Пайка оплавлением — это доминирующий технологический процесс сборки печатных узлов (PCB assembly) методом поверхностного монтажа (SMT). Его суть заключается в нагреве всей сборки по заданному температурному профилю (thermal profile) до момента расплавления (оплавления) припойных шариков в паяльной пасте с последующим охлаждением и формированием паяных соединений (solder joints). Процесс обеспечивает высокую производительность, точность и возможность одновременного формирования сотен или тысяч соединений за один цикл.
Технологические этапы
Процесс состоит из последовательных этапов:
-
Нанесение паяльной пасты (solder paste printing). Паста, представляющая собой суспензию микрошариков припоя (например, SAC305) во флюсе, наносится на контактные площадки платы через трафарет.
-
Установка компонентов (component placement). SMD-компоненты с помощью автомата установки (pick-and-place machine) позиционируются на площадках с пастой.
-
Оплавление (reflow). Сборка проходит через печь оплавления (reflow oven), где нагревается по строго контролируемому профилю, включающему предварительный нагрев (preheat), выдержку (soak), пиковый нагрев (reflow peak) и охлаждение (cooling).
-
Охлаждение и формирование соединений. При охлаждении расплавленный припой кристаллизуется, образуя надёжное электрическое и механическое соединение компонента с платой.
Температурный профиль и типы печей
Ключевым для качества является температурный профиль, адаптированный под конкретную паяльную пасту (температура ликвидуса) и термостойкость компонентов и платы. Пиковая температура для бессвинцовых припоев составляет обычно 240–260 °C. Современные печи используют конвекционный (convection), инфракрасный (IR) или комбинированный (convection/IR) нагрев для обеспечения равномерности.
Контроль качества и типичные дефекты
Контроль процесса включает мониторинг температурных профилей с помощью датчиков (profilers) и последующий визуальный или автоматизированный (AOI, X-ray) контроль паяных соединений. Типичные дефекты, связанные с нарушением процесса оплавления: образование шариков припоя (solder balling), перемычки (bridging), непропаи (non-wet open), смещения компонентов (tombstoning) или термические повреждения компонентов.
Преимущества и область применения
Метод является основным для подавляющего большинства электронных устройств — от потребительской электроники до промышленных контроллеров. Он позволяет работать с миниатюрными компонентами (0201, 01005), корпусами с шариковой решёткой (BGA) и обеспечивает высокую повторяемость и надёжность соединений при массовом производстве.
Источники: Стандарты IPC-J-STD-001, IPC-A-610, технические руководства производителей паяльных паст (Indium, Heraeus) и оборудования для оплавления.