температуры, значительно превышающей необходимую. Это приводит к быстрому окислению и обгоранию жала, растворению меди в припое и образованию раковин в жале, усложняющих пайку, а также кипению, а не просто расплавлению припоя, а в итоге — к неудовлетворительному качеству соединений.

Применение и особенности

Ввиду невысокой стоимости нерегулируемые модели применяются всюду как для электромонтажных, так и для нестандартных задач.

Импульсные паяльники

Простой нерегулируемый паяльник имеет ряд недостатков, один из них — относительно большое время нагрева жала, что критично, особенно если нужно припаять всего одну деталь. Для устранения недостатка был разработан импульсный паяльник. Его наименование отражает две особенности электроприбора: во-первых, кратковременный режим нагрева, а во-вторых, питание от импульсного блока питания.

Портативные

Паяльники с аккумулятором, лёгкие и компактные, что делает их идеальными для работы вдали от стационарного источника питания. Имеют обычно небольшую мощность, что ограничивает их применение для пайки крупных элементов и проводников. Но для монтажа SMD-компонентов и проводки небольших плат они подойдут отлично. Хорошо подходят для работы в полевых условиях или в местах с ограниченным доступом к электросети.

Станции с предварительным нагревом

Такие паяльные станции оснащены функцией предварительного нагрева жала, что позволяет существенно сэкономить время на подготовке к работе и ускорить сам процесс. Подходят для использования в условиях, где требуется частая и многократная пайка.

Заключение

Паяльники различных типов и моделей обеспечивают широкий спектр возможностей для проведения пайки. Выбор конкретного прибора зависит от задачи, бюджета и требований к качеству выполняемых работ. Важно учитывать как эксплуатационные характеристики прибора, так и его удобство использования в конкретной ситуации.

Это наиболее распространенный тип оборудования, рекомендуемый как новичкам, так и используемый профессионалами. В ней есть контроллер температуры в виде отдельного блока, который с высокой точностью поддерживает температурную стабильность, благодаря обратной связи, реализованной через термодатчик, расположенный в жале. Станции поддерживают подключение другого паяльника к контроллеру, а также имеют стандартизованные сменные жала, которые выпускаются во множестве типоразмеров. Возможность их смены позволяет паять как крупные компоненты и проводники, так и выполнять монтаж SMD-компонентов. Питание организовано напряжением 12-24 вольта через понижающий трансформатор, что даёт дополнительную электробезопасность. Подставка и сменные жала, как правило, идут в комплекте со станцией.

Отличная со всех сторон паяльная станция YIHUA 936

С питанием от USB-порта

Это одни из современнейших инструментов. Конструктивно схожи с регулируемыми моделями, но имеют низковольтный нагреватель. Особенность USB-паяльников, как ясно из названия — возможность получения питания не из сети, а от USB-разъёма. Источником энергии выступает зарядное устройство от мобильной техники или, как правило, внешний портативный аккумулятор (powerbank). При такой схеме организации электропитания гарантируется полная автономность инструмента и применение его в любых условиях вне зависимости от удаления от «цивилизации». Для питания требуется ЗУ или портативная АКБ с поддержкой быстрой зарядки QC2.0 и выше, так как выходные характеристики стандартного порта USB крайне ограничены (не более 10 ватт, что на практике достаточно не для всех видов пайки). Также для подключения USB-инструмента к источнику электроэнергии требуется качественный кабель, потери энергии на котором будут минимальны.

Ультрапопулярный паяльник TS100

USB-паяльники сконфигурированы с быстросменными жалами-нагревателями, чтобы использовать ту форму жала и мощность нагревателя, которая требуется для конкретных типов работ.

Они оборудованы цифровым микроконтроллерным управлением с функцией программирования рабочих режимов, хранения температурных профилей и т. д. Многие современные устройства поддерживают обновление микропрограммы («прошивку»), чтобы устранить сбои, вызванные ошибками в программном обеспечении.

USB-модели ещё называют микропаяльниками, определяя область их применения, конкретно — тонкие манипуляции с радиокомпонентами поверхностного монтажа и некрупными навесными элементами. Применяют их и при ремонте разной электротехники: компьютеров, ноутбуков, смартфонов, игровых консолей. Ограничение мощности электропитания от USB-разъема с поддержкой QC3.0 или выше порядка 20 ватт. При использовании увеличенных сменных жал многие USB-микропаяльники способны запитываться от внешнего БП повышенной мощности.

