Zgodnie z unijną Dyrektywą RoHS (Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej w sprawie ograniczenia stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym), dyrektywa ta wymaga wprowadzenia zakazu na rynku UE sprzedaży urządzeń elektronicznych i sprzętu elektrycznego zawierającego sześć niebezpiecznych substancji, takich jak ołów, jako proces „ekologicznej produkcji” bezołowiowej, który stał się nieodwracalnym trendem rozwojowym od 1 lipca 2006 roku.
Minęły już ponad dwa lata od rozpoczęcia procesu bezołowiowego od etapu przygotowawczego.Wielu producentów produktów elektronicznych w Chinach zgromadziło wiele cennych doświadczeń w aktywnym przejściu od lutowania bezołowiowego do lutowania bezołowiowego.Teraz, gdy proces bezołowiowy staje się coraz bardziej dojrzały, główny nacisk większości producentów zmienił się z możliwości wdrożenia produkcji bezołowiowej na kompleksowe poprawianie poziomu lutowania bezołowiowego z różnych aspektów, takich jak sprzęt , materiały, jakość, proces i zużycie energii..
Bezołowiowy proces lutowania rozpływowego jest najważniejszym procesem lutowania w obecnej technologii montażu powierzchniowego.Jest szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłu, w tym w telefonach komórkowych, komputerach, elektronice samochodowej, obwodach sterujących i komunikacji.Coraz więcej oryginalnych urządzeń elektronicznych przekształca się z montażu przewlekanego na powierzchniowy, a lutowanie rozpływowe zastępuje w znacznym zakresie lutowanie na fali, co jest oczywistym trendem w branży lutowniczej.
Jaką zatem rolę odegra sprzęt do lutowania rozpływowego w coraz bardziej dojrzałym, bezołowiowym procesie SMT?Spójrzmy na to z perspektywy całej linii montażu powierzchniowego SMT:
Cała linia produktów do montażu powierzchniowego SMT składa się zazwyczaj z trzech części: drukarki sitowej, maszyny umieszczającej i pieca rozpływowego.W przypadku maszyn umieszczających, w porównaniu z maszynami bezołowiowymi, nie ma nowych wymagań dotyczących samego sprzętu;W przypadku maszyny do sitodruku, ze względu na niewielką różnicę we właściwościach fizycznych pasty lutowniczej bezołowiowej i ołowiowej, stawiane są pewne wymagania dotyczące ulepszeń samego sprzętu, ale nie ma zmiany jakościowej;Wyzwanie związane z ciśnieniem bezołowiowym dotyczy właśnie pieca rozpływowego.
Jak wszyscy wiecie, temperatura topnienia pasty lutowniczej ołowiowej (Sn63Pb37) wynosi 183 stopnie.Jeśli chcesz utworzyć dobre połączenie lutowane, podczas lutowania musisz mieć grubość 0,5-3,5um związków międzymetalicznych.Temperatura tworzenia się związków międzymetalicznych jest o 10-15 stopni wyższa od temperatury topnienia, która w przypadku lutowania ołowiowego wynosi 195-200°C.stopień.Maksymalna temperatura oryginalnych elementów elektronicznych na płytce drukowanej wynosi zazwyczaj 240 stopni.Dlatego w przypadku lutowania ołowiowego idealne okno procesu lutowania wynosi 195-240 stopni.
Lutowanie bezołowiowe przyniosło ogromne zmiany w procesie lutowania, ponieważ zmieniła się temperatura topnienia pasty lutowniczej bezołowiowej.Obecnie powszechnie stosowaną bezołowiową pastą lutowniczą jest Sn96Ag0,5Cu3,5 o temperaturze topnienia 217-221 stopni.Dobre lutowanie bezołowiowe musi także tworzyć związki międzymetaliczne o grubości 0,5-3,5um.Temperatura tworzenia się związków międzymetalicznych jest również o 10-15 stopni wyższa od temperatury topnienia, która w przypadku lutowania bezołowiowego wynosi 230-235 stopni.Ponieważ maksymalna temperatura oryginalnych urządzeń elektronicznych do lutowania bezołowiowego nie ulega zmianie, idealne okno procesu lutowania dla lutowania bezołowiowego wynosi 230-240 stopni.
Drastyczne skrócenie okna procesowego spowodowało ogromne wyzwania w zakresie zapewnienia jakości spawania, a także spowodowało wyższe wymagania dotyczące stabilności i niezawodności sprzętu do lutowania bezołowiowego.Ze względu na boczną różnicę temperatur w samym sprzęcie oraz różnicę w pojemności cieplnej oryginalnych elementów elektronicznych podczas procesu nagrzewania, zakres okna temperatury procesu lutowania, który można regulować w sterowaniu procesem lutowania rozpływowego bezołowiowego, staje się bardzo mały .Na tym właśnie polega prawdziwa trudność lutowania rozpływowego bezołowiowego.Porównanie konkretnego procesu lutowania rozpływowego bezołowiowego i bezołowiowego pokazano na rysunku 1.
Podsumowując, piec rozpływowy odgrywa kluczową rolę w końcowej jakości produktu z punktu widzenia całego procesu bezołowiowego.Jednak z punktu widzenia inwestycji w całą linię produkcyjną SMT, inwestycja w bezołowiowe piece do lutowania często stanowi jedynie 10-25% inwestycji w całą linię SMT.Z tego powodu wielu producentów elektroniki po przejściu na produkcję bezołowiową natychmiast wymieniło swoje oryginalne piece rozpływowe na piece rozpływowe wyższej jakości.
Czas publikacji: 10 sierpnia 2020 r