2.5. Струйный метод пайки печатных плат

Наряду с пайкой погружением широко используется, струйный метод пайки печатных плат.

Его сущность заключается в том, что подлежащая пайке плата с постоянной скоростью перемещается по гребню струи расплавленного припоя, которая образуется над зеркалом ванны в результате принудительной подачи припоя через специальное сопловое устройство.

Зеркало припоя на гребне волны всегда свободно от окисных плёнок, которые фактически не успевают образовываться. Этому способствует и то, что подача в сопло происходит не с поверхности, а из глубины ванны.

Уровень припоя в ванне не оказывает влияния на процесс пайки, а непрерывное перемещение припоя на гребне волны создаёт лучшие условия для свободного выделения газообразных продуктов распада флюса.

В отличие от пайки погружением струйный метод имеет ряд преимуществ, которые открывают принципиально новые возможности для решения задач механизации и автоматизации процесса.

Прежде всего, гребень волны припоя, а равно и флюса, значительно возвышается над краями ванны, в результате чего траектория движения платы не меняется и всё время остаётся прямолинейной, что существенно упрощает конструкцию механизмов установки.

Зеркало припоя на гребне волны всегда свободно от окисных плёнок, которые не успевают образовываться. Этому также способствует то, что подача припоя в сопло происходит не из поверхности, а из глубины ванны.

При струйном методе пайки габариты плат не связаны с площадью зеркала припоя, поэтому в одной и той же ванне при наличие сменных сопел можно выполнять пайку плат различных размеров.

Однако наряду с перечисленными преимуществами струйный метод имеет свои недостатки:

— непрерывная циркуляция оловянно-свинцового припоя через сопловое устройство приводит к существенным качественным изменениям в самом припое;

— по мере падения струя припоя захватывает окисные плёнки с зеркала ванны и замешивает их в основную массу припоя, результатом этого является большая скорость окисления припоя.

2.6. Пайка с электроконтактным нагревом

Процесс пайки с электроконтактным нагревом состоит в том что, что электрический ток низкого напряжения (4…12) В, но сравнительно большой силы (2000…3000) А, пропускают через графитовые электроды и за короткое время нагревают их до высокой температуры. Нагрев деталей, соединяемых пайкой, осуществляется за счёт теплопроводности от нагретых графитовых электродов и тепла выделяемого в деталях при прохождении через них тока. Различают прямой и косвенный электроконтактный нагрев.

В первом случае ток течёт лишь по электроду, а детали нагреваются только за счёт теплопроводности. Во втором случае нагреваемые детали непосредственно включены в электрическую цепь и по ним протекает ток, детали нагреваются как за счёт теплопроводности, так и за счёт джоулевой теплоты.

Расход электроэнергии и время прямого нагрева примерно в два раза меньше чем в случае косвенного нагрева.

Преимуществами пайки с электроконтактным нагревом является:

— отсутствие слепящего пламени с дутьём;

— простота и компактность оборудования;

— отсутствие высоких напряжений и высокий к.п.д. установок, так как электрическая энергия расходится только в момент пайки;

— данный метод пайки является незаменимым при пайке теплостойких изделий припоями с температурой плавления выше 350 С, где нельзя использовать нагрев обычным электропаяльником;

Выводы по разделу 2

В настоящее время пайка занимает ведущую роль в приборостроение, электро- и радиотехнике, авиационной и судостроительной промышленности. В последние годы условия разработки технологии пайки при подготовке производства существенно усложнились. Причины этого — в быстром расширении номенклатуры паяемых изделий, дальнейшем усложнении их конструкционных особенностей, повышении и расширении требований к эксплуатационным характеристикам, увеличении разнообразия используемых в паяных изделиях сплавов, а также в необходимости существенного ускорения подготовки производства и перехода к гибким производственным системам (ГПС).

Технология пайки изделий все шире базируется на успехах ряда смежных фундаментальных и технических наук — химии, физической химии (особенно такого ее раздела, как термодинамика), физики металлургии, теории прочности, металловедения, что стимулирует исследование процессов пайки и расширяет ее технологические возможности в производстве. Результаты всех этих исследований облегчают оптимизацию проектирования технологии пайки.

Кроме чисто технологического аспекта проблемы проектирования технологии пайки, необходимо учитывать аспекты технико-экономические, связанные с учетом стоимости и дефицитности применяемых материалов для пайки (припоев, флюсов, газовых сред и др.), норм их расхода, стоимости и производительности оборудования, средств автоматизации, механизации и роботизации, а также экологические аспекты, связанные с необходимостью сохранения окружающей среды в связи с токсичностью многих компонентов припоев, газовых сред, флюсов.

Проектирование технологии и технологических процессов до недавнего времени производилось только эвристическими методами. Вместе с тем быстрый рост информации в области теории, технологии и оборудования пайки, затрудняющий ее быструю переработку, приводит к использованию неполных данных и существенно зависит от эрудиции технолога. При этом многие достижения в области паяльного производства остаются неучтенными, выбранная технология — неоптимальной, а процесс разработки — длительным.

Вследствие быстрого роста объемов информации возможности ее переработки, накопления и использования при выборе технологии пайки изделий стали превосходить возможности не только одного человека, но и достаточно широкого круга технологов, работающих над изделием. Поэтому возникла необходимость использования для этой цели памяти ЭВМ. Это тем более необходимо, что при разработке технологии в процессе подготовки производства приходится сталкиваться с множеством альтернативных решений, что без использования ЭВМ затрудняет оптимизацию технологии и технологических процессов. Эта проблема достаточно сложна.