- Описание
- Cовтест ате — печь tws-1320 evo
- Конвекционная пайка. обзор технологии
- Определение и назначение
- Паяльные печи оплавления купить, цены на паяльные печи оплавления в интернет-магазине купить в москве, цены на паяльные печи оплавления купить, цены на паяльные печи оплавления в интернет-магазине с доставкой
- Программное обеспечение
- Серия конвейерных печей конвекционного оплавления hotflow 2
- Стадия предварительного нагрева
- Термины и определения
- Технические характеристики
Описание
Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя компании SMT модель QP S открывает линейку печей с проверенной временем технологией Quattro Peak®. Идеальна для высоких стандартов качества пайки и эффективности на производствах средних объемов.
Все печи оплавления паяльной пасты компании SMT-Wertheim не зависимо от производительности, гарантируют максимальную стабильность процесса пайки. Благодаря использованию новых технологий и инновационных решений, при изготовлении печей оплавления, достигается высокое качество, и повторяемость процесса пайки электронных модулей, не зависимо от их сложности и индивидуальных особенностей производственного процесса.
Cовтест ате — печь tws-1320 evo
TWS-1320 является мощной и недорогой полно-конвекционной печью конвейерного типа. Это простая в эксплуатации печь имеет рабочий туннель длиной 2 метра и обеспечивает оптимальные режимы пайки при высокой производительности и низких затратах энергии.
Печь имеет четыре зоны нагрева: 3 зоны предварительного нагрева, 1 зону оплавления и 1 зону охлаждения.
Конвекция создается вентиляторами, которые направляют горячий воздух в горизонтальном направлении по всей зоне. Смотровое окно позволяет визуально наблюдать процесс пайки, что позволяет корректировать режим пайки без использования профайлера. Точное поддержание заданной температуры обеспечивается микропроцессором посредством термопар, расположенных в каждой зоне.
Благодаря 4 зонам нагрева и цифровой регулировке скорости конвейера можно получить любой требуемый термопрофиль.
В памяти одновременно может храниться до 14 программ пайки, которые могут быть загружены в любой момент по требованию оператора.
В случае возникновения проблем с электропитанием конвейер печи будет продолжать движение, благодаря встроенному источнику питания, что предотвратит повреждение электронных модулей, оставшихся в рабочей зоне из-за остановки конвейера.
Печь совместима с бессвинцовой технологией
Конвекционная пайка. обзор технологии
В первом случае отработка профиля пайки осуществляется путем изменения температуры внутри камеры со временем, а во втором – перемещением платы по конвейеру через несколько зон печи: зоны предварительного нагрева, зоны пайки и зоны охлаждения, каждая из которых имеет свою температуру. Плата находится в печи при максимальной температуре в течение нескольких десятков секунд, после чего проводится ее охлаждение.
В ряде случаев используется пайка в инертной среде, при которой происходит впуск азота в рабочую область печи для сведения к минимуму процесса окисления.
На формирование температурного профиля пайки оказывают влияние следующие факторы:
- паяльная паста;
- технологическое оборудование;
- компоненты;
- печатные платы.
Температурный профиль пайки состоит из четырех стадий: предварительного нагрева, стабилизации (зоны температурного выравнивания), оплавления и охлаждения.
При температуре более 90 °С* канифоль (смола), входящая в состав пасты, начинает размягчаться, а растворитель с высокой точкой кипения – испаряться. Размягчение канифоли приводит к уменьшению вязкости пасты, а испарение растворителя – к увеличению вязкости. При высокой скорости нарастания температуры превалирует первый процесс, что ведет к расползанию материала (типичный дефект в этом случае – бусинки припоя по бокам чип-компонентов).
При температуре порядка 150 °С начинается активное испарение растворителя, максимально активизируется флюс.
При температуре ликвидус пайки расплавляется припой, и из отдельных шариков формируется единая масса припоя. При этом припой под воздействием сил поверхностного натяжения растекается по очищенным флюсом металлическим поверхностям.
На стадии охлаждения происходит отверждение припоя и канифоли.
Стадия предварительного нагрева. Необходима для снижения теплового удара по электронным компонентам и печатным платам. На этой стадии происходит испарение растворителя из паяльной пасты. Температура предварительного нагрева лежит в пределах 95-130 °С, а скорость изменения температуры для традиционного профиля пайки составляет от 0,6-4,0 °С/сек. Заметим, что высокая скорость предварительного нагрева может вызывать повреждение компонентов, разбрызгивание шариков припоя, образование перемычек. Однако если скорость предварительного нагрева низка, то может происходить окисление контактных поверхностей и частиц припоя.
Стадия стабилизации, также называемая «стадия температурного выравнивания», позволяет активизировать флюсующую составляющую и удалить жидкость из паяльной пасты. Повышение температуры на этой стадии происходит очень медленно. Максимальная активация флюса происходит при температуре около 150 °С. Время стабилизации обычно лежит в пределах от 30 до 180 сек. В конце зоны стабилизации температура обычно достигает 150-170 °С.
Стадия оплавления. Для исключения чрезмерного роста интерметаллического соединения температура пайки должна не более чем на 30-40 °С превышать точку плавления паяльной пасты. Например, для наиболее распространенных сплавов Sn62/Pb36/Ag2 и Sn63/Pb37 температура пайки должна находится в пределах 205-225 °С. Низкая температура пайки (195-205 °С) обеспечивает слабую смачиваемость, особенно для компонентов с плохой паяемостью. Поэтому температуру на стадии оплавления устанавливают немного выше – в пределах 215-225 °С при скорости повышения температуры 2-4 °С. Рекомендуемое время выше точки плавления составляет 30-60 сек. Для массивных плат время выше точки плавления может быть увеличено до 90-120 сек. Высокая температура (240-260 °С) и время пайки (более 120 сек.) способствуют росту интерметаллического соединения. Чрезмерный рост интерметаллического соединения увеличивает хрупкость паяного соединения и ухудшает его внешний вид.
Стадия охлаждения. Для обеспечения максимальной прочности паяных соединений скорость охлаждения должна быть максимальной. В то же время высокая скорость охлаждения может вызывать термоудар по электронным компонентам. С другой стороны, медленное охлаждение приведет к интенсивному росту интерметаллического соединения, таким образом, паяное соединение становится более твердым, но хрупким. Рекомендуется проводить охлаждение со скоростью 3-4 °С/сек. до температуры ниже 130 °С. Ниже 130 °С скорость охлаждения может быть меньше, так как она уже не влияет ни на качество паяных соединений, ни на электронные компоненты.
Таким образом, окончательный выбор режимов проводится технологом, исходя из конструкции и материала печатной платы, типа и размеров компонентов, количества и плотности размещения компонентов на печатной плате, а также типа паяльной пасты. При выборе профиля пайки следует учитывать, что реальная температура на плате в процессе пайки будет ниже заданной в печи. Разница между реальной и заданной температурами зависит от конструкции печи, количества слоев и размера платы, размера и плотности размещения компонентов.
Определение
и назначение
Настоящая
инструкция предназначена для анализа графика температурного профиля пайки
печатных узлов методом конвекционного оплавления паяльной пасты.
Инструкция
предназначена для инженеров – технологов сборочного цеха, инженеров,
управляющих оборудованием линии поверхностного монтажа.
Паяльные печи оплавления купить, цены на паяльные печи оплавления в интернет-магазине купить в москве, цены на паяльные печи оплавления купить, цены на паяльные печи оплавления в интернет-магазине с доставкой
Печь оплавления
Назначение
Печи оплавления представляют собой обязательный компонент производственного участка поверхностного монтажа и рассчитаны на групповую пайку всех типов компонентов с применением паяльной пасты. Назначением печей является нагрев изделия в соответствии с требуемым для плавления припоя термопрофилем, а в ряде случаев ещё и охлаждение готового узла.
В крупносерийном производстве чаще всего применяются конвейерные печи, в которых для реализации термопрофиля обрабатываемая плата движется по конвейеру через несколько последовательных зон, температура в каждой из которых фиксирована. В опытном или мелкосерийном производстве обычно используют камерные печи, где изделие неподвижно, а температура в камере меняется во времени по заданному закону.
Конструктивные особенности
По принципу нагрева для групповой пайки используется три основных вида печей:
• инфракрасные;
• конвекционные;
• комбинированные.
В инфракрасных для нагрева применяется излучение от ИК источников, которые на сегодняшний день является самым малоинерционными и эффективными способами получения тепловой энергии. Важным достоинством является равномерность нагрева, что обуславливается способностью инфракрасных лучей проникать во внутреннюю структуру узла, в то время как конвекционный способ обеспечивает лишь поверхностный разогрев.
В ходе выполнения термопрофиля скорость ИК нагрева устанавливается и регулируется посредством ШИМ-контроллеров, которые изменяют мощность каждого излучателя в отдельности, что позволяет очень точно подирать режим. К недостаткам метода относится то обстоятельство, что количество поглощённого тепла напрямую зависит от физических особенностей материала, и это ведет к систематической неравномерности нагрева отдельных элементов. Для устранения подобного эффекта производится предварительный нагрев платы с помощью обычных ТЭН, которые обеспечивают равномерное распределение тепловой энергии. Непосредственно в ходе пайки применяют либо ИК-излучатель сам по себе, либо в комбинации с ТЭН.
Конвекционное плавление даёт хорошие результаты, причём обеспечивается равномерный нагрев при практически полном отсутствии теневых зон. Тепловые потоки в конфекционных печах подаются через систему форсунок или сопел, которые проводят горячий воздух от нагревателя в зону нагрева, исключая близкий контакт платы с самим нагревателем. Равномерность прогрева получается очень высокой, однако при этом нужно очень тщательно следить за правильностью выбора термопрофиля, чтобы не допустить перегрева, чреватого фатальным разрушением компонент.
К особенностям конвекционных печей относится их компактность, причём это в равной степени можно считать как достоинством, так и недостатком. Дело в том, что а печах слишком большого объёма не удаётся добиться равномерности нагрева и это ограничивает применение конвекторов только мелкосерийным производством. Решение проблемы заключается в комплексировании, и там, где технология предполагает этот тип нагрева в массовом производстве, используются специально разработанные конвекционные комплексы.
Идеальное решение – комбинированные печи, в которых удаётся использовать преимущества каждого метода. Предварительный разогрев в таких печах выполняется посредством сопел конвекторов, причём мощность горячего воздуха подбирается так, чтобы защитить элементы на платах от смещения за счёт турбулентности потока. Собственно пайка производится за счёт безинерционных и эффективных ИК-излучателей.
§
• Convection to IR Ratio: 95%/5%
• Количество зон: 16
• Максимальная температура нагрева, 0С: 350
• Точность поддержания температуры 0С: ±1
• Макс. ширина PCB, мм.: 559
• Количество нагревателей: 24
• Ширина тоннеля, мм: 660
• Длина рабочей зоны, мм.: 4343
• Скорость конвейера, мм/мин. до: 1270
• Габаритные размеры LxWxH, мм.: 6071x1219x1905
• Вес, кг.: 2045
Программное обеспечение
Для печей оплавления серии Hotflow 2 компания ERSA создала многофункциональный программный пакет EPOS 1, объединяющий несколько программных продуктов, которые охватывают все аспекты производственного процесса пайки.
AutoProfiler
Программный модуль AutoProfiler позволяет снизить время, требуемое для создания нового профиля пайки. Анализируя входные данные о конструкции печатного узла, материалах печатной платы и компонентах, AutoProfiler предлагает нужный вариант профиля пайки.
Рис. 17. Устройство измерения температурных профилей Sensor Shuttle
ERSASoft
Программное обеспечение ERSASoft контролирует, проверяет и отображает программы пайки, данные системы, следит, чтобы все параметры оставались в пределах своих полей допусков, и показывает позицию различных печатных плат в печи. Это гарантирует максимальный контроль над процессом.
ESP
Программный модуль ESP (ERSA Shuttle Program) предназначен для работы с вось-миканальным устройством измерения температурного профиля Sensor Shuttle. Данное устройство позволяет определять реальные значения температур на поверхности печатного узла для окончательной настройки оборудования.
Для измерения температуры на поверхности печатного узла к нему прикрепляется 8 термпопар Ni/CrNi. Далее печатный узел и устройство измерения запускаются в печь оплавления, где происходит измерение температурного профиля. Температуры в любой момент времени, максимальные температуры, перепады температур и другая информация графически отображается на дисплее благодаря программному обеспечению ESP. Диапазон измерениятемпературы составляет 2-400 °С.
Серия конвейерных печей конвекционного оплавления hotflow 2
Немецкая компания ERSA предлагает серию печей оплавления для среднесерийных, крупносерийных и массовых производств. Печи отличаются длиной рабочей зоны, а также количеством зон нагревай охлаждения.
Стадия предварительного нагрева
При достижении температуры
150ºС паяльная паста высушивается, испаряются ее
наиболее летучие компоненты (органические наполнители), удаляется влага из
компонентов и печатной платы, флюс активируется, равномерно распределяется
тепло на плате. Постепенно флюс становится очень мягким, переходит в
жидкое состояние, равномерно обволакивает частицы припоя, защищая их от повторного
окисления, и растекается по площадкам платы.
Одновременно с повышением температуры и плавлением компонентов флюса начинают
работать канифоли и активаторы, которые удаляют пленку окиси с частиц припоя и
с паяемых поверхностей. Скорость подъема
температуры обычно составляет (1÷3)°С/сек., максимальная температура на стадии
предварительного нагрева составляет от 100 до 150°С.
(появление трещин в керамических чип- резисторах,
конденсаторах, резонаторах и т.п.).
Бессвинцовые сплавы требуют более высоких температур
предварительного нагрева – до (150÷200)°С.
Реальный термопрофиль оказывается сглаженным за счет теплоемкости платы и компонентов (рис. 2). Профиль также зависит от точки на плате, поскольку разные области печатного узла обладают различной теплоемкостью.
Рис. 2. Деление термопрофиля на этапы
Термины
и определения
- Эвтектический сплав — легкоплавкий металлический сплав, имеющий низкую температуру плавления, не превышающую температуру плавления олова. Для получения легкоплавких сплавов используются свинец (PB), висмут (Vi), олово (Sn), кадмий (Cd), таллий (Tl),индий (In), галлий (Ga), иногда цинк (Zn). За нижний предел температуры плавления всех известных легкоплавких сплавов принимается температура плавления амальгамы таллия (61 °C), за верхний предел взята температура плавления чистого олова (231,9°C).
- Тиксотропность — свойство текучего материала увеличивать текучесть (вязкость) при перемешивании. Тиксотропный материал хорошо расжижается при механическом перемешивании (взбалтывании) и увеличивает вязкость (cгущается) в состоянии покоя.
- Солидус (лат. solidus «твёрдый») — линия на фазовых диаграммах, на которой исчезают последние капли расплава, или температура, при которой плавится самый легкоплавкий компонент.
- ТКР — температурный коэффициент расширения (объемного или линейного).
- Tg — температура стеклования — температура, при которой полимер переходит при охлаждении из высокоэластичного или вязкотекучего в стеклообразное состояние. Полимеры при температурах выше температуры стеклования находится в пластичном состоянии, а при температурах ниже температуры стеклования — в твердом и достаточно хрупком состоянии.
- MSL (Moisture Sensitivity Level) — уровень чувствительности электронного компонента к влажности.
- JEDEC — Joint Electron Devices – международная ассоциация по стандартизации в области электроники.
Технические характеристики
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя | L | L Plus |
|---|---|---|
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Габаритные размеры | L: 5753(Д) x 1435(Ш) x 1647(В) мм | L Plus: 6714(Д)x1435(Ш)x1647(В) мм |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Вес | L: ~ 2500 кг | L Plus: ~ 2800 кг |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Длина рабочей зоны | L: 5432 мм | L Plus: 6392,5 мм |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Количество зон пред. нагрева | L: 4 | L Plus: 5 |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Количество пиковых зон пайки | L: 2 | L Plus: 3 |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Длина нагревательного туннеля | L: 3680 мм | L Plus: 4167 мм |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Длина зоны активной конвекции | L: 3142,5 мм | L Plus: 3629,5 мм |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Длина зоны охлаждения | L: От 1278,5 до 3296 мм | L Plus: От 1278,5 до 3296 мм |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Время нагрева | L: ~ 30 мин | L Plus: ~ 30 мин. |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Способ теплопередачи | L: 100% конвекция | L Plus: 100% конвекция |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Предельная температура | L: 350°C | L Plus: 350°C |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Ширина цепного конвейера | L: 60 – 510 мм | L Plus: 60 – 510 мм |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Ширина сетчатого конвейера | L: 500 мм | L Plus: 500 мм |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Максимальная высота компонента | L: до 30 мм | L Plus: до 30 мм |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Скорость перемещения конвейера | L: 0,2 – 3,0 м/мин | L Plus: 0,2 – 3,0 м/мин |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Требуемая вытяжка воздуха на насадку | L: ~ 600 – 800 м3/час | L Plus: ~ 600 – 800 м3/час |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Температура воздуха на выходе | L: < 50°C | L Plus: < 50°C |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Электропотребление | L: 3 Ф, 230/400 В, 50 Гц | L Plus: 3 Ф, 230/400 В, 50 Гц |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Потребляемая мощность при разогреве | L: 48 кВт | L Plus: 64 кВт |
| Конвейерная конвекционная печь оплавления припоя : Потребляемая мощность в рабочем режиме | L: ~8 кВт | L Plus: ~9 кВт |
