Cтраница 2
В результате устраняется необходимость в непрерывном очищении припоя. Кроме того, флюс и его остатки, смываемые с деталей и обычно остающиеся сверху ванны, уносятся припоем в специальный резервуар, так что они уже не могут контактировать с последующими деталями. Другим важным фактором при волновой пайке является то обстоятельство, что припой, откачиваемый со дна резервуара, всегда имеет одну и ту же температуру, а припой, попадающий в гребень, не успевает охладиться под влиянием сквозняков или каких-либо иных посторонних воздействий. Таким образом, припой, приходящий в контакт с деталью, всегда имеет постоянную температуру, которую легко контролировать и поддерживать. Эта благоприятная комбинация свойств делает волновую пайку очень выгодной с точки зрения автоматизации и пригодной для пайки массовой продукции с высокой степенью воспроизводимости характеристик и надежности паяных соединений. Промышленностью выпускается в продажу ряд материалов, плавающих на поверхности резервуара и снижающих образование шлаков на припое, а также, в некоторых случаях, попадание шлаков в припой. [16]
Носители флюса испаряются до пайки с помощью высокотемпературных подогревателей для выпаривания жидких компонентов. В США наиболее часто применяются излучающие подогреватели. Они представляют собой опасность в связи с вероятным воспламенением излишков флюса или растворителя либо повреждением печатной платы, когда она фиксируется под подогревателем. На стороне приспособления для флюсования и подогревателя устройства волновой пайки устанавливается система локальной вытяжной вентиляции, предназначенная для улавливания и вытяжки частиц флюса и растворителей, испаряющихся во время данных операций. [17]
В результате устраняется необходимость в непрерывном очищении припоя. Кроме того, флюс и его остатки, смываемые с деталей и обычно остающиеся сверху ванны, уносятся припоем в специальный резервуар, так что они уже не могут контактировать с последующими деталями. Другим важным фактором при волновой пайке является то обстоятельство, что припой, откачиваемый со дна резервуара, всегда имеет одну и ту же температуру, а припой, попадающий в гребень, не успевает охладиться под влиянием сквозняков или каких-либо иных посторонних воздействий. Таким образом, припой, приходящий в контакт с деталью, всегда имеет постоянную температуру, которую легко контролировать и поддерживать. Эта благоприятная комбинация свойств делает волновую пайку очень выгодной с точки зрения автоматизации и пригодной для пайки массовой продукции с высокой степенью воспроизводимости характеристик и надежности паяных соединений. Промышленностью выпускается в продажу ряд материалов, плавающих на поверхности резервуара и снижающих образование шлаков на припое, а также, в некоторых случаях, попадание шлаков в припой. [18]
Во время пайки дверцы доступа закрыты, и внутренняя часть устройства пайки волной находится под отрицательным давлением благодаря локальной вытяжной вентиляции на сторонах тигля припоя и флюса. Благодаря этой вентиляции и рабочей температуре в тигле для припоя ( обычно в диапазоне от 302 до 316 С, что чуть выше температуры плавления припоя) происходит минимальное образование испарений свинца. Основное вредное воздействие частиц свинца и олова происходит во время очистки от шлака и при техобслуживании: при перемешивании шлака в тигле, переносе его в резервуар для переработки и удалении остатков припоя. При удалении шлака образуются высокодисперсные частицы свинца и олова. Они могут проникать в воздух рабочего помещения и зону дыхания оператора волновой пайки. Разработаны различные методы технического контроля для минимизации попадания мельчайших частиц свинца в воздух рабочей зоны, в том числе: встраивание системы локальной вытяжной вентиляции в резервуар для переработки ( см. рис. 83.8), применение вакуумных устройств НЕРА для удаления остатков и гибких вытяжных труб с шарнирными рычагами для вентиляции около горячего тигля при очистке от шлака. Применение щеток и веников для выметания остатков припоя запрещается. Необходимо также строго соблюдать правила личной гигиены в производственном помещении. [19]
Для успешной пайки нужно, чтобы конструкция тигля припоя и системы насосной рециркуляции непрерывно обеспечивали необходимую волну свежего припоя на уровне платы. При пайке чистый припой загрязняется окисленными компонентами свинца и олова, металлическими примесями и продуктами разложения флюса. Шлак образуется на поверхности расплавленного припоя, и чем его больше, тем больше тенденция его дополнительного образования. Шлак вреден для процесса пайки и волны припоя. Если в тигле образуется достаточно шлака, он может попадать в рециркуляционный насос и вызывать абразивный износ импеллера. Необходимо, чтобы операторы волновой пайки освобождали волну припоя от шлака на повседневной основе. Данный процесс включает фильтрацию оператором затвердевшего шлака из расплавленного припоя и сбор остатков для восстановления / вторичной переработки. Процесс освобождения от шлака заключается в том, что оператор открывает заднюю дверцу доступа, примыкающую к тиглю припоя, и вручную вычерпывает горячий шлак. Во время этой операции из тигля высвобождаются видимые эмиссии, которые являются сильными раздражителями для глаз, носа и горла оператора. [20]
