ПЕЧАТНАЯ PCB - Что такое пайка печатных плат?

Пайка печатных плат - это метод соединения компонентов на печатной плате (PCB) с помощью металла, температура плавления которого ниже, чем у других металлов. Это основной метод крепления электрических компонентов к печатным платам (PCBS), который необходим для того, чтобы печатная плата функционировала должным образом. Существует несколько типов припоев, но для удобства их часто комбинируют, чтобы они имели более низкую температуру плавления. Наиболее распространенной комбинацией является сплав свинца или олова в сочетании с латунью или серебром. Затем паяльник расплавляет металл, позволяя ему выполнять роль клея для соединения деталей.

пайка печатных плат

Те, кто хочет научиться паять печатные платы, должны знать, что детали соединяются в единое целое только после того, как припой остынет и затвердеет; раньше этого не происходит. Для предотвращения нежелательного окисления в этом процессе также используется кислотное вещество, называемое флюсом. Несмотря на то, что они, как правило, менее эффективны, в настоящее время для пайки доступны несколько альтернативных материалов, не содержащих свинца, таких как медь, латунь или серебро, по соображениям безопасности и защиты окружающей среды, а также для снижения расхода свинца.

Распространенные методы пайки печатных плат

Ручная пайка

В основном это используется для создания прототипов, мелкосерийного производства или ремонта. Ручная пайка паяльником требует высокой квалификации оператора и подходит для пайки сложных или специализированных компонентов.

Ручная пайка

Технологический процесс:

1. Подготовка инструмента: Подготовьте паяльник, проволоку для припоя и флюс, убедившись, что область пайки чистая.

2. Нагрев паяного соединения: Используйте предварительно нагретый паяльник для нагрева выводов и площадки компонента.

3. Нанесение припоя: Приложите проволоку для припоя к паяльному соединению, расплавьте припой и смочите прокладку и вывод.

4. Удаление припоя и утюга: После равномерного нанесения припоя последовательно извлеките проволоку для припоя и паяльник, чтобы сформировать хорошее паяное соединение.

5. Очистка от остатков: При наличии остатков флюса очистите паяное соединение с помощью чистящего средства.

Пайка оплавлением

Для компонентов для поверхностного монтажа (SMD). Сначала паяльная паста наносится на контактные площадки, затем происходит установка компонентов. Наконец, печь для оплавления нагревается, поддерживает постоянную температуру и охлаждается, расплавляя и затвердевая паяльную пасту. Это обеспечивает высокую точность пайки, что делает его подходящим для прецизионных электронных изделий, таких как мобильные телефоны и компьютеры.

Технологический процесс:

1. Печать паяльной пастой: Паяльная паста (содержащая порошок припоя и флюс) наносится на печатные платы с помощью трафарета.

2. Основное оборудование: Полностью автоматический принтер + SPI (тестер паяльной пасты).

3. Размещение компонентов: SMD-машина подбирает SMD-компоненты (резисторы, конденсаторы, микросхемы и т.д.) и точно размещает их на паяльной пасте. 4. Процесс оплавления (основная стадия): Печатная плата проходит через многозонную печь для оплавления, где поддерживается точный температурный режим:

5. Зона предварительного нагрева: Медленно повышайте температуру от комнатной до 150°C для испарения растворителя и предотвращения теплового удара.

6. Зона выдержки: температура 150-190°C активирует флюс, удаляет оксиды и поддерживает равномерную температуру печатной платы.

7. Зона оплавления: Максимальная температура 217-250°C позволяет припою полностью расплавиться, намочить контактную площадку и контакты компонентов и сформировать металлургическое соединение (продолжительностью 30-60 секунд). Зона охлаждения: Быстро охлаждается до температуры <100°c для ="" затвердевания="" формирования ="" блестящего="" припоя="" соединений="" скорость охлаждения="">3°C в секунду). После того, как одна сторона готова, процесс повторяется для предыдущей стороны.

8. Охлаждение и проверка: Принудительное воздушное охлаждение обеспечивает затвердевание паяных соединений. Для проверки качества паяных соединений (на наличие мостиков, холодных паяных соединений и смещения) используется AOI/рентгеновский контроль. 

Примечание: Пайка оплавлением и SMT (технология поверхностного монтажа) тесно переплетены в производстве электроники. Пайка оплавлением является ключевым технологическим этапом в достижении SMT, в то время как SMT является технической основой для пайки оплавлением.

пайка печатных плат

Пайка волной

Пайка волной - это процесс пайки для присоединения проводов или соединительных компонентов к печатной плате, который выполняется вручную или с помощью загрузочно-разгрузочной машины, в зависимости от способа сборки. Сначала вся сторона модуля, на которой выполняется пайка, смачивается флюсом, а затем предварительно нагревается. Наконец, паяльная паста наносится на увлажненную поверхность, образуя одиночные или двойные пики припоя. После пайки весь модуль охлаждается, чтобы снизить тепловую нагрузку на печатную плату. Пайка волной является стандартным методом пайки компонентов со сквозными отверстиями (THT), которые подвергаются значительным механическим нагрузкам.

Технологический процесс:

1. Установка компонентов: Выводы компонентов со сквозными отверстиями (таких как резисторы, конденсаторы и разъемы) точно вставляются в заранее определенные отверстия на печатной плате либо вручную, либо с помощью автоматизированного оборудования для установки. 2. Нанесение флюса: Используйте распылитель, пену или кисточку, чтобы равномерно покрыть флюсом нижнюю часть печатной платы. Это улучшает смачиваемость, удаляет оксидные слои и повышает надежность пайки.

3. Предварительный нагрев: Печатная плата попадает в зону предварительного нагрева и нагревается примерно до температуры от 80°C до 130°C в течение 1-3 минут. Этот этап способствует испарению растворителя, содержащегося в флюсе, активирует функцию пайки и смягчает последующий тепловой удар, снижая риск деформации печатной платы.

4. Пайка волной (основной этап): Печатная плата проходит через волну расплавленного припоя (обычно при температуре от 250°C до 265°C) под заданным углом (обычно от 5° до 7°), обеспечивая быструю пайку между контактами компонентов и контактными площадками печатной платы.

5. Охлаждение и отверждение: После пайки печатная плата быстро охлаждается естественным охлаждением или принудительным воздушным охлаждением для затвердевания паяных соединений и формирования прочного металлического соединения. 

Примечание: Пайка волной обычно требует использования специальных приспособлений (таких как держатели или зажимы) для обеспечения фиксации компонентов и углов пайки, что улучшает качество пайки и выход продукта.

пайка печатных плат

Печатная плата (PCB) служит базовой платформой для современных электронных изделий, на которую возлагается ответственность за монтаж электронных компонентов и обеспечение электрических соединений. В процессе производства электроники пайка устраняет разрыв между компонентами и печатной платой, а ее качество напрямую влияет на производительность, стабильность и срок службы изделия. Поэтому понимание принципов, методов и мер предосторожности при пайке печатных плат имеет решающее значение для практиков и тех, кто работает на производстве электроники.

Это краткое введение в пайку печатных плат. Мы надеемся, что оно окажется для вас полезным, и будем рады вашим отзывам.