Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой Как паять

Производство печатных плат — это один из основных этапов при производстве повседневно окружающей нас
электроники. При совершенствовании технологии изготовления плат перед специалистами нередко вставали вопросы — как
продлить срок службы, повысить надёжность и качество изготавливаемых продуктов. Один из ключевых компонентов
печатных плат — это финишные покрытия. Комбинируя их, можно добиться решения вышеуказанных вопросов. В данной
статье мы рассмотрим одно из самых популярных финишных покрытий — покрытие типа HASL.

Установка для пайки погружением в припой

Наши менеджеры обязательно свяжутся с вами и уточнят условия заказа

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Стандартный штыревой держатель для печатных плат размером от 60 x 60 мм до 350 x 300 мм не требует дополнительной оснастки. Несколько разных плат могут быть запаяны одновременно при условии, что они помещаются в рабочую область. Штыри держателя позволяют произвольно размещать печатные платы в рабочей зоне.

Система управления включает в себя:

  • Таймер предварительного нагрева для имитации пайки волной припоя;
  • Таймер для настройки времени пайки;
  • Цифровой ПИД-регулятор температуры паяльной ванны;
  • Функцию автоматического удаления шлама с поверхности припоя перед циклом пайки;
  • Педаль для запуска цикла пайки;
  • 24-часовой таймер для автоматического запуска нагрева.

Техническая спецификация модели ADS3530

В этом разделе Вы получите информацию по следующим темам:

Пайка металла в печах. Электропечи с контролируемой атмосферой.

Установки для пайки металла для получения контролируемых атмосфер.

Вакуумные электропечи для пайки металла. Индукционные электропечи для пайки металла.

Пайка металла индукционная. Установки для индукционной пайки металла. Индукторы.

Выбор параметров индукционных установок для пайки металла.

Пайка металла электросопротивлением. Специальные установки для пайки металла. Пайка металла погружением.

Печи-ванны для пайки металла погружением в расплавы солей

Установки для пайки металла погружением в расплавы припоев

Пайка металла концентрированными источниками энергии.

Установки для пайки металла с кварцевыми лампами. Электронно-лучевые установки для пайки металла. Лазерные установки для пайки металла.

Пайка металла горелками. Оборудование для газопламенной пайки металла. Горелки. Паяльники.

Контрольно-измерительная и регулирующая аппаратура для пайки металла. Термометры. Потенциометры автоматические электронные для пайки металла.

Милливольтметры для пайки металла. Пирометры излучения для пайки металла. Термопары для пайки металла.

Пайка в печах наиболее полно соответствует технологическим особенностям процесса, обеспечивает высокое качество паяных соединений и позволяет наиболее широко применять механизацию и автоматизацию в производстве.

По методу нагрева печное оборудование можно разграничить на следующие основные группы: электропечи сопротивления, индукционные электропечи и установки, газопламенные печи.

В свою очередь, электропечи сопротивления и индукционные установки можно разделить на печи с контролируемой атмосферой, оснащенные газоприготовительными установками, и вакуумные печи, оснащенные средствами откачки.

Электропечи сопротивления с контролируемой атмосферой наиболее распространены.

Пайка погружением осуществляется путем нагрева изделий в ваннах с расплавами солей или припоев.

Печи-ванны для пайки металла погружением в расплавы солей.

Нагрев изделий в соляных ваннах может быть прямой или косвенный.

Косвенный нагрев производят в вакууме или в контролируемой атмосфере в погружаемых в расплавы солей специальных контейнерах.

Печи-ванны по конструктивному оформлению подразделяют на тигельные, электродные однофазные с циркуляцией соли, прямоугольные электродные и электродные трехфазные. Технические характеристики некоторых печей-ванн для высокотемпературной пайки приведены в табл. 23.

Установка для пайки погружением в припой

Рис. 40. Соляные ванны В-10, В-20, В-30.

Конструктивное оформление тигельной соляной ванны, работающей при температурах до 850° С, показано на рис. 40. Ванна состоит из металлического несущего корпуса, в котором размещены теплоизоляция 1, огнеупорная кладка 2 с отверстиями для термопары 3 и выводов 4 от нагревателя 5. В нагревательное устройство помещен тигель 6 с крышкой 7.

Для измерения температуры расплава соли предусмотрена коленчатая термопара 8. Удаление испарений, выделяющихся в процессе нагрева изделий, производится через вытяжной зонт 9.

Для пайки изделий при температурах до 1300° С применяют электродные однофазные печи-ванны с принудительной циркуляцией соли.

Конструкция соляной печи-ванны С-45 показана на рис. 41. Вследствие высокой температуры эксплуатации нагрев ванны осуществляют с помощью электродов, погруженных в солевой расплав. Электрододержатели охлаждают водой, поступающей через специальные карманы.

Установка для пайки погружением в припой

Рис. 41. Соляная печь-ванна С-45: 1 — огнеупорная кладка; 2 — промежуточный кожух; 3 — теплоизоляция; 4 — кожух; 5 — уровень соли; 6 — электрододержатель с водяным охлаждением; 7 — сменная часть электрода; 8 — вытяжной колпак; 9 — шибер.

В случае пайки крупногабаритных изделий используют прямоугольные электродные печи-ванны С-50, С-100, СКБ-5152 и др.

Ниже приведена техническая характеристика печи-ванны СВС-100/13 (исполнение М-01), предназначенной для пайки при температуре 850-1300°С.

Установка для пайки погружением в припой

Вместимость одной ванны для припоя

Осуществляется почти всеми известными транспортными компаниями, такими как: «Major express», «Деловые линии», DPD, DHL Global Forwarding, «СДЭК», «ЖелДорЭкспедиция», Pony Express на территории РФ и стран таможенного союза.

Мы организуем доставку до вашего предприятия на условиях «door to door» или до ближайшего терминала компании-перевозчика.

Работаем с юридическими лицами и ИП резидентами РФ и стран таможенного союза.

Всегда готовы предложить гибкие условия оплаты при покупке комплекта оборудования или большой партии расходников и запасных частей.