Соблюдая эти условия, необходимо особое внимание уделять хранению задела плат до монтажа на них радиоэлементов. Для предупреждения окисления поверхности токонесущих N линий платы подвергают консервации, особенно схемы, изготовленные химикогальваническим способом. Очень экономична консервация плат нанесением на них парафино-стеаринового флюса. Это обеспечивает удовлетворительную пайку без дополнительного флюсования плат перед погружением в припой. При консервации плат особенно важно защитить места будущих паек. В настоящее время в промышленности создана установка для избирательного флюсования, что дает положительные результаты в сочетании с избирательной или волновой пайкой. [21]
Соблюдая эти условия, необходимо особое внимание уделять хранению задела плат до монтажа на них радиоэлементов. Для предупреждения окисления поверхности токонесущих линий платы подвергают консервации, особенно схемы, изготовленные хи-микогальваническим способом. Очень экономична консервация плат нанесением на них парафино-стеаринового флюса. Это обеспечивает удовлетворительную пайку без дополнительного флюсования плат первд погружением в припой. При консервации плат особенно важно защитить места будущих паек. В настоящее время в промышленности создана установка для избирательного флюсования, что дает положительные результаты в сочетании с избирательной или волновой пайкой. [22]
Масло в таком случае служит, по-видимому, экраном между припоем и атмосферой, предотвращая окисление жидкого металла. Окислы, как известно, приводят к образованию более толстого спая и препятствуют стеканию припоя с поверхности деталей, когда их выводят из гребня. Приставка дает равномерное, с однородной дисперсностью распыление масла по всему гребню припоя. Количество впрыскиваемого масла легко регулировать. Масло вводится у корней турбинных лопаток, где скорость припоя имеет наибольшую величину, и впрыск масла осуществляется при одновременном его распылении, так что мелкие капельки масла покрывают всю поверхность гребня припоя. В этом аппарате масло, в которое попадают остатки флюса, не циркулирует в системе. В тех случаях, когда масло, применяемое при волновой пайке, или материалы, покрывающие расплав припоя в резервуаре, приходят в контакт с паяемым узлом, последний после пайки необходимо тщательно промыть. [23]
Эти флюсы по своей активности похожи на слабоактивные смолы. Содержание твердых веществ является мерой вязкости и равняется отношению флюса к растворителю. Чем выше содержание твердых веществ, тем активнее флюс и тем более вероятна необходимость очистки после пайки. В электронной промышленности обычно применяются флюсы с низким содержанием твердых веществ ( LSF), как правило, не требующие дополнительной очистки. С точки зрения выбросов в атмосферу флюсы с низким содержанием твердых веществ не требуют парового обезжиривания фторуглеродами плат, пропаянных методом пайки волной. Уровень эмиссии в воздух летучих органических соединений строго контролируется в США и многих других странах. Эта проблема была решена с помощью разработки флюсов, не требующих очистки на водной основе ( а не на растворителях), содержащих аналогичные активаторы и смолы. Главные активные компоненты таких флюсов основаны на бикарбоно-вых кислотах ( от 2 до 3 %), как правило, это янтарная и жирная кислоты. Эти флюсы фактически исключают выброс летучих органических соединений и другие опасности для окружающей среды, здоровья и безопасности, характерные для флюсов, основанных на растворителях. Продукты разложения, отмеченные для флюсов со смоляной основой, и здесь имеют место, а невысокая рН требует, чтобы оборудование для работы с флюсами было кислотостойким. Некоторые неопубликованные данные указывают на вероятность возникновения кожных или респираторных заболеваний от высохших, слабокислых бикарбоно-вых кислот и замедлителей коррозии, остатки которых могут образоваться на контейнерах для плат и на внутренней поверхности оборудования для волновой пайки с применением этих компонентов. Кроме того, водный компонент флюсов может не испариться перед попаданием в емкость с расплавленным припоем и привести к разбрызгиванию горячего припоя. [24]