Пайка в инфракрасной печи
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?рофилем ,который необходим для достижения высококачественных результатов . Для более крупных печатных плат необходимо время предварительного нагрева до 3 мин .
Современные ИК -печи позволяют осуществлять пайку ПП с большим количеством конструктивных различных компонентов с высоким качеством в течение 10 с .
В течение этой непродолжительной длительности такта температура внутри интегральной схемы остается существенно меньшей , нежели температура плавления припоя .
Рис.16.Температурный кривая работы ИК печи
3.3 Особенности ИК пайки
Зонный нагрев объекта. На рис. 16 показана зависимость температуры различных элементов от времени при ИК оплавлении (температурные профили) при перемещении печатной платы через установку.
В первой зоне происходит быстрый, главным образом, радиационный подогрев с длиной волны, проникающей в материал, что позволяет провести безопасное и быстрое удаление летучих веществ. Обычно скорость нагрева в этой зоне составляет 2-7сС/с. Увеличение скорости нагрева повышает производительность операции пайки, однако при этом вследствие теплового удара могут возникнуть повреждения керамических элементов, в частности, многослойных конденсаторов.
Во второй зоне происходит выравнивание температуры сборки, что предупреждает повреждение термочувствительных элементов при оплавлении. В этой области происходит снижение температурных градиентов, возникших на первом этапе нагрева. Скорость нагрева в этой зоне весьма низка и для малых элементов может даже иметь отрицательный знак. Температура стабилизируется на уровне 160-170'С. Этот этап является одним из наиболее важных для получения качественных паяных соединений.,
В третьей зоне происходит непосредственное оплавление пасты, и создание паяного соединения.
Для этой зоны характерна высокая скорость нагрева коротковолновым ИК излучением, что позволяет минимизировать время оплавления и контролировать параметры пайки таким образом, чтобы снизить до минимума пребывание элементов при высокой температуре. Оптимальным является режим, при котором корпуса элементов имеют температуру ниже температуры оплавления. Поскольку температура элементов на предыдущей стадии была стабилизирована на уровне 160--170 С, то быстрый дополнительный нагрев на 30-45 "С не приводит к возникновению больших температурных градиентов в сборке.
Температурный профиль платы проверяют экспериментально с помощью термопар с диаметром 0,25--0,12 мм> чт0 позволяет производить измерения температуры в небольших областях яа плате без нарушения ее теплового режима. Измерение обычно проводят в трех точках - на краю (углу) платы, где перегрев максимален, в ее центре, где имеем минимальную температуру нагрева и на половине расстояния между этими точками. Температурный про филь регистрируют с помощью самописца. Измерение проводили на припое 63Sn/37Pb и 62Sn/36Pb/2Ag. Температура должна лежать в диапазоне 210 10С. Число контрольных проходов -не более 5.
Первоначально снимают тепловой портрет для массивных плат с большими размерами и регулируют параметры установки до достижения оптимальных условий оплавления. Затем проводят аналогичную работу для малогабаритных плат, причем оптимального режима добиваются увеличением скорости движения ленты конвейера, либо изменением режима одного, двух нагревателей.
В современных установках число зон нагрева достигает 7 и более, что позволяет максимально приблизиться к оптимальному режиму.
Скорость и равномерность нагрева. Любой метод быстрого нагрева изделия создает в последнем перепад температур. Величина этого перепада зависит от скорости нагрева, массы и геометрии изделия. Скорость нагрева может регулировать оператор, но при этом он не может контролировать изменения таких характеристик изделия, как размеры, форма и масса элементов, их теплопроводимость и степень черноты поверхности.
Наибольшее влияние на равномерность нагрева оказывает соотношение геометрических размеров и массы изделия, в особенности для материалов с низкой теплопроводностью. С этой точки зрения наиболее слабым местом, т. е. местом, подверженным перегреву, является край печатной платы, а не элементы с большой поглощающей способностью поверхности. Это становится ясно, если рассмотреть кубический элемент на краю платы, который тремя гранями обращен к источнику нагрева, в отличие от элемента в ее центр, у которого нагреву подвержена только одна грань.
На равномерность нагрева сборки на печатной плате оказывают также влияние ее сложность и чувствительность (восприимчивость) к нагреву. В первом случае, для определенной конструкции ФХ и перепада температур, этот параметр зависит исключительно от скорости нагрева, незначительно меняясь от способа доставки тепловой энергии кондукцией, конвекцией, излучением или конденсацией пара. Различие в неравномерности нагрева не превышает 1 - 2С, если устройство нагрева и изделие находятся в равновесии. Это означает, что до достижения этого равновесия необходимо задержать оплавление припоя, т. е. повышение температуры изделия до рабочего значения не должно быть простым, линейным. До стадии оплавления следует выронить температуру изделия с температурой системы оплавления.
Рис.17.Зависимость температуры печатной платы и компонентов при различных скоростях движения конвейера
Опасения, связанные с перегревом элементов с высокой степенью черноты поверхности корпусов, не