Ждем ваших обращений! ☎ +7(495)150-30-35 или +7(800)500-26-80.

Оборудование: 8-16 календарных недель;
Запасные части: 25-45 рабочих дней;
Расходные материалы: срок поставки зависит исключительно от удаленности вашего предприятия (в среднем не более 7 рабочих дней).

Встраиваемая в линию online система селективной пайки EQS-350SDM состоит из блоков для флюсования, преднагрева и пайки. Дополнительный отдельно встраиваемый блок пайки (+ 1 паяльная ванна) позволяет повысить производственную мощность базовой установки.

Отлично подойдет для мелкосерийного производства с широким наименованием номенклатуры.

Спецификация встраиваемой системы селективной пайки KOKI TEC EQS-350SDM:

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Зона конвекционного преднагрева

Видео работы системы KOKI TEC EQS-350SDM:

Вас также может заинтересовать:

Преимущество селективной пайки заключается в том, что позволяет адаптировать процесс к отдельным паяным соединениям. В то время как печатная плата, проходящая пайку волной припоя, — это всегда один процесс: предварительный нагрев для всех соединений, одно время погружения, одна глубина погружения, одни «волновые параметры» для всех соединений.

Однако следует помнить, что нельзя нагревать что-либо сильнее того, чем нужно, потому что высокие температуры, кроме того что способствуют смачиванию, не приносят пользы ни одному из материалов и компонентов на печатной плате.

При выборочной пайке более уместны вопросы, какова конфигурация и настройки вашего оборудования, какова температура и время предварительного нагрева, сразу же плата получает все тепло или это постепенный процесс и т.д.?

Если вы не используете предварительный нагрев и выполняете пайку каждого соединения путем погружения сопла паяльника, вам, вероятно, придется работать при более высокой температуре, чтобы увеличить пропускную способность. При этом сам процесс селективной пайки более гибкий по сравнению с погружением в ванну припоя, ведь появляется возможность настраивать процесс буквально для каждого отдельного контакта на плате. Поскольку более тонкий вывод в узком отверстии будет паяться быстрее, чем толстый вывод в более широком отверстии.

Нельзя забывать при работе с припоем олово/свинец о таких хоть и не сложных, но все-таки проблемах, как эрозия меди. Всегда надо искать и находить компромисс между более высокой температурой пайки и временем погружения в ванну припоя (и, соответственно, заполнением отверстий).

Правильно нагревать припой при селективной пайке не выше, чем у волны припоя, то есть, до 240-250°С, но чтобы добиться оптимального времени пайки, разумного нагрева в месте соединения, может быть стоит подумать о том, чтобы поднять температуру до 260°С. Возможно.

Это должно определяться конфигурацией машины и характером конкретных соединений на плате. Также будет правильно проконсультироваться с производителем оборудования, услышать их рекомендации, они являются специалистами в этой области и легко решают любые проблемы.

Мы используем температуру 280°C для большинства наших программ селективной пайки. Некоторые программы настроены и на более высокие значения, чтобы добиться лучшего заполнения отверстий. Но ни одна из них не работает при меньшей температуре. Повышение температуры припоя может привести к большему растворению меди и/или железа, поэтому очень важно регулярно проверять химический состав припоя.

Terry Ruszin, Lutron Electronics

Я бы сказал, что именно само изделие и печатная плата определяют количество тепла в припое. Температура пайки должна измеряется на стыке припоя и печатной платы, а не на корпусе. Критическая температура для АКТИВАЦИИ ФЛЮСА измеряется на печатной плате ПЕРЕД волной припоя. Именно эти два места для измерения температуры ключевые, к сожалению, требования к этим двум точкам будут меняться с каждой печатной платой.

Ike Sedberry, ISEDS

Не забывайте регулярно проверять припой в ванне на наличие примесей. Сплавы свинца и материалы финишного покрытия печатных плат загрязняют припой и его характеристики со временем могут меняться.

Bradley J Fern, Datacard

У нас есть одна операция селективной пайки с использованием SN100C при температуре +60°C выше температуры плавления. Платы с малой массой (1/2~1 унция меди) не требуют предварительного нагрева (но косвенно нагреваются при флюсовании). Однако у нас есть ПП большой массы по 2,5 кг каждая (4 унции меди). Они прогреваются до 70°C на этапе предварительного нагрева, а нижняя сторона — до 85°C. Кажется, работает. Мое общее правило заключается в том, чтобы иметь около +20°C выше тепературы плавления, прежде чем направлять паяльник на какой-либо объект большой массы.

Robert Hills, Tait International

Спасибо за отзыв о селективной пайке 63-37. У нас есть большой опыт работы с японскими автомобильными компаниями, которые используют сплавы SAC305 и хотят паять при 260°С. Многие компании, производящие селективные припои, рекомендуют 290-310°С. Я был удивлен, увидев положительные результаты на 260°С. Это немного замедляет процесс, но, похоже, работает. Мне любопытно, что вы думаете об этой температуре припоя для SAC 305°С и почему японцы, кажется, идут в ногу с этим требованием.

Todd Gilmore, AGI Corporation

По материалам с портала www.circuitinsight.com. Еще некоторые заметки об отмывке и монтаже печатных плат:

Устройство может быть использовано для пайки погружением в машиностроительной, автомобильной и тракторной промышленности. Содержит резервуар, ванну пайки, погружной насос с напорной трубой. Снабжено съемной сливной трубой и изложницей для сбора расплавленного припоя. Между насосом и трубами предусмотрено разъемное соединение в виде конусного седла для взаимодействия со сферическими ниппелями на трубах. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для пайки радиаторов погружением и может применяться в машиностроительной, автомобильной и тракторной промышленности.

Известна ванна для пайки, внутри которой установлен насос и резервуар (авт. св. 184598, кл. B 23 K 03/06).

Недостатком этой ванны является отсутствие средств для слива из нее припоя, например, при необходимости его замены.

Известен также агрегат для пайки погружением, содержащий резервуар для расплавленного припоя, ванну пайки и насос для перекачивания припоя из резервуара в ванну пайки (авт. св. 236219, кл. B 23 K 3/06, 1969).

