Селективна пайка: вибір флюсу (Частина 1)

08.02.2024 |

Більшість компонентів можна спаяти за допомогою селективної пайки без особливих труднощів, але деякі компоненти вимагають особливої ​​уваги, для забезпечення найякіснішої збірки.

Вступ

За останні роки процес селективної пайки став стандартом в електронній промисловості, дозволяючи збирати різні типи компонентів із монтажем у наскрізний отвір у незліченній кількості застосувань. Більшість з них можна спаяти за допомогою селективної пайки без особливих труднощів, але деякі вимагають особливої ​​уваги, щоб забезпечити найякіснішу збірку.

Деякі компоненти з високою теплоємністю висувають особливі вимоги в процесі селективного паяння, тоді як використання спеціалізованих фіксаторів або піддонів для пайки створює додаткову потребу в кількості тепла, що подається на етапі попереднього нагріву.

У свою чергу, компоненти та з’єднувачі з малим кроком при пайці через отвір висувають окремий набір вимог до процесу. Щоб мінімізувати утворення перемичок між сусідніми контактами, вони зазвичай вимагають особливої ​​уваги під час етапу нанесення припою та швидкості переміщення.

Такі компоненти, як DIMM (dual in-line memory module, дворядний модуль пам’яті), cPCI (compact peripherial component interface, компактний інтерфейс периферійних компонентів), коаксіальні роз’єми або інші компоненти з високою теплоємністю, а також точні мікророз’єми створюють значні проблеми під час пайки їх до основної або багатошарової плати. Крім того, компактні роз’єми, що з’єднують периферійні елементи, можуть мати низьку здатність до пайки через штирі з мідного сплаву з домішками берилію.

Вибір флюсу

Доступний широкий вибір флюсів для селективної пайки: флюси на спиртовій та водній основі, на основі смоли, флюси з низьким рН і високим вмістом частинок. Вибір конкретного флюсу завжди залежить від конкретного застосування і має вирішальне значення для цілісності отриманих паяних з’єднань.

Вибір повинен ґрунтуватися на характеристиках здатності до пайки металевих поверхонь, які з’єднуються. Матеріали, які легко паяються, такі як сплави платини й золота, мідь, сплави олова й срібла та сплави паладію й срібла, зазвичай можна з’єднати за допомогою флюсу, що не очищається, або не потребує активації флюсів із смолою або лише з помірною активацією. Недорогоцінні метали з гіршими властивостями пайки, такі як берилій-мідні сплави, потребують використання активованих флюсів, водорозчинних органічних або неорганічних флюсів. В останньому випадку зазвичай потрібна промивка плат після пайки.

Таблиця 1: Здатність до пайки окремих металів і вибір флюсу (за матеріалами фірми Kester)

Як відомо, використання флюсу необхідно для очищення та захисту спаяних поверхонь до їх контакту з розчиненим припоєм, нанесеним за допомогою насадки. У зв’язку з тим, що завданням рідкого флюсу є підвищення енергетичного рівня та змочуваності поверхонь, що спаюються, забезпечення тепловою енергією є неодмінним елементом процесу, завданням якого є осушення флюсу та активація його твердих частинок. Сплави з високою температурою плавлення вимагають використання інтенсивного флюсу, здатного витримувати підвищену кількість тепла, що підводиться на етапі попереднього нагріву.

Оскільки на діапазон появи флюсу після розпилення впливають такі фактори, як поверхневий натяг і температура друкованої плати, відбувається міграція флюсу. Флюси на спиртовій основі мають нижчий поверхневий натяг, ніж флюси на водній основі, які також швидше розтікаються та повільніше висихають.

Малюнок 1: Ефект міграції флюсу (ліворуч) і розмиті краплі флюсу (так звані сателіти) після розпилення.

Краплинне нанесення створює набагато більш компактний малюнок порівняно з аерозольним нанесенням, з мінімальною деформацією крапель флюсу. Але виникнення так званих сателітів флюсу (мал. 1) все ж таки можливе, оскільки вони не матимуть контакту з рідким припоєм і залишатимуться на платі, будучи потенційною причиною електроміграції, особливо у випадках, коли плата працюватиме в умовах високої вологості.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl