Пайка оплавлением с инфракрасным нагревом (англ. infrared reflow soldering) — это технология групповой пайки компонентов поверхностного монтажа (Surface Mount Technology, SMT), при которой основной механизм передачи тепла к печатной плате и компонентам — тепловое излучение в инфракрасном диапазоне. Энергия от ИК-излучателей (emitters), расположенных в зонах нагрева печи (reflow oven), поглощается поверхностями платы, компонентов и паяльной пасты, вызывая её оплавление (reflow) и формирование паяных соединений (solder joints). В современных системах ИК-нагрев часто комбинируется с конвекционным для улучшения однородности температурного поля.
Принцип работы и температурный профиль
Процесс происходит в многозонной печи оплавления (reflow oven), через которую на конвейере (conveyor) движется печатная плата с нанесённой паяльной пастой и установленными компонентами. Типичный температурный профиль (thermal profile) включает стадии: предварительный нагрев (preheat), выдержку (soak или thermal soak), собственно оплавление (reflow) с превышением температуры ликвидуса припоя (например, 217–250°C для бессвинцовых сплавов SAC305) и охлаждение (cooling). Инфракрасный нагрев, особенно в коротковолновом диапазоне, обеспечивает быстрое поглощение энергии тёмными поверхностями (паяльная паста, текстолит), но может приводить к эффекту «теневого» недогрева (shadowing), когда высокие компоненты заслоняют низкие.
Преимущества, ограничения и сравнение с другими методами
Основное преимущество ИК-нагрева — высокая скорость и эффективность прямого энергоперехода. К недостаткам относится разница в поглощении излучения материалами разного цвета и состава, что может вызывать температурный градиент (temperature delta) на плате (эффект «попкорна» для разнородных компонентов). Поэтому современные печи чаще используют комбинированный ИК-конвекционный нагрев (forced convection reflow), где принудительная конвекция горячего газа (обычно азота N₂) нивелирует неравномерность ИК-нагрева. Такой гибридный метод регламентируется стандартами процесса пайки, например, IPC J-STD-001.
Контроль процесса и применение
Ключевым параметром контроля является точное соблюдение температурного профиля для конкретного типа платы, измеряемого с помощью термопар (thermocouples) и профилемера (profiler). Технология широко применяется в серийном контрактном производстве электроники для пайки широкого спектра SMD-компонентов. Для плат со смешанным монтажом (SMT и THT) после оплавления часто следует дополнительная операция — волновая пайка (wave soldering) выводных компонентов.
Источники: ГОСТ Р 56427-2022 «Пайка электронных модулей. Общие требования к процессам пайки и контролю паяных соединений», IPC-7530 «Guidelines for Temperature Profiling for Mass Soldering Processes (Reflow & Wave)», техническая документация производителей печей оплавления.