Ванна пайки снабжена сливным колодцем и пробкой с механизмом подъема и опускания ее на торец сливного колодца, благодаря чему обеспечивается частичный слив припоя из ванны пайки в резервуар через отверстие сливного колодца.

К недостаткам этого агрегата следует отнести отсутствие механизированного удаления расплавленного припоя из всех ее емкостей. Удаление отработанного припоя приходится выполнять вручную ковшами, что весьма трудоемко, не отвечает требованиям техники безопасности и приводит к длительным простоям оборудования.

Для устранения недостатков устройство для пайки погружением, содержащее резервуар, ванну пайки, погружной насос с напорной трубой, снабжено съемной сливной трубой и изложницей для сбора расплавленного припоя, при этом между насосом и напорной трубой предусмотрено разъемное соединение в виде конусного седла, взаимодействующего со сферическими ниппелями на сливной или напорных трубах.

Дополнительный анализ отличительных признаков изобретения показал, что в технике известны сливные трубы, изложницы и конусные седла, но конструктивная особенность устройства, заключающаяся в оснащении съемной трубой, позволяет быстро снимать напорную трубу и устанавливать сливную, введя ниппель в конусное гнездо, и удалять отработанный припой в изложницу, используя насос, имеющийся в устройстве для перекачивания припоя.

На фиг. 1 изображено устройство с напорной трубой разрез; на фиг. 2 — то же, со сливной трубой; на фиг. 3 — узел A на фиг. 1.

Устройство для пайки погружением в расплавленный припой содержит резервуар 1, ванну 2 пайки, погружной насос 3 с напорной трубой 4, съемную сливную трубу 5, изложницу 6, между насосом 3 и напорной 4 или сливной 5 трубами предусмотрено разъемное соединение, выполненное в виде конусного гнезда 7 на выходе из насоса 3 и сферических ниппелей 8 на концах сливной и напорной труб. Трубы 4 и 5 крепятся на резервуаре 1 и поджимаются к конусному гнезду 7 с помощью крепежа 9, в нижней части ванны 2 имеется отверстие «а» для слива припоя в резервуар.

Устройство работает следующим образом.

Насос 3 перекачивает припой из резервуара 1 в ванну 2. При этом припой в ванне 2 постоянно обновляется, переливаясь через ее края обратно в резервуар 1, за счет чего с его поверхности удаляются окисные пленки и частицы шлака, что обеспечивает необходимое качество пайки изделий, погружаемых в ванну 2.

В процессе эксплуатации припой окисляется и насыщается шлаками, в связи с чем снижается его качество и требуется его периодическая замена.

Для удаления отработанного припоя из резервуара 1 напорную трубу 4 снимают, устанавливают сливную трубу 5, введя ниппель 8 в конусное гнездо 7, и закрепляют трубу 5 с помощью крепежа 9. Для включения насоса 3 расплавленный припой из резервуара 1 по сливной трубе 5 подается в изложницу 6 до ее заполнения, после чего насос 3 отключается. После кристаллизации припоя изложницу 6 освобождают для заполнения новой порцией припоя. Из ванны 2 припой сливается в резервуар 1 через отверстие «а». После полной откачки припоя из резервуара 1 сливную трубу 5 заменяют на напорную трубу 4. Установка готова к заполнению новым припоем.

Предлагаемое устройство для пайки погружением позволяет осуществлять механизированным путем удаление отработанного припоя во время его замены, причем конструктивно откачивающее устройство выполнено простым, так как используется имеющийся в устройстве насос для перекачивания припоя. В результате облегчается и становится более безопасной эксплуатация устройства для пайки, сокращается время, необходимое на замену отработанного припоя, сокращаются простои оборудования.

1. Устройство для пайки погружением в расплавленный припой, содержащее резервуар, ванну пайки, погружной насос с напорной трубой, отличающийся тем, что оно снабжено съемной сливной трубой и изложницей для сбора расплавленного припоя, при этом между насосом и напорной или сливной трубой предусмотрено разъемное соединение.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разъемное соединение выполнено в виде конусного седла, взаимодействующего со сферическими нипелями на напорной или сливной трубе.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Современные методы групповой пайки в производстве РЭА классифицируются по источникам тепловой энергии, являющимся главным фактором при формировании паяных соединений (рис.29.1).

Рис.29.1 Классификация методов групповой пайки

Наиболее совершенным способом реализации пайки погружением является пайка протягиванием (рис.29.2в), при которой ПП укладывается в держатель под углом около 50, погружается в ванну и протягивается по зеркалу припоя. Впереди держателя имеется закреплённый скребок, который очищает поверхность зеркала. Создаются благоприятные условия для удаления флюса и излишков припоя. Время пайки протягиванием увеличивается до 10 с.

Избирательная пайка (рис.29.2.2е) обеспечивает выборочную подачу припоя к паяемым контактам через специальную фильеру, изготовленную из нержавеющей стали. Между платой и фильерой зажимается слой термостойкой резины. При избирательной пайке уменьшается температура платы, снижается нагрев ЭРЭ и расход припоя. Применяют её в условиях массового производства, когда изготовление специальной фильеры экономически целесообразно.

Высокое качество пайки обеспечивает способ погружения платы в заполненную сеткой (например, из никеля с размером ячеек 0,2´0,2 мм) ванну (рис.29.2з), которая превращается в капиллярный питатель. При соприкосновении платы с сеткой припой выдавливается через её ячейки и под давлением капиллярного эффекта заходит в зазор между выводами и металлизированными отверстиями. При обратном движении платы избыток припоя затягивается капилярами сеточного набора, что предотвращает образование сосулек. Различие в длине выводов не сказывается на качестве пайки из-за гибкости сетки.

Рис. 29.2. Способы реализации пайки погружением

а – с вертикальным перемещением платы; б – с наклоном платы; в – протягиванием; г – с применением колебательных движений; д – с маятниковым движением платы; е – избирательная; ж – каскадная; з – в ванну заполненную сеткой.