Аккумуляторные

Здесь будет рассмотрен нестандартный тип инструментов для пайки — с питанием от аккумуляторов и батареек. В статье упоминался прибор ColdHeat, имеющий углеродный нагреватель и автономное питание от четырёх никель-марганцевых элементов (Ni-Mn). Он появился около 20 лет назад и уже тогда технологии позволяли применять АКБ для питания такого относительно мощного потребителя. Сейчас в конструкции используют литий-ионные аккумуляторы (Li-ion).

Аккумуляторный паяльник с поворотным жалом

Принципиально они ничем не отличаются от электропаяльников других типов, но не конструктивно: имеют жало с возможностью поворота, быстросменные аккумуляторы, применяющиеся в других видах электроинструмента одного и того же производителя. Например, для питания аккумуляторного шуруповёрта, гравера, лобзика и т. д.

Аккумуляторный паяльник с установленным стандартным аккумулятором

Такие инструменты больше выбирают профессионалы. Применяют их при взаимодействии с разным промышленным оборудованием: системами видеонаблюдения, сигнализации, отопления, кондиционирования, станками и т. д. Ещё в авторемонте и при работе со спецтехникой. Ввиду узкой специализации и высокой стоимости их применение в стационарных условиях, а тем более в домашних, нецелесообразно.

Помимо аккумуляторных, существуют модификации, работающие на батарейках.

Паяльник с питанием от трёх батареек типа AA

Их мощность мала (порядка 5-6 ватт), а время автономной работы непродолжительное. Применение ограничено разовыми любительскими операциями (мелкий ремонт бытовой техники и т. п.). Стоимость комплекта щелочных батареек для него почти равна цене нерегулируемого паяльника.

Научно-технический прогресс не застыл на месте. За много лет паяльники выросли из примитивных инструментов, которыми ремонтировали самовары, до новейших версий с микроконтроллерным управлением и функцией обновления ПО, для точных операций при восстановлении и сборке электротехники. Появление новой технической базы, такой как компоненты поверхностного монтажа, потребовало разработки новых типов паяльного инструмента. Уверены, развитие микроэлектроники и далее поможет в деле совершенствования паяльников, создания инновационных моделей.

Эта статья имела цель кратко познакомить вас с эволюцией конструкции и дать обзор всех типов паяльников, которыми паяют и сегодня.

При разработке и производстве современной электронной аппаратуры применение поверхностного монтажа компонентов является неотъемлемой частью технологического процесса ее сборки. Развитие технологии поверхностного монтажа связано с совершенствованием электронных компонентов и, прежде всего, микросхем, для которых характерными требованиями являются:

Рис. 1. Микросхема в корпусе BGA

Контакты промежуточной платы соединяются с соответствующими площадками на внешней стороне корпуса микросхемы. Затем микросхема опрессовывается пластмассой, а на нижнюю сторону корпуса наносится массив шариковых выводов припоя. Микросхемы в таких корпусах относительно недороги и, несмотря на большое количество выводов, занимают небольшое место на плате. В таблицах 1 и 2 приведены параметры и характеристики некоторых типов пластмассовых корпусов BGA.

Таблица 1. Параметры и характеристики некоторых типов пластмассовых корпусов BGA с шагом выводов 1 мм

Тип корпуса Кол-во выво­дов Размер основания корпуса, мм Размер матрицы выводов, мм Кол-во в упаковке (поддоне)

С матричным расположением шариковых выводов

С расположением шариковых выводов по периметру

Таблица 2. Основные характеристики шариковых выводов корпусов BGA

Шаг выводов, мм 0.5 0.8 1.0 1.27 1.5

Диаметр вывода, мм 0.325 0.44 0.6 0.76 0.76

Для сборки специальной электронной аппаратуры используются микросхемы в керамических корпусах СBGA (Ceramic Ball Grid Array) с матричным расположением золоченых контактных площадок на нижней поверхности корпуса. Для монтажа таких микросхем на многослойную керамическую плату применяются шарики из тугоплавкого припоя, нанесенные через трафарет и припаянные с помощью паяльной пасты, которой предварительно покрыта плата, к корпусу микросхемы и к контактным площадкам на плате. Используемые шариковые выводы припоя обеспечивают надежное крепление микросхемы на керамической плате с постоянным зазором между ней и корпусом.

