Печь оплавления: сколько нужно зон и как снимают температурный профиль

Что происходит внутри печи

Плата с установленными компонентами проезжает через печь, и паста превращается в припой.

Нагрев ведут горячим воздухом, который зона за зоной поднимает температуру платы по заданному графику.

График этот и называют температурным профилем, и он свой у каждого изделия.

Печь не «нагревает до нужной температуры», а ведёт плату по кривой с заданными скоростями.

Скорость нарастания важна не меньше самих температур: резкий нагрев рвёт компоненты и сушит флюс раньше времени.

Четыре участка профиля

Первый участок — предварительный нагрев, на нём плата плавно доходит примерно до полутора сотен градусов.

Второй — выдержка, когда флюс активируется и снимает окислы с площадок и выводов.

Третий — собственно оплавление, короткий пик выше температуры плавления припоя.

Четвёртый — охлаждение, и оно тоже нормируется: слишком быстрое даёт хрупкое зерно припоя.

Время выше точки плавления считают отдельно, оно обычно укладывается в несколько десятков секунд.

Сколько зон действительно нужно

Число зон определяет, насколько точно можно выдержать переходы между участками профиля.

Четыре-шесть зон хватает для простых плат с однородными по массе компонентами.

Двенадцать зон нужны, когда на одной плате соседствуют мелкие резисторы и массивные разъёмы.

Шестнадцать зон берут для потоковых линий, где скорость конвейера высокая, а профиль всё равно надо выдержать.

Лишние зоны не вредят, но они увеличивают длину машины и расход электроэнергии.

Транспортёр: сетка, лента, рельсы

Сетчатый транспортёр универсален и годится для большинства плат с технологическими полями.

Ленточный нужен мелким платам и изделиям без полей, которые на сетке проваливаются.

Рельсовый конвейер держит плату за края и не касается нижней стороны — это важно для двусторонних плат.

Комбинированное исполнение с сеткой и лентой позволяет не покупать вторую печь ради мелочи.

Ширина конвейера ограничивает максимальный размер платы, и это проверяют до заказа, а не после.

Как снимают профиль

Профиль снимают термопарами, приклеенными к реальной плате в нескольких точках.

Точки выбирают разные по массе: мелкий компонент, крупный корпус и открытая площадка.

Регистратор проезжает через печь вместе с платой и записывает температуру по времени.

Полученную кривую сравнивают с окном, которое задал изготовитель пасты, а не с соседним изделием.

Профиль переснимают при смене пасты, при смене конструкции платы и после ремонта печи.

Дефекты, которые указывают на нагрев

Холодная пайка с матовой неровной поверхностью означает недостаточный пик или слишком короткую выдержку.

Шарики припоя вокруг компонента чаще говорят о слишком быстром нагреве на первом участке.

Поднятый одним концом чип-компонент — классический признак неравномерного прогрева платы поперёк.

Потемневшая плата и хрупкие выводы указывают на перегрев в зоне пика.

Трещины в припое после охлаждения — это слишком быстрый выход из зоны оплавления.