Co je pájení na povrch?

Pájení povrchovou montáží je proces pájení elektronických součástek nanesením tavidla na povrch součástek. Mezi typické pájecí součástky patří rezistory, kondenzátory, diody a induktory, které mají dvě svorky. Naproti tomu integrované obvody mají více než dvě nožičky a mají jednu podložku na nožičku. Při pájení integrovaných obvodů by měly být nožičky lehce pocínovány, nejlépe rohová podložka.

Pájení na povrch

Při pájení součástek pro povrchovou montáž je třeba dbát na správné zarovnání součástek. Například vývody na mikrokontroléru TQFP jsou velmi malé a vyžadují přesné umístění. Pokud chcete zajistit správné pájení, měli byste nejprve přebytečné vývody odříznout.

Pájení na povrch vyžaduje speciální dovednosti a vybavení. Na rozdíl od běžného pájení vyžaduje pečlivou kontrolu množství použitého tepla. Nedoporučuje se pro velké součástky a vysokonapěťové součástky. Z těchto důvodů vyžadují některé desky plošných spojů, které používají velké součástky, kombinaci technik povrchové montáže a pájení skrz otvory. Pájení povrchovou montáží navíc vytváří slabší spoje než pájení průchozími otvory, což není vždy vhodné pro součástky, na které působí velká síla.

Přestože pájení na povrch může vést k levnějším deskám plošných spojů, je s tímto procesem spojeno mnoho problémů. Například špatný spoj může zničit celou desku. Abyste se těmto problémům vyhnuli, je lepší se při pájení nespěchat. Dobrou techniku pájení si osvojíte až časem.

Flux

Typ tavidla používaného při pájení na povrch je velmi důležitý, protože výrazně ovlivňuje konečný výsledek. Tavidlo pomáhá odstraňovat oxidy ze spojů a pomáhá při rozvodu tepla. Je obsaženo v pájecím drátu s tavidlem, které vytéká při kontaktu s horkým spojem. Tím se zabrání další oxidaci kovu. Tavidlo se nanáší jedním ze tří způsobů: štětcem, jehlou nebo plstěným perem.

Tavidlo může nesplňovat požadavky na pájení, pokud není před pájením řádně vyčištěno. Nečistoty v tavidle mohou zabránit přilnutí pájky k součástkám, což může mít za následek nevlhký pájecí spoj. Během procesu pájení by se pájecí pasta měla znovu zahřát na teplotu mezi 300 a 350 stupni Celsia. Poté by měla být teplota upravena na přibližně 425degF a pájka se roztaví.

Pájení přetavením

Pájení přetavením je proces pájení na povrch, při kterém pájecí pasta teče na plošky desky s plošnými spoji bez přehřátí. Tento proces je velmi spolehlivý a je ideální pro pájení součástek pro povrchovou montáž s vývody s velkou roztečí. Před roztavením pájecí pasty musí být deska plošných spojů a elektrické prvky řádně zajištěny.

Proces pájení přetavením má čtyři základní fáze. Těmito fázemi jsou předehřev, tepelné namáčení, přetavení a chlazení. Tyto kroky jsou rozhodující pro vytvoření kvalitního pájecího spoje. Kromě toho musí být teplo aplikováno kontrolovaně, aby nedošlo k poškození součástek a desky plošných spojů. Pokud je teplota příliš vysoká, může dojít k prasknutí součástek a vzniku pájecích kuliček.

Zařízení pro pájení přetavením

Pájení povrchovou montáží je proces spojování dvou předmětů jejich zahřátím. Od svařování se liší tím, že je při něm třeba pečlivě sledovat množství použitého tepla. Na rozdíl od svařování se pájení povrchovou montáží provádí na povrchu desky, nikoliv přes otvory. Díky tomu je výroba mnohem levnější a pro výrobní společnosti dostupnější.

Proces pájení přetavením je časově náročný proces, který vyžaduje kvalitní součástky a desky plošných spojů. Vyžaduje také profil, který zajistí konzistentní a opakovatelný proces pájení. Vyplatí se však vynaložit větší úsilí, pokud to znamená výrobu vysoce kvalitních desek s plošnými spoji.

Teplotní doporučení pro pájení na povrch

Aby nedošlo k přehřátí nebo poškození součástek, je nutné dodržovat optimální rozsah pájecích teplot. U aplikací pro povrchovou montáž se tento rozsah pohybuje mezi 210 a 260 stupni Celsia. Pro bezolovnaté součástky se doporučuje vyšší teplota. Další informace naleznete v normě J-STD-020C.

Rozsah pájecích teplot je definován pájecím profilem, který zohledňuje složení součástek a pasty a také součástky s vysokou tepelnou hmotností. Před zahájením procesu připravte desku nanesením pájecí pasty. Jakmile tak učiníte, připojte na desku správné kontakty. Poté ji vložte do pájecího stroje s parní fází. Topný systém poté zahájí proces pájení a bude sledovat předem nastavený průběh teploty.

Pro pájení bezolovnatých vodičů by měla být páječka nastavena na teplotu nejméně 600 °C. Po nastavení na správnou teplotu přidržte hrot u vodiče, aby pájka mohla proudit kolem vodiče. Když se pájecí spoj vytvoří, měl by vypadat jako mírná pyramida. V případě potřeby olovo zkraťte, ale nezapomeňte, že odstranění přebytečného olova může poškodit pájecí spoj.