Пайка волной припоя является самым распространённым методом групповой пайки. Она заключается в том, что плата прямолинейно перемещается через гребень волны припоя. Её преимуществами являются: высокая производительность, возможность создания комплексно-автоматизированного оборудования, ограниченное время взаимодействия припоя с платой, что снижает термоудар, коробление диэлектрика, перегрев элементов. Главным условием высокой разрешающей способности пайки волной припоя является создание тонкого и равномерного слоя припоя на проводниках, позволяющего без перемычек, мостиков и сосулек припоя паять платы с малыми зазорами между печатными проводниками.

Процесс пайки для односторонней (рис.29. 3а) и двусторонней (рис. 29.3б) волн состоит из трёх этапов: вхождение в припой (точка А), контактирование с припоем (отрезок АВ) и выход из припоя (точка В). На первом этапе, направление скорости фонтанирования волны VА способствует удаление паров флюса из зоны реакции: как при двухсторонней, так и при односторонней волне.

Рис.29.3.Схема взаимодействия расплавленного припоя с паяемой платой при односторонней (а) и двусторонней (б) волнах.

На втором этапе полоса растекания припоя по плате АВ, в сочетании со скоростью конвейера VК, определяет время пайки. При двусторонней волне, это время больше за счёт достижения более полного заполнения припоем металлизированных отверстий. Увеличение времени взаимодействия повышает толщину припоя на печатных проводниках до некоторого предела.

Окончательное формирование толщины слоя происходит на выходе платы из волны припоя в точке В. В односторонней волне относительная скорость точке В увеличивается, так как векторы скоростей конвейера и волны припоя направлены в противоположные стороны. При этом смываются излишки припоя и утоньшается оставшийся слой припоя.

Для образования волны припоя в установках преимущественно используют механические нагнетатели, давление воздуха или газа, ультразвуковые колебания, электромагнитные нагнетатели.

В настоящее время широкое применение в технологии ЭC получили методы пайки концентрированными потоками энергии, достоинства которых являются высокая интенсивность, бесконтактное воздействие источника нагрева на зону контактирования, ограниченная зона теплового воздействия. Разработанные методы активируют не только систему «припой – паяемый материал», но и процессы их физико-химического взаимодействия, что приводит к интенсификации процессов пайки. Пайку элементов производят следующими методами: горячим газом, в парах специальной жидкости, ИК-излучением, токами высокой частоты, лазерным излучением и т.д.

При пайке погружением собранная плата стороной пайки опускается в расплавленный припой, который яв­ляется источником нагрева. Так как переход теплоты от жидкого припоя большой массы (50 кг и более) к кон­тактным площадкам и выводам ком­понентов происходит достаточно бы­стро, то нагрев зоны соединения до температуры пайки достигается в те­чение 1-2 с. В зависимости от харак­тера движения платы относительно поверхности припоя различают сле­дующие способы пайки погружением в расплав припоя (рис.6.2):

— вертикальным перемещением (а),

— наклон­ным перемещением (б),

— колебатель­ным движением (в),

— маятниковым движением (г),

— протягиванием по по­верхности припоя (д),

— избирательной подачей припоя (е).

Установка для пайки погружением в припой

Рис.6.2. Способы пайки погружением.

Погружение платы в припой верти­кальным перемещением осуществляют на глубину, не превышающую ее тол­щину. Наиболее важными технологи­ческими параметрами при этом явля­ются: температура расплава припоя, которая поддерживается на уровне 260-280 °С, и время погружения в пре­делах 4-6 с. Ванны для пайки осна­щаются терморегуляторами, которые поддерживают температуру в заданном интервале с точностью ±5°С. Нагре­вательные элементы располагают та­ким образом, чтобы дно ванны было нагрето сильнее ее стенок. В этом случае за счет естественной конвек­ции происходит перемешивание жид­кого припоя, обеспечивающее одно­родность состава во всем объеме ван­ны. Поверхность припоя (зеркало) при пайке должна быть чистой и сво­бодной от оксидов, которые удаляют­ся скребком перед каждым погруже­нием платы.

При вертикальном погружении и извлечении платы наблюдается ряд недостатков, которые связаны с усло­виями удаления жидких и газообраз­ных остатков флюса и излишков при­поя. Затрудненность выхода остатков флюса на поверхность припоя может привести к «захвату» флюсом припоя и образованию ложных паек. Припой не успевает стекать с платы и затвер­девает с образованием сосулек, короткозамыкаюших мостиков.

Ряд этих недостатков устраняется при наклонном погружении и извлече­нии платы. При погружении под углом 5-7° обеспечивается удаление газовых фракций флюса и продуктов реакции, а также стекание припоя. Удачным сочетанием способа с наклонным по­гружением платы и устройства для снятия оксидных пленок является способ пайки в лотке (рис.6.3, а).

Установка для пайки погружением в припой

Установка для пайки погружением в припой

Рис. 6.3. Способы пайки в лотке с применением вибраций.

Припой находится в неподвижной ванне /, а плата 2 с установленными компонентами укладывается наклонно в держатель 3 логка 4. Лоток в попе­речном сечении имеет форму тре­угольника с вершиной угла, направ­ленного в глубь ванны. При опуска­нии лотка в расплав припоя треуголь­ное днище рассекает пленку оксидов на поверхности припоя и своим приемным отверстием 5 начинает заби­рать припой из глубины ванны. При этом создаются условия для постепен­ного удаления из зоны пайки жидких и газообразных остатков флюса, пода­чи в зону пайки чистого припоя. Не­достатками данного метода являются: низкая производительность процесса, что определяет его пригодность для мелкосерийного производства; большой процент дефектных соединений; повы­шенный расход припоя; значительное термическое воздействие на плату.

Повышения качества паяных соеди­нений в платах с металлизированны­ми отверстиями достигают примене­нием колебательных движений платы (рис.6.3, б).Плата закрепляется в держателе, на который подаются ме­ханические колебания частотой 50–300 Гц и амплитудой 0,5-2,0 мм, по­лучаемые от электромагнитного виб­ратора, либо УЗ-колебания частотой 20-44 кГц и амплитудой 10-20 мкм. Механические вибрации способствуют проникновению припоя в металлизи­рованные отверстия, удалению остат­ков флюса, улучшают структуру при­поя в соединении. Ультразвуковые ко­лебания вызывают разрушение оксид­ных пленок и улучшают смачивание припоем паяемых поверхностей. Не­достатками данного способа являются: необходимость надежного фиксирова­ния компонентов на плате; возмож­ность возникновения механических резонансов в компонентах, особенно транзисторах, что приводит к их по­вреждению.

Маятниковое движение плат, слегка изогнутых по дуге, уменьшает тепловое воздействие на плату, способствует удалению остатков флюса и излишков припоя. Однако при этом затрудняет­ся крепление компонентов на плате, уровень припоя в ванне необходимо поддерживать с точностью ±1 мм.

Пайка протягиванием по поверхно­сти припоя заключается в том, что плата укладывается в держатель, кото­рый под углом 5-10° опускается на поверхность припоя и протягивается определенное расстояние по зеркалу припоя. Впереди держателя имеется скребок, который очищает поверх­ность зеркала от оксидов припоя. При подъеме платы излишки припоя сте­кают в ванну. Поскольку спокойная ванна припоя имеет меньшую склон­ность к окислению, то состав и чисто­та припоя поддерживаются с хорошим постоянством. Скорость протягивания составляет 5-8 м/мин, время протя­гивания одной платы – до 10 с. Уста­новки для пайки протягиванием легко встраиваются в обычный сборочный конвейер. Недостатками способа яв­ляются относительно большое время пайки и связанное с этим значитель­ное тепловое воздействие на поверх­ность платы. Последний недостаток устраняется применением защитных масок.

Во избежание коробления плат при пайке погружением термочувствитель­ных элементов применяют избира­тельную пайку, которая заключается в подаче припоя только в места пайки. Ванна с припоем закрыта специаль­ным кондуктором, в котором имеются отверстия, точно соответствующие числу и расположению зон пайки. Подача припоя осуществляется с по­мощью поршня, который выдавливает его через отверстия кондуктора в мес­та пайки. Недостатком метода являет­ся трудность перестройки на другой типоразмер плат.

Пайку погружением в нагретую жид­кость, например жидкий теплоноситель ОЖ-1 на основе лапрола Л2502-ОЖ при температуре 260°С или глицерин при температуре 240°С, используют главным образом для оплавления галь­ванического покрытия олово – свинец на печатных платах с целью улучше­ния их паяемости.

Изобретение может быть использовано для пайки погружением в расплавленный припой. Линия содержит манипулятор с подъемно-поворотным хоботом, ванны флюсования и лужения. Ванна лужения снабжена стационарным герметизирующим укрытием в виде коробчатого кожуха. Кожух связан с вытяжной вентиляцией, смонтирован на краях ванны. Снабжен фигурным проемом с разрезными шторками. Изобретение обеспечивает улучшение условий безопасности при эксплуатации линии пайки. 3 ил.

Изобретение относится к пайке, в частности к оборудованию для пайки погружением в расплавленный припой.

Известная линия пайки погружением в расплавленный припой, включающая манипулятор с подъемно-поворотным хоботом, ванны флюсования и лужения (см. а.с. N 1263462, кл. B 23 K 3/06, 1986) В известном техническом решении при погружении изделий в расплавленный припой с поверхности зеркала припоя ванны лужения выделяются вредные аэрозоли, пары, а также могут выбрасываться брызги припоя из-за разницы температур изделия и припоя. При извлечении манипулятором изделия из ванны лужения с его поверхности, покрытой жидким припоем, также выделяются вредные аэрозоли и пары. Так как в известной линии рабочая зона над ванной лужения открыта, то выделяющиеся вредные аэрозоли и пары попадают в атмосферу цеха, ухудшая экологическую обстановку, а брызги расплавленного припоя могут привести к травмированию обслуживающего персонала.

Задачей изобретения является изоляция рабочей зоны ванны лужения для защиты от вредного влияния аэрозолей и паров, выделяющихся в процессе пайки, и от выбрасывания брызг расплавленного припоя. За счет этого улучшается экологическая обстановка и обеспечиваются безопасные условия труда при эксплуатации линии пайки.

Указанная цель достигается тем, что в линии пайки погружением, включающей манипулятор с подъемно-поворотным хоботом для захвата паяемого изделия, ванны флюсования и лужения, ванна лужения снабжена герметизирующим укрытием, связанным с вытяжной вентиляцией, при этом укрытие выполнено в виде коробчатого кожуха, смонтированного на бортах ванны лужения, имеющего фигурный проем в виде горизонтального окна в боковых стенках и вертикального выреза в стенке со стороны манипулятора для прохода его хобота с изделием. Проем кожуха снабжен гибкими разрезными шторками.

Дополнительные исследования существенных отличий показали, что они известны в технике, но сочетание ванны лужения с герметизирующим укрытием в виде коробчатого кожуха с фигурным зашторенным проемом, выполненным в виде горизонтального окна в боковых стенках и вертикального выреза в стенке со стороны манипулятора, позволяет получить эффект, заключающийся в улучшении условий труда и экологической обстановки, при эксплуатации линии пайки.

На фиг. 1 изображена линия пайки, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Линия пайки погружением содержит манипулятор 1, снабженный кареткой 2 с хоботом 3, имеющим захватное устройство 4 для паяемого изделия 5. Каретка 2 выполнена с возможностью вертикального перемещения по направляющей 6, установленной в поворотной обойме 7.

В линии пайки предусмотрены ванны флюсования 8 и лужения 9. Ванна лужения 9 содержит обогреваемый тигель 10 для расплавленного припоя. На бортах ванны 9 смонтировано укрытие, состоящее из коробчатого кожуха 11, который посредством патрубка 12 связан с вытяжной вентиляцией. В боковых стенках 13, 14, 15 кожуха 11 предусмотрен фигурный проем, выполненный в виде горизонтального окна 16 и вертикального выреза 17 со стороны манипулятора 1. Размеры проема обеспечивают прохождение хобота 3 манипулятора 1 с захватным устройством 4 и паяемым изделием 5. Для уменьшения открытой площади проем снабжен гибкими разрезными шторками 18.

Линия пайки работает следующим образом.

Изделие 5 перед пайкой закреплено в захватном устройстве 4 хобота 3 манипулятора 1. При верхнем положении каретки 2 производится поворот обоймы 7 вокруг вертикальной оси, и паяемое изделие устанавливается над ванной флюсования 4, каретка 2 перемещается по направляющим 6 в нижнее положение, при этом изделие 5 погружается в ванну 4, где производится процесс флюсования, после чего каретка 2 поднимается в верхнее положение и производится поворот обоймы 7 в сторону ванны лужения 9. При этом хобот 3 с захватным устройством 4 и закрепленным в нем изделием 5 проходит через горизонтальное окно 16. Изделие попадает в рабочую зону над ванной лужения 9, герметизированную укрытием в виде коробчатого кожуха 11. Во время поворота гибкие разрезные шторки не препятствуют проходу движущихся частей. После остановки обоймы 7 производится опускание каретки 2 по направляющим 6, при этом хобот проходит через вертикальный вырез 17 в стенке 14 кожуха 11, раздвигая гибкие шторки 18, а изделие 5 погружается в расплавленный припой, находящийся в обогреваемом тигле 10 ванны лужения 9. Во время пайки изделия 5 выделяющиеся с зеркала припоя вредные аэрозоли и пары остаются в рабочей зоне над ванной лужения 9, огражденной кожухом 11, и отсасываются через патрубок 12 вытяжной вентиляцией. Кожух 11 защищает также от выброса брызг расплавленного припоя. Шторки 18, перекрывая окно 16 и вырез 17, препятствуют поступлению аэрозолей, паров и брызг расплавленного припоя в окружающую атмосферу. После окончания процесса пайки каретка 2 с хоботом 3, захватным устройством 4 и изделием 5 поднимается в верхнее положение, производится поворот обоймы 7, и изделие через окно 16 выводится за пределы кожуха 11, где производится его съем, а обойма 7 с кареткой 2 поворачивается в обратную сторону, после чего процесс повторяется.

Такое выполнение линии пайки обеспечивает улучшение экологической обстановки в атмосфере цеха, так как образующиеся при пайке вредные аэрозоли и пары локализуются в рабочей зоне ванны лужения под укрытием и отсасываются вытяжной вентиляцией. Кроме того, обеспечивается защита обслуживающего персонала от воздействия брызг расплавленного припоя при их разбрызгивании с зеркала припоя во время погружения изделия.

Этим обеспечивается улучшение условий безопасности при эксплуатации линии пайки.

Линия пайки погружением в расплавленный припой, включающая манипулятор с подъемно-поворотным хоботом для захвата паяемого изделия, ванны флюсования и лужения, отличающаяся тем, что ванна лужения снабжена стационарным герметизирующим укрытием, связанным с вытяжной вентиляцией, при этом укрытие выполнено в виде коробчатого кожуха, смонтированного на бортах ванны лужения и снабженного фигурным проемом в виде горизонтального окна в боковых стенках и вертикального выреза в стенке со стороны манипулятора для прохода его хобота с изделием, причем проем кожуха снабжен гибкими разрезными шторками.

Сборка и монтаж электронных измерительных приборов с применением печатных плат основаны на функционально — блочном принципе, с применением высокопроизводительных методов производства.На предприятиях, изготовляющих электронные измерительные приборы, используются следующие разновидности сборки и монтажа сборочных единиц па основе печатных плат :

сборка и монтаж одноплатных сборочных единиц с ручной установкой навесных элементов с одной или двух сторон печатной платы и ручной их пайкой (единичное и мелкосерийное производство);

. сборка и монтаж одноплатных сборочных единиц с ручной установкой навесных радиоэлементов и групповой пайкой (серийное производство);

. сборка и монтаж одноплатных сборочных единиц с механизированной или автоматизированной установкой элементов и групповой пайкой (крупносерийное и массовое производство);

. сборка и монтаж сборочных единиц двухплатной конструкции (применяется редко по конструктивно-технологическим причинам).

Технологический процесс сборки и монтажа разбивается на три основных этапа

а. подготовка навесных радиоэлементов к монтажу;

б. установка на печатных платах ;

Типовой технологический процесс подготовки навесных радиоэлементов для установки их на печатную плату включает в себя следующие операции:

входной контроль параметров;

  • рихтовку (выпрямление гибких выводов) и обрезку выводов;
  • обжимку и обрезку ленточных выводов;
  • формовку выводов.

o Рихтовкувыполняют вручную с помощью пинцета и плоскогубцев или с помощью специальных приспособлений. Подготовка элементов к монтажу. Типовой технологический процесс подготовки элементов к монтажу

Обжимка и обрезка ленточных выводов может осуществляться как вручную, так и полуавтоматически.

Зачистка выводов навесных радиоэлементов для их последующего облуживания производится при потемнении покрытия выводов и при наличии на них краски или лака. Расстояние зачищаемого участка вывода от корпуса радиоэлемента должно быть не менее 1 мм.Зачистку можно производить вручную или в специальном устройстве с подпружиненными ножами.

Облуживание выводов навесных радиоэлементов в условиях мелкосерийного многономенклатурного производства осуществляется вручную. В серийном производстве в некоторых случаях горячее облуживание заменяют гальваническим с последующим оплавлением покрытия для устранения пористости. Однако возникающая па поверхности оксидная пленка ведет к снижению качества последующей пайки. В массовом производстве для горячего лужения радиоэлементов используются специальные полуавтоматические установки.

Формовку выводов навесных радиоэлементов в единичном и мелкосерийном производстве выполняют вручную с помощью пинцета и плоскогубцев, а в серийном и массовом производстве — на полуавтоматических и автоматических устройствах. Формовка планарных выводов микросхем должна производиться с радиусом изгиба не менее 2С, где С — толщина вывода. Расстояние от корпуса до центра окружности изгиба должно быть не менее 1 мм (если в технических условиях особо не оговорен другой размер). Формовка и обрезка штырьковых выводов микросхем осуществляются путем их установки в пазы специальных матриц, где они зажимаются, и последующей гибки и отрезки с помощью соответствующих пуансонов. Зажим выводов перед формовкой предотвращает их деформацию в местах выхода из корпуса и возникновение напряжения в них.

2 основных метода – 1-метод погружения и 2-пайка волной припоя.

1- состоит в том, что нижняя поверхность платы погружается в расплавленный припой. При этом все выводы навесных ИМС и ЭРЭ припаиваются. Перед погружением в припой на плату накладывают маску из конденсаторной бумаги или старопасты, наносят флюз, активизируют процесс пайки на незащищенные места.

2- при непрерывном движении пасты над волной расплавленного припоя последовательно пропаивают все монтажные соединения причем одновременно появляется группа элементов, размеры которой определяют размер волны припоя. Производительность процесса зависит от скорости движения плат и их размеров.

Групповые методы пайки печатных плат со штыревыми компонентами производятся на автоматических или полуавтоматических приспособлениях. При выполнения автоматической пайки большое значение имеют подготовительные процессы: подготовка плат и выводов элементов, правильный подбор флюсов , припоев. Платы и выводы должны быть хорошо зачищены и залужены.

Пайка погружением. Способ заключается в том, что все выводы ЭРЭ одновременно припаиваются к контактным площадкам при погружении платы в расплавленный припой. Этот способ пайки предъявляет определенные технические требования к монтажу ЭРЭ и конструкции платы. Во всех случаях монтажа концы выводов ЭРЭ должны быть плотно прижаты к контактным площадкам или к зенковке металлизированных отверстий. Между поверхностями выводов ЭРЭ и отверстий в плате необходимо выдерживать оптимальные зазоры для обеспечения хорошего затекания припоя.

Процесс пайки погружением состоит из следующих основных операций: обезжиривания; наклейки маски; покрытия подготовленной поверхности флюсом; пайки; удаления маски; отмывки флюса; сушки и контроля.

Для обезжиривания плату погружают в специальные растворители. После выдержки (7 – 10 сек) плату извлекают из растворителя и обдувают сжатым воздухом до полного высыхания.

Защитные маски штампуют из бумажной ленты, покрытой костным клеем. При штамповке в маске образуются отверстия для крепления платы в процессе пайки. Сторону маски, покрытую клеем, смачивают водой, накладывают на нее плату и плотно прижимают на 2 – 4 мин. Затем плату укрепляют в зажимном приспособлении и в горизонтальном положении погружают в ванну с флюсом на глубину 0,8 – 0,9 толщины платы. Включают вибратор, амплитуду вибрации выбирают в зависимости от типоразмера платы, чтобы избежать разбрызгивания флюса. Затем плату извлекают из ванны и выдерживают для стекания припоя. После этой операции плату погружают в ванну с расплавленным припоем и включают вибратор. Плату выдерживают до тех пор, пока не появится припой в верхней части всех отверстий, после чего ее извлекают и выдерживают 5 – 7 сек над ванной, не выключая вибратор. Это необходимо для формирования припоя в виде полусферических головок.

При пайке погружением применяют припой ПОС-61, так как он обладает лучшей текучестью и более низкой температурой плавления, чем ПОС-40

Паайка волной припоя. Метод заключается в том, что в ванне с расплавленным припоем с помощью специального устройства, работающего от сжатого воздуха, создается плоская волна припоя в виде выступа. По гребню волны проходит печатная плата с установленными на ней ЭРЭ. Плата закрепляется на транспортере, который двигается под определенным углом к поверхности расплавленного припоя. Контакт платы с постоянным притоком припоя обеспечивает быструю передачу тепла, что сокращает время пайки. При пайке волной также необходимо провести операции защиты и флюсования, как и при методе пайки погружением.

Рис. 4.6. Пайка волной припоя

Качество пайки зависит от:

— параметров волны припоя (скорость, амплитуда, ширина);

— скорости движения транспортера;

— угла наклона транспортера;

— стабильности температуры припоя.

По мере возрастания плотности монтажа и, соответственно, уменьшения расстояния между токопроводящими дорожками возрастает вероятность возникновения перемычек, мостиков сосулек и др. Это приводит к ухудшению качества паяных соединений. Поэтому преобладающей становится пайка двойной волной припоя.

При этом методе в ванне с расплавленным припоем создаются две волны припоя с регулируемыми скоростью, амплитудой и шириной волны. Параметры волн подбираются таким образом, чтобы первая волна скоростная и турбулентная обеспечивала полнуюсмачиваемость и оплавление всех контактных точек на плате, а вторая – финишная с меньшей скоростью истечения удаляла излишки припоя, унося их в общий поток, для предотвращения наплывов и затекания припоя.

Однако при применении корпусов ЭРЭ с матричными и другими скрытыми выводами этот метод становится малоэффективным.

Что из себя представляет покрытие HASL

HASL — Hot Air Solder Leveling, или выравнивание припоя горячим воздухом, заключается в кратковременном
погружении печатной платы в ванну с расплавленным жидким припоем и последующим выравниванием слоя припоя при помощи
так называемых “воздушных ножей”. Воздушные ножи — это потоки воздуха с температурой более
высокой, чем температура плавления припоя. Воздушные ножи направлены так, чтобы сдувать излишки припоя. Толщина
покрытия при такой технологии получается порядка 15-25 мкм.

Виды покрытий HASL

Из-за строгих правил RoHS большинство компаний, производящих электронику, предпочитают безсвинцовый HASL вместо
оловянно-свинцового HASL.

Особенности покрытия

Установка для пайки погружением в припой

Отличительной особенностью использования покрытия типа HASL является погружение печатной платы в ванну с горячим
припоем, при этом сама плата испытывает термоудар при таких резких перепадах температур. Этот этап может стать
причиной появления трещин внутри печатной платы или привести к короблению печатной платы. Но несмотря на это после
нанесения финишного покрытия и до установки элементов появляется возможность проверить поведение платы на наличие
слабых мест при воздействии экстремальных температур.

Установки пайки двойной волной припоя

Пайка волной припоя применяется на предприятиях, которые осуществляют мелко- и среднесерийный выпуск электронной техники. Эта методика отличается высокой производительностью и небольшой себестоимостью. Также она позволяет использовать привычные российские выводные элементы в автоматизированных системах.

Оборудование для пайки волной припоя применяют при групповой установке элементов в отверстия. Также оно подходит для смешанного монтажа.

Заказать оборудование вы можете на сайте компании «ЛионТех», а также по телефону +7(812) 309-27-37 или 8-800 555-68-89 (звонок по России бесплатный)».

Достоинства и недостатки покрытия

Финишных покрытий огромное множество и с каждым из них не всё так
однозначно. Рассмотрим достоинства и недостатки финишного покрытия типа HASL.

  • Выдерживает большое количество циклов пайки.
  • Отличная паяемость, ведь небольшое количество припоя уже наносится на плату.
  • Цена и простота изготовления — HASL является наиболее популярным видом финишного покрытия, так как покрывает
    большинство требований клиентов при изготовлении несложных печатных плат. К тому же технология отлично
    отработана на производстве, что уменьшает процент брака.
  • Покрытие сохраняет паяемость на долгое время, что повышает срок годности платы.
  • Защищает медь от коррозии, что так же повышает срок годности платы.
  • Использование свинцово содержащего припоя нарушает некоторые экологические нормы. Это может привести к запрету
    на использование таких устройств в некоторых сферах деятельности человека.
  • Нельзя использовать на печатных платах, содержащих микросхемы с малым шагом выводов (0,5мм и менее) или
    контактами только снизу, к таким корпусам относятся BGA, некоторые SOIC, QFN. Пример такого недостатка
    представлен на рисунке ниже. Так же HASL нельзя использовать с SMD компонентами размером меньше 0805. Небольшая
    подсказка — большое количество компонентов в корпусе SOIC имеют полные аналоги в корпусах DIP, которые в свою
    очередь очень хорошо сочетаются с покрытием типа HASL.

    Перемычка припоя между соседними дорожками

  • Возникновение наплывов припоя вследствие неравномерной очистки от излишков технологией “воздушных
    ножей”. Мелкие компоненты требуют ровного покрытия с необходимой плоскостностью, без наплывов припоя и
    перепадов по высоте. Именно такие наплывы изображены на рисунке ниже, из-за них микросхема может иметь плохой
    контакт у некоторых выводов.

    Недостаточная плоскостность поверхности посадочного места микросхемы

Исходя из вышесказанного можно подытожить, что данное покрытие пользуется огромной популярностью и подходит для
большинства проектов начинающих разработчиков желающих выиграть в цене. Для более сложных проектов рекомендуем
выбирать покрытия из ряда иммерсионных финишных покрытий.

Выводной монтаж

Установка для пайки погружением в припой

Роботы для выполнения селективной пайки выводных компонентов. Пайка выполняется роботом по заданным точкам или линиям на печатной плате.

Установка для пайки погружением в припой

Пайка погружением в припой

Пайка погружением в припой осуществляется путем окунания нижней части печатной платы в ванну с расплавленным припоем. При данном методе пайки, осуществляется пайка всех выводов, расположенных с нижней стороны ПП.

Установка для пайки погружением в припой

Компания «СМТ Технологии» поставляет весь спектр промышленного оборудования для выводного монтажа на печатных платах. Наш ассортимент позволяет закрыть все потребности современного высокотехнологичного производства, обеспечить максимальную автоматизацию производственных линий и, следовательно, увеличить их эффективность и качество конечной продукции. Помимо поставок самой техники мы осуществляем ее доставку, установку, подключение и отладку перед запуском, а также профессиональное сервисное обслуживание.

Технология выводного монтажа

Этот метод монтажа электронных компонентов заключается в том, что их выводы монтируются в сквозные отверстия, проделанные в печатных платах по заранее заданной схеме. Данная технология сегодня постепенно вытесняется поверхностным монтажом, однако продолжает использоваться в микроэлектронной промышленности в следующих случаях:

  • В изделиях с высокой электрической мощностью, вызывающей сильный нагрев компонентов – например, силовых модулях, блоках питания;
  • В продукции, для которой важна высокая надежность – в частности, а авионике, военной электронике, оборудовании атомных электростанций и т. д.;
  • В компонентах бытовой и домашней электроники, где также важно обеспечить механическую прочность – например, в крупных разъемах на материнских платах ПК.

При использовании этой технологии в платах сначала проделываются монтажные отверстия, а компоненты подвергаются обрезке и формовке. Предварительное их закрепление на ПП осуществляется с помощью клея или лака, а окончательный выводной монтаж выполняется путем ручной или автоматизированной пайки (точечной, волновой или погружной).

Ассортимент оборудования для выводного монтажа

В этой категории промышленного оборудования наша компания предлагает клиентам весь спектр позиций, необходимый современным производственным предприятиям. Их можно разделит на следующие группы:

  • Оборудование для ручной и автоматической формовки и обрезки выводов электронных компонентов;
  • Системы автоматического монтажа выводных компонентов в отверстия печатных плат;
  • Системы и роботы для пайки выводных компонентов селективным методом, волной или погружением, а также установки для восстановления припоя из шлака;
  • Конвейерные системы для автоматизированного и серийного производства электронных схем из выводных элементов;
  • Контрольно-измерительное оборудование для контроля качества пайки компонентов и конечного монтажа;
  • Дополнительное оборудование – в частности, генераторы азота, установки для очистки печатных плат, запрессовки разъемов и т. д.

Наш ассортимент позволяет полностью оборудовать современное технологическое предприятие, выпускающее микроэлектронную продукцию. Мы поможем спланировать и организовать производственный процесс так, чтобы он был максимально эффективным, а выпускаемый продукт – качественным. Чтобы заказать оборудование для монтажа выводных элементов в «СМТ Технологии», звоните по телефону +7 (800) 775-83-26 или +7 (499) 322-20-25.

Читайте также:  Паяльник 8 вт у Борисполі
Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий