Меню

Пайка в вакууме оборудование



Вакуумная пайка — Технологии и Системы пайки в вакууме

Вакуумная пайка — предпосылки

Пайку можно назвать одним из самых сложных этапов при производстве радиоэлектронной продукции. Построение и отладка термопрофиля — непростой процесс, который под силу опытным и, зачастую, креативным сотрудникам. Но даже имея идеальный термопрофиль, в условиях производства можно столкнуться с массой дефектов, возникающих при пайке. В более ответственных сферах производства радиоэлектронной продукции появляется необходимость создания максимально надежного паяного соединения, устойчивого к коррозии и способного перенести различные воздействия, как температурные, так и механические. Одним из параметров надежности паяного соединения можно назвать его однородность. Присутствие пустот в паяном соединении может привести к коррозии и последующему выходу изделия из строя. Также одним из важных факторов качественной пайки можно назвать смачиваемость спаиваемых поверхностей.

Вакуумная пайка

Вакуум используется в процессе пайки два раза. Первый раз — сразу после помещения продукта пайки в систему пайки в вакууме. Это действие используется для удаления воздуха из рабочей камеры. После создания вакуума камера может быть наполнена специальным газом или смесью газов.

Второй раз вакуум создается в фазе оплавления. При переходе припоя в жидкое состояние вакуум позволяет выместить воздух из объема паяного соединения, таким образом можно удалить образовавшиеся пустоты. После достижения вакуума в рабочую камеру может быть также подан газ (или смесь газов) для создания дополнительных условий при пайке.

Системы вакуумной пайки

Системы вакуумной пайки предназначены для высококачественной бездефектной вакуумной пайки и пайки в специальной атмосфере (технологическом газе или вакууме) полупроводниковых устройств, силовых приборов и изделий микроэлектроники. Использование вакуума позволяет исключить появление пустот в паяном соединении. В качестве нагревательного элемента используется нагревательная плита размерами 160х160, 320х320 и 1000х320 мм в зависимости от модели оборудования. Для повышения качества паяного соединения пайку можно проводить в специальной атмосфере, что позволяет минимизировать процессы окисления и улучшить смачиваемость поверхностей.

Технологии вакуумной пайки

Технологию пайки можно условно разделить на две группы по типу активации поверхностей перед пайкой:

• пайка с использованием флюса;

• пайка без использования флюса.

Пайка с использованием флюса

При этом способе пайки функцию активатора поверхностей перед пайкой будет выполнять флюс. Специальная среда, которая может создаваться в современных системах вакуумной пайки, должна обеспечивать лишь отсутствие окислений на спаиваемых поверхностях.

В качестве инертной среды можно использовать следующие газы:

• азот, аргон и т. д. (любые инертные газы);

• формир-газ (95% азота + 5% водорода).

Азот
Газообразный азот широко используется в промышленности, благодаря своей химической инертности.
Достоинства:

• Нет окисления при пайке.

• Доступность и безопасность при работе.

Недостаток — не подготавливает площадки и поверхности к пайке.

Формир-газ
Формир-газ — это смесь из 95% азота и 5% водорода. Основное свойство водорода — способность разрушать оксидные пленки на поверхностях, тем самым удаляются окисления. Достоинства:

• Активация площадок, создание инертной среды.

• Нет специальных требований к безопасности.

Недостаток — низкая способность подготовки поверхности к пайке.

Пайка без использования флюса

Этот способ пайки целесообразно использовать при производстве изделий с высокой степенью ответственности. Технология пайки без использования флюса является гораздо более «чистой», так как после пайки отсутствуют загрязнения от веществ, находящихся в составе флюса. Остатки флюса необходимо тщательно удалять с помощью отмывки, так как зачастую они становятся причиной выхода изделия из строя. При пайке без флюса специальная атмосфера, создаваемая в рабочей камере, должна не только обеспечивать активацию поверхностей при пайке, но и препятствовать образованию окислений.

Возможные варианты специальной атмосферы при пайке без использования флюса:

• пайка в парах муравьиной кислоты (HCOOH);

• пайка в водородной среде (H2);

• пайка с использованием плазмы.

Пайка в парах муравьиной кислоты (HCOOH)

Муравьиная кислота — химический реагент, позволяющий очистить поверхность от окислений. В системах вакуумной пайки инертный газ проходит через емкость с муравьиной кислотой, в результате чего образуется «влажный газ», содержащий пары муравьиной кислоты. Пар, взаимодействуя с поверхностями, удаляет окисления и подготавливает их к пайке. Муравьиную кислоту рекомендуется использовать в профиле в фазе активации поверхностей. Температура должна быть между +130 и +170 °C, что особенно важно при использовании низкотемпературных припоев, так как альтернативные варианты подготовки поверхности при низких значениях температуры неэффективны.

• Удаление оксидного слоя.

• Не нужно использовать флюс.

Недостаток — повышенные требования к безопасности.

Пайка в водороде (H2)

Очищенный от примесей паров воды и других газов водород эффективно удаляет окислы металлов. Водород гораздо более активный восстановитель, чем формир-газ или пары муравьиной кислоты. Так, например, окислы железа восстанавливаются в водороде примерно в 20 раз быстрее, чем в формир-газе при +500 °C, и в 10 раз быстрее при +300 °C. Недостатком водорода является взрывоопасность, ограничивающая его применение. Также следует отметить, что водