Wprowadzenie
Lutowanie rozpływowe jest jednym z kluczowych procesów w technologii montażu powierzchniowego (SMT). Jego główną funkcją jest podgrzewanie i stapianie komponentów montażu powierzchniowego wstępnie wklejonych na PCB (płytka drukowana) za pomocą pasty lutowniczej w celu uzyskania połączenia elektrycznego. Cały proces polega na tymczasowym zamocowaniu elementów elektronicznych na płytce drukowanej za pomocą pasty lutowniczej, podgrzaniu jej w celu stopienia lutowia i ostatecznie utworzeniu trwałego połączenia lutowniczego.
Azotowy piec rozpływowy
Środowisko spawania: Azot (N₂) jest wtryskiwany do zamkniętego środowiska w celu zmniejszenia zawartości tlenu (zwykle kontrolowanej poniżej 100 ppm) w celu utworzenia środowiska gazu obojętnego.
Jakość spawania:
- Zmniejsza utlenianie i sprawia, że powierzchnia złącza lutowniczego jest jaśniejsza i gładsza.
- Poprawia zwilżalność lutowia i redukuje defekty, takie jak zimne połączenia lutowane i mostkowanie.
- Szczególnie nadaje się do lutowania elementów o dużej gęstości i drobnej podziałce (takich jak BGA, QFN).
Koszt procesu:
- Wymagany jest sprzęt do dostarczania azotu (taki jak generator azotu lub zbiornik ciekłego azotu), co zwiększa koszty sprzętu i koszty operacyjne.
- Zużycie azotu jest duże, a długoterminowe koszty użytkowania są wysokie.
Odpowiednie scenariusze:
- Produkty elektroniczne o wysokich wymaganiach w zakresie niezawodności (takie jak elektronika samochodowa, lotnicza i sprzęt medyczny).
- Spawanie komponentów o dużej gęstości i drobnej podziałce (takich jak BGA, CSP i QFN).
- Proces lutowania bezołowiowego (lut bezołowiowy ma większą tendencję do utleniania, a środowisko azotowe może poprawić jakość lutowania).
Złożoność sprzętu:
- Sprzęt musi być uszczelniony i wyposażony w systemy wtrysku azotu i monitorowania stężenia tlenu.
- Obsługa i konserwacja są bardziej skomplikowane, wymagane są regularne kontrole dopływu azotu i stężenia tlenu.
Powietrzny piec rozpływowy
Środowisko lutownicze: Rozpływ powietrza: Lutowanie odbywa się bezpośrednio w powietrzu o normalnej zawartości tlenu (około 21%).
Jakość spawania:
- Powierzchnia złącza lutowniczego może być utleniona i ciemniejsza.
- Zwilżalność lutowia jest słaba, a wady lutownicze są podatne na występowanie.
- Nadaje się do lutowania zwykłych komponentów i płytek PCB o niskiej gęstości.
Koszt procesu:
- Nie jest wymagane dodatkowe zasilanie gazem, a koszt sprzętu i koszty operacyjne są niskie.
- Nadaje się do scenariuszy z ograniczonym budżetem lub niskimi wymaganiami dotyczącymi jakości spawania.
Odpowiednie scenariusze:
- Zwykłe konsumenckie produkty elektroniczne (takie jak urządzenia gospodarstwa domowego, zabawki i zwykłe płytki drukowane).
- Spawanie elementów o małej gęstości i dużym skoku.
- Proces lutowania ołowiowego (lut ołowiowy ma silne właściwości przeciwutleniające).
Złożoność sprzętu:
- Konstrukcja urządzenia jest prosta i nie wymaga dodatkowego systemu gazowego.
- Jest stosunkowo łatwy w obsłudze i utrzymaniu.
Podsumowanie
Główne różnice między spawaniem azotowym i powietrznym to środowisko spawania, jakość, koszt i możliwe scenariusze zastosowania. Rozpływ azotowy jest odpowiedni do spawania komponentów o wysokiej niezawodności i dużej gęstości, ale jego koszt jest wyższy; rozpływ powietrzny jest odpowiedni do ogólnych zastosowań i ma niższy koszt. Wybór metody SMT zależy od konkretnych wymagań produktu i budżetu.