Uvod
Spajkanje s topljenjem je eden ključnih postopkov v proizvodnji tehnologije površinske montaže (SMT). Njegova glavna naloga je segrevanje in taljenje komponent za površinsko vgradnjo, ki so predhodno prilepljene na tiskano vezje (PCB), s pomočjo spajkalne paste, da se doseže električna povezava. Celoten postopek vključuje začasno pritrditev elektronskih komponent na tiskano vezje s pomočjo spajkalne paste, segrevanje, da se spajka stopi, in končno oblikovanje trajne spajkane povezave.
Dušikova peč za prepihovanje
Varilno okolje: Dušik (N₂) se vbrizga v zaprto okolje, da se zmanjša vsebnost kisika (običajno se nadzoruje pod 100 ppm) in ustvari okolje inertnega plina.
Kakovost varjenja:
- Zmanjšajte oksidacijo, površina spajkane spoje pa postane svetlejša in bolj gladka.
- Izboljšajte navlaženost spajkanja in zmanjšajte napake, kot so hladni spajkani spoji in premostitve.
- Posebej primerno za spajkanje komponent z visoko gostoto in majhnim korakom (kot so BGA, QFN).
Stroški postopka:
- Potrebna je oprema za oskrbo z dušikom (na primer generator dušika ali rezervoar za tekoči dušik), kar poveča stroške opreme in obratovalne stroške.
- Poraba dušika je velika, stroški dolgoročne uporabe pa visoki.
Veljavni scenariji:
- Elektronski izdelki z visokimi zahtevami glede zanesljivosti (kot so avtomobilska elektronika, letalska in vesoljska ter medicinska oprema).
- Varjenje komponent z visoko gostoto in majhnim razmikom (kot so BGA, CSP in QFN).
- Postopek spajkanja brez svinca (spajka brez svinca je bolj nagnjena k oksidaciji, dušikovo okolje pa lahko izboljša kakovost spajkanja).
Zahtevnost opreme:
- Oprema mora biti zapečatena in opremljena s sistemi za vbrizgavanje dušika in spremljanje koncentracije kisika.
- Delovanje in vzdrževanje sta bolj zapletena, zato je treba redno preverjati dovod dušika in koncentracijo kisika.
Peč za pretopitev zraka
Okolje za spajkanje: Zračno prepihovanje: Spajkanje poteka neposredno na zraku z normalno vsebnostjo kisika (približno 21%).
Kakovost varjenja:
- Površina spajkalnega spoja je lahko oksidirana in temnejše barve.
- Spajkalna omočljivost je slaba in lahko pride do napak pri spajkanju.
- Primerno za spajkanje običajnih komponent in tiskanih vezij z nizko gostoto.
Stroški postopka:
- Dodatna oskrba s plinom ni potrebna, stroški opreme in obratovanja pa so nizki.
- Primerno za scenarije z omejenim proračunom ali nizkimi zahtevami glede kakovosti varjenja.
Veljavni scenariji:
- Običajni izdelki zabavne elektronike (kot so gospodinjski aparati, igrače in običajne tiskane plošče).
- Varjenje sestavnih delov z majhno gostoto in velikim korakom.
- Postopek spajkanja s svincem (svinčeva spajka ima močno antioksidativno sposobnost).
Zahtevnost opreme:
- Struktura opreme je preprosta in ne zahteva dodatnega plinskega sistema.
- Je razmeroma enostaven za upravljanje in vzdrževanje.
Povzetek
Glavne razlike med dušikovim in zračnim preperevanjem so varilno okolje, kakovost, stroški in uporabni scenariji. Dušikovo prepihovanje je primerno za varjenje komponent z visoko zanesljivostjo in visoko gostoto, vendar so stroški višji; zračno prepihovanje je primerno za splošne aplikacije in je cenejše. Katero metodo SMT izbrati, je odvisno od specifičnih zahtev izdelka in proračuna.