Идентичность коэффициентов температурного расширения керамического корпуса и керамической платы обеспечивает возможность эксплуатации электронной аппаратуры, в которой установлены такие микросхемы, в жестких климатических условиях. В табл. 3 приведены параметры и характеристики некоторых керамических CBGA корпусов.

Таблица 3. Основные параметры некоторых керамических CBGA корпусов с матричным расположением выводов и шагом выводов 1.27 мм

Тип корпуса Кол-во выводов Размер основа­ния корпуса, мм Размер матри­цы выводов, мм

Дальнейшее развитие технологии изготовления пластмассовых корпусов BGA привело к созданию корпусов CSP, показанных на рис. 2 и содержащих два (а), три (б) и более (в) кристаллов. Исключение печатной микроплаты и размещение шариковых выводов непосредственно на контактных площадках в верхнем слое металлизации кристалла позволили создать наиболее перспективную конструкцию CSP корпуса, в ко- торой после формирования шариковых выводов кристалл микросхемы заливают тонким слоем пластмассы и монтируют на печатную плату так же, как корпус BGA (рис. 3)

Рис. 2. Многокристальный модуль в корпусе CSP с двумя (а), тремя (б) и более (в) кристаллами

Рис. 3. Микросхема в корпусе CSP с перевернутым кристаллом (flip;chip)

В табл. 4 приведены параметры и характеристики некоторых CSP корпусов.

Таблица 4. Параметры и характеристики ряда CSP корпусов

Тип корпуса Кол-во выводов Шаг выводов, мм Размер основания корпуса, мм

На рис. 4, а приведена температурно-временная характеристика процесса конвекционной пайки микросхемы в BGA корпусе на установке TF-700, на рис. 4, б − схематическое изображение движения горячего воздуха в насадке, конструкция которой обеспечивает не только направленную подачу и циркуляцию горячего воздуха по поверхности корпуса микро- схемы, но и направленный его отвод от поверхности платы.

Рис. 4. Температурно;временная характеристика процесса пайки микросхем в корпусе BGA на установке TF;700 (а) и схематическое изображение движения воздуха в насадке (б)

В этой области происходит снижение температурных градиентов, возникающих на первом этапе нагрева.

Скорость нагрева микросхем и других компонентов в этой зоне весьма низка и этот этап процесса является одним из наиболее важных для получения качественных паяных соединений “вывод корпуса − контактная площадка платы”. В третьей зоне происходит оплавление паяльной пасты, плавление вывода из припоя и формирование паяного соединения за минимальное время 3-10 с, что позволяет снизить до минимума время пребывания чувствительных к температуре полу- проводниковых микросхем при температуре пайки.

Отмечается, что в связи с расположением выводов под корпусом микросхемы, после пайки затруднен визуальный контроль качества соединений “вывод корпуса − контактная площадка платы”. Лучшим методом контроля в этом случае является рентгеновский, т. к. оловянно-свинцовый припой поглощает рентгеновские лучи гораздо лучше других материалов: стеклотекстолита, керамики, меди, пластмассы, кремния, никеля и ковара, т. е. материалов, из которых изготовлены компоненты и печатные платы. Поэтому на рентгеновских изображениях паяные соединения сферических выводов микросхем в рассматриваемых корпусах заметно выделяются на фоне других элементов. После пайки микросхем в BGA, CBGA и CSP корпусах на плату рентгеновский контроль позволяет обнаружить перемычки припоя между выводами микросхем, брызги припоя под ее корпусом, отсутствие соединения из-за непропая, что особенно важно при пайке микро- схем в корпусах BGA и CSP с шагом выводов 0.5 мм и менее.

Однако сдерживающим фактором широкого применения в производственных условиях рентгеновского метода контроля паяных соединений выводов электронных компонентов с платой является высокая стоимость оборудования.

Использование отмеченных средств оптического контроля позволило установить, что основными дефектами при пайке микросхем в корпусах BGA, CBGA, CSP с матричным расположением шариковых выводов являются: • неоднородная или пористая поверхность выводов, царапины на их поверхности • деформация выводов (асимметричность, впадины, искривления) • микротрещины и брызги припоя • остатки флюса • посторонние включения (окалина, шлаки).

Опыт пайки на плату микросхем в рассматриваемых корпусах показал, что для образования качественных паяных соединений необходима полная и точная повторяемость температурных режимов процесса пайки, что возможно только с использованием оборудования с соответствующим оснащением и программным управлением температурой. Это обеспечивает высокое качество паяных соединений по всей поверхности матрицы контактных площадок корпуса, критичных к рассогласованию теплового расширения при температурных циклах. Следует отметить, что после пайки микросхем в BGA, CBGA, CSP корпусах из-за малого расстояния между корпусом и платой, определяемого диаметром сферических выводов припоя, появляются трудности, связанные с удалением остатков флюса и других загрязнений, образовавшихся под корпусом.

Известно, что выбор технологии очистки печатных узлов зависит от вида загрязнений, оставшихся после пайки компонентов. К основным из них относятся:

Первая группа загрязнений может легко удаляться путем очистки печатных узлов в бензине. Две последующие группы загрязнений имеют высокую адгезию к поверхности печатного узла, поэтому очистку от органических кислот, продуктов разложения флюсов проводят в спирто-бензиновой смеси. При этом спирт смывает остатки канифоли, а бензин удаляет эфиры и масла. Недостаток − сложность регенерации и высокая пожаро- и взрывоопасность смеси. Некоторые загрязнения, состоящие из остатков травильных растворов, активаторов флюсов, отпечатков пальцев, спирто-бензовая смесь не удаляет. Удаление этих загрязнений возможно очисткой печатных узлов в водных растворах технических моющих средств, содержащих поверхностно-активные вещества, либо для этого следует использовать изопропиловый спирт. Окончательная очистка печатных узлов в этих случаях должна проводиться промывкой изделия деионизированной водой с последующей сушкой.

Моющая жидкость ULS растворяет и удаляет остатки канифоли и флюса после пайки, позволяет удалять масла, жиры и лаки, быстро и без остатков испаряется. Применяется для очистки печатных плат, печатных узлов и компонентов, обезжиривания электронных приборов, смывки лаков и компаундов до и после монтажно-ремонтных работ и при сервисном обслуживании электронной аппаратуры.

Очиститель на водной основе Safewash Extra (SWAX) удаляет остатки паяльной пасты и клея для крепления компонентов при поверхностном монтаже, имеет легкий запах; при его использовании не требу- ется вытяжная вентиляция.

Для повышения качества очистки печатных узлов, на которых установлены микросхемы в BGA, CBGA, CSP корпусах, при использовании рассмотренных моющих жидкостей целесообразно применять ультра- звук. Известно, что при этом главными факторами, ускоряющими процесс очистки, являются кавитация и акустические течения, возникающие как в объеме моющей жидкости, так и на границе с поверхностью платы и компонентов. Интенсивность кавитации, скорость и характер акустических течений в ультразвуковой ванне зависят от частоты, мощности ультразвукового преобразователя и физических свойств моющих жидкостей. Ультразвуковая очистка печатных узлов, как правило, проводится в химически активных средах, а химическая активность среды, в свою очередь, зависит от физических свойств моющей жидкости, особенно от ее температуры, и повышается под действием ультра- звука. Поэтому при ультразвуковой очистке разрушение, отделение и растворение пленки загрязнений происходят в результате совместного воздействия химически активной среды и ультразвукового акустического поля. Однако следует учесть, что при ультразвуковой очистке значительные трудности вызывает установка и контроль допустимых режимов обработки печатных узлов, кроме того, при этом способе очистки можно разрушить активные электронные компоненты − полупроводниковые приборы и интегральные схемы. Поэтому изделие, подлежащее очистке, должно быть проверено на стойкость компонентов к ультразвуковому облучению. Положительные результаты могут быть получены при очистке печатных узлов в режиме удельной мощности не более 0.6 Вт/см2 и частоте от 22 до 44 кГц.

Рассмотренные методы очистки можно дополнить методом струйной очистки печатных узлов с узкими токоведущими дорожками и малыми зазорами между платой и корпусами монтируемых на поверхность компонентов. При этом под действием давления струй моющей жидкости и при изменении интенсивности и угла наклона струй удаляются различные загрязнения. После струйной очистки печатные узлы могут погружаться в кипящую моющую жидкость и затем промываться струей деионизованной воды.

Автор надеется, что изложенная информация будет полезна разработчикам и производителям электронной аппаратуры.

НПФ VD MAIS занимается продвижением на рынок Украины оборудования для поверхностного монтажа и демонтажа микросхем в BGA, CBGA и CSP корпусах, средств контроля качества паяных соединений на плате, а также оборудования и средств для очистки печатных узлов; оказывает техническую поддержку в решении технологических вопросов.

Когда я начинал работать в лаборатории, мне приходилось время от времени припаивать провода к металлизированным контактам. Тогда мы работали с полупроводниками, но те же материалы можно использовать и при пайке печатных плат, вопрос лишь в выборе правильного состава, подходящего для технологического процесса изготовления плат.

Производство печатных плат включает в себя несколько этапов — от изготовления пустой платы до сборки и упаковки. В процессе сборки для монтажа компонентов используются припои различных типов. Припои различаются по механическим характеристикам, требованиям к безопасности и утилизации, и это следует учитывать при планировании сборки. Переход к электронной технике без содержания свинца вытесняет свинцовые припои на задний план.

Я сейчас не буду углубляться в дискуссию о сравнении материалов на основе свинца и не содержащих свинец, поскольку массу информации по этому поводу можно найти в Интернете. Пока остановимся на различных видах пайки печатных плат, в частности, на различных материалах и процессах.

Материалы для пайки печатных плат

На рынке предлагается множество различных видов припоя, поэтому начинающему конструктору выбор лучшего типа припоя может показаться сложной задачей. Припои используются для создания электрических соединений между металлическими контактами за счет формирования расплавленным припоем (представляющим собой мягкий сплав) эвтектики, которая спаивается при остывании. Состав металлов, используемых для пайки печатной платы, определяет ее механическую прочность после затвердевания, температуру плавления и выделение паров во время пайки. Материалы для пайки печатных плат различают по материалу сердечника, металлическим компонентам и типам паяльного флюса.

Состав металлов

Припои на основе свинца относятся к мягким припоям, и именно они дали импульс развитию электронной промышленности. Температура их плавления составляет около 180-190 °C, а срок хранения — около 2 лет. Наиболее широко применяются следующие сплавы на основе свинца:

Существуют также припои с соотношениями Sn/Pb 50/50, 30/70 и 10/90. В качестве основного металла главным образом используется олово, поскольку оно снижает температуру плавления сплава, а свинец препятствует образованию оловянных усиков. Чем выше содержание олова, тем выше прочность паяного соединения на скол и растяжение. Компонент серебра в сплаве 62/36/2 Sn/Pb/Ag обеспечивает более низкое сопротивление контакта и устойчивость к коррозии. Обратите внимание, что существуют и другие типы припоя (индий, цинковый сплав и т. д.). Однако для печатных плат они не используются, поскольку они несовместимы с процессом производства плат.

Припой 60/40 Sn-Pb для ручной пайки по-прежнему продается в таких катушках.

Припои, не содержащие свинца, приобретают все большую популярность с тех пор, как в ЕС была принята директива об ограничении использования опасных веществ (RoHS), которая ограничивает применение свинца в электронике. Одна из проблем при использовании таких припоев заключается в том, что они в большей степени подвержены образованию оловянных усиков. Чтобы не допустить образования оловянных усиков, а также обеспечить защиту от влажности и коррозии, часто используются конформные покрытия.

Припой с флюсовым сердечником продается в виде единой катушки и содержит в сердечнике восстановитель. Этот восстановитель (о котором я расскажу ниже) удаляет с металлических контактов любые оксидные пленки, чтобы обеспечить высокую проводимость электрического контакта. Если вы паяете вручную, то следует обратить внимание на материал, содержащийся в сердечнике.

Материал сердечника припоя

В катушках припоя или паяльных пастах содержится один из перечисленных ниже типов материалов для нанесения флюса на металлические контакты при пайке:

Процессы пайки печатных плат

Сегодня при производстве печатных плат наиболее часто используется бессвинцовый (Sn-Cu) канифольный припой. Если только ваш специалист по сборке не работает с единичным образцом или вы не собираете свою собственную плату, пайка плат не будет производиться вручную. Вместо этого будет применяться автоматизированный процесс:

Автоматическая селективная пайка компонентов сквозного монтажа печатной платы.

Сначала флюс/паста наносится на металлические контакты на плате, чтобы снизить степень окисления и распределить поток расплавленного припоя, что позволяет повысить прочность готового паяного соединения на печатной плате. Большинство конструкторов, вероятно, полагают, что для деталей с бессвинцовыми выводами следует использовать бессвинцовую паяльную пасту, однако строгих правил на этот счет нет. По мнению группы экспертов по пайке, эти материалы нередко смешивают, но при этом следует учитывать, что механические свойства конечного сплава могут оказаться где-то между свойствами сплавов на основе свинца и без него.

Если вам необходимо подготовить производственную документацию для вашей платы, включая все необходимые этапы сборки, в соответствии с нормативными требованиями, воспользуйтесь полным набором функций проектирования и производства печатных плат в Altium Designer®. Сформировав файлы Gerber и другие файлы для изготовления, можно быстро создать сборочные чертежи и добавить аннотации для уточнения требований к сборке. С легкостью можно указать различные типы материалов для пайки печатных плат, которые могут потребоваться при создании следующей сборки.

Когда проектирование будет завершено, а данные готовы для передачи на производство, платформа Altium 365™ поможет наладить совместную работу и доступ к проектам. Мы лишь поверхностно рассмотрели некоторые возможности Altium Designer на Altium 365. Вы можете зайти на страницу продукта, чтобы посмотреть более подробное описание функций, или посетить один из Вебинаров по запросу.

Пайка является одним из ключевых этапов производства электронной продукции. Качество паяного соединения определяет надежность и долговечность работы конечного изделия. Для его повышения используются специальные составы (флюсы) – в этой статье рассмотрим их виды и функции, которые они выполняют в производственном процессе.

Общее описание процесса пайки

В самом общем виде процесс пайки представляет собой создание паяного соединения между поверхностями металлических выводов электронных компонентов и контактными площадками печатных плат с помощью расплавленного припоя. Застывая, он образует между ними токопроводящую перемычку. Качество паяного соединения зависит от следующих характеристик соединяемых металлических поверхностей:

Кроме того, важное значение имеют физико-химические свойства самого припоя – в частности, поверхностное натяжение его расплава. Чем ниже этот показатель, тем лучше расплавленный паяльный состав растекается по выводу электронного компонента и контактной площадке печатной платы. Это необходимо для того, чтобы при застывании припой за счет адгезии более надежно соединялся с металлическими поверхностями.

Основные функции флюса

Пленки из оксидов и солей образуются на металлических поверхностях постоянно. Полностью исключить их появление позволяет только нанесение изолирующего покрытия, но в этом случае пайка компонентов уже становится невозможной. Поэтому единственным способом удалить пленки и предотвратить их появление во время монтажа электронных компонентов на печатную плату является использование флюсов. Эти составы выполняют несколько функций.

Кроме того, некоторые виды флюсов улучшают качество сварочного шва, повышают электропроводность паяного соединения.

Состав флюса для пайки

Под термином «флюс» в пайке подразумеваются различные вещества на основе органических и неорганических компонентов, а также их комбинаций, обладающие различными физико-химическими свойствами. В целом, состав флюса включает:

Большинство флюсов, используемых в производстве электронной продукции, изготавливаются на органической основе. Они обладают меньшей химической активностью, поэтому не вызывают коррозию контактных поверхностей и материалов электронных компонентов и печатных плат.

Требования к флюсам

Химический состав используемого флюса определяется особенностями соединяемых при пайке материалов и изделий. В частности, в радиоэлектронной промышленности исключается или ограничивается применение составов, содержащих активные кислоты – соляную, фосфорную и т. д. Эти высокоактивные компоненты хорошо растворяют оксидные пленки, но также воздействуют на сам металл контактных поверхностей, вызывая его коррозию. Если технологический процесс все же подразумевает использование именно таких флюсов, то после пайки с поверхности платы обязательно удаляются их остатки.

Для отраслей электронной промышленности, связанных с производством ответственной электронной продукции (например, аэрокосмической, энергетической или военной сферы) важное значение имеет прочность паяных соединений, позволяющая им выдерживать высокие механические, химические, климатические нагрузки. Поэтому в них применяются флюсы, обеспечивающие максимально качественное растекание и высокую адгезию припоя к контактным поверхностям.

Кроме того, в последние годы большое внимание уделяется безопасности и экологичности электронной промышленности. Принятые в Европе, США и других развитых странах стандарты ограничивают использование вредных веществ, способных навредить здоровью рабочего персонала и вызвать загрязнение окружающей среды. Это заставляет производителей использовать флюсы, содержащие меньше токсичных компонентов.

С технологической точки зрения флюс должен отвечать следующим требованиям:

Часто соблюсти все требования с помощью одного флюса невозможно – в таких случаях во время пайки могут использоваться несколько составов. Например, против окислов эффективно работают флюсы с содержанием органических и неорганических кислот. А для защиты очищенных металлических поверхностей от повторного окисления используется канифоль, вазелин, воск.

Нанесение флюса

Нанесение флюса на обрабатываемую поверхность зависит от типа паяемых деталей, способа пайки и особенностей производства:

Также флюсы входят в состав уже готовых паяльных паст и подаются вместе с припоем в рабочую зону непосредственно во время пайки.

Большинство флюсов после пайки требуют отмывки – особенно это касается активных и активированных составов, включающих органические и неорганические кислоты и соли. Данные компоненты отличаются высокой химической активностью, поэтому могут вызвать коррозию печатной платы или паяных соединений. Безотмывочные флюсы не требуют обязательной отмывки, однако выполнять ее все же рекомендуется для поддержания аккуратного вида конечного электронного изделия, упрощения его последующего ремонта и сервисного обслуживания.

В каталоге компании «СМТ Технологии» представлены разнообразные флюсы для различных типов пайки электронных компонентов. Мы продаем расходные материалы от ведущих поставщиков из России и других стран как для небольших предприятий, ремонтных мастерских и т. д., так и для организации крупносерийного производства.

Пайка bga микросхем

Как паять платы? Как расшифровывается BGA? На эти два часто задаваемых вопроса, во время прохождения курсов пайки, отвечают мастера Bgacenter. От английского – ball grid arrey, то есть массив шариков, своим видом похожий на сетку. Шарики из припоя наносятся на микросхему через трафарет, затем потоком горячего воздуха, расплавляется сам припой и формируются контакты правильной формы.

Процесс пайки BGA состоит из определенной последовательности действий, соблюдая которую получаем качественное соединение. Существует большое количество нюансов, ради которых и приезжают на обучение.

Начиная с того под каким углом и на каком расстоянии от платы держать сопло фена, температурные режимы демонтажа и монтажа микросхем, с какой стороны заводить лопатку. А при проведении диагностики, и наличии межслойного короткого замыкания ничего не нагревается.

Как в этом случае найти неисправный элемент или цепь? И много других тонкостей которые может знать действующий мастер сервисного центра. И тот кто может подтвердить свой уровень выполненными ремонтами.

Ремонт iPhone в Bgacenter

90 % успешности ремонта зависит от правильно выполненного демонтажа микросхем. Именно на этом этапе важно не оторвать пятаки и не повредить микросхему высокой температурой. А начинают выпаивание чипа, с удаления компаунда.

Компаунд – полимерная смола (клей), обычно черного или коричневого цвета, применяемая при изготовлении системных плат телефонов. Назначение компаунда:

Наиболее ответственные микросхемы, такие как: CPU, BB_RF, EPROM, NAND Flash, Wi-Fi в заводских условиях после установки, заливаются компаундом. И перед тем как выполнять демонтаж, необходимо очистить периметр от смолы.

Выпаивание микросхем/Soldering chips