Что такое паяльная ванна?

Что такое паяльная ванна?

Паяльная ванна — это контейнер, который содержит или заполнен расплавленным припоем и оснащен нагревателем для поддержания припоя в расплавленном состоянии.

В зависимости от формы и количества паяемого объекта, паяльные ванночки различаются по размеру от настольных для использования в лабораториях до больших установок для использования на производственных линиях.

Существует два типа паяльных ванн: стационарные, в которых припой остается неподвижным внутри ванны, и струйные паяльные ванны, в которых внутри ванны есть сопло, и припой вытекает струями.

Применение паяльной ванны

Паяльные ванны хорошо подходят для таких задач, как пайка выводов и монтаж компонентов на печатных платах. Хотя пайка может выполняться вручную, паяльные ванны полезны для эффективной пайки больших объемов простых, устойчивых объектов и достижения стабильных результатов.

Принцип паяльной ванны

Припойные ванны состоят из контейнера для хранения расплавленного припоя и нагревателя для поддержания припоя в расплавленном состоянии. Их базовая конструкция проста, но большинство припойных ванн, используемых в производственных условиях, оснащены конвейером, который может точно контролировать температуру припоя и транспортировать в него предметы.

Расплавленный припой в припойной ванне окисляется при длительном воздействии воздуха. Оксиды ухудшают смачиваемость между припоем и основным металлом, подлежащим пайке, что является основной причиной дефектов пайки.

Важно всегда подавать расплавленный припой, который не окисляется, чтобы достичь хороших результатов. Вот почему часто предпочитают струйные припойные ванны, в которых сопло выбрасывает расплавленный, неокисленный припой изнутри припойной ванны в контакт с основным металлом.

Хотя меры по удалению оксидов необходимы как для стационарных, так и для струйных паяльных ванн, при использовании последних оксиды образуются с меньшей вероятностью, поскольку припой всегда течет, что снижает объем работы, необходимой для удаления оксидов.

1. Пайка с использованием стационарной паяльной ванны

Расплавленный припой помещается в паяльную ванну, и компонент, который нужно припаять, погружается в расплавленный припой. Пайка завершается, когда компонент вытаскивается.

2. Пайка с использованием струйной паяльной ванны

Струйные паяльные ванны оснащены соплом, которое используется для распыления расплавленного припоя на компонент.

Этот метод получил широкое распространение в сфере производства печатных плат. Примером распространенного автоматизированного процесса является процесс, когда чип встраивается в печатную плату и транспортируется в паяльную ванну конвейером, где струи расплавленного припоя устанавливают его на место.

Другая информация о припое

1. Типы припоя

При использовании припоя для обеспечения чистого процесса пайки используется флюс.

Флюс — это жидкость, содержащая хлорид аммония или хлорид цинка. Он используется для удаления загрязнений с печатной платы и очистки поверхности платы, чтобы ее можно было паять чисто. Он также используется для предотвращения окисления медной проводки на поверхности платы.

Канифоль — это компонент сосновой смолы, который действует как флюс. Его часто включают в припой, называемый припоем с канифольным сердечником.

2. Материал припоя

Припой — это сплав, состоящий в основном из свинца и олова. Припой в основном используется для создания металлических связей между различными электронными компонентами и разъемами, установленными на печатных платах, которые представляют собой электронные схемы, и проводкой на печатных платах для обеспечения проводимости компонентов и разъемов. Другое распространенное применение — облегчение металлического соединения между трубами.

История припоя восходит к примерно 3000 году до нашей эры в Месопотамии. Серебряно-медный или оловянно-серебряный припой использовался для крепления серебряных ручек к медным сосудам. Позже, во времена Греции и Рима, оловянно-свинцовый припой, который сейчас является основным припоем, использовался для соединения водопроводных труб.

Позже токсичность свинца стала очевидной, и ЕС стал первой страной в мире, которая регулировала использование оловянно-свинцового припоя посредством Директивы RoHS 2006 года. Сегодня производители припоев и электроники по всему миру берут на себя инициативу в разработке бессвинцовых припоев, которые теперь широко используются. В настоящее время основными припойными сплавами являются олово-серебро-медь, олово-медь-никель и олово-цинк-алюминий, ни один из которых не содержит свинца.

3. Температура припоя

Температура припоя варьируется в зависимости от раствора, но температура плавления свинцовосодержащего припоя составляет 183 °C, а бессвинцового припоя — около 210 °C. Бессвинцовый припой имеет более высокую температуру плавления, что затрудняет его расплавление и растекание.

Однако в настоящее время разработаны продукты, сопоставимые с обычным типом оловянно-свинцового припоя, а температуры плавления сплавов олова, серебра и меди (Sn 96,5%, Ag 3%, Cu 0,5%) и олова, меди и никеля (Sn 99%, Cu 0,7%, Ni и другие добавки), которые являются одними из наиболее распространенных бессвинцовых припоев, составляют 217–227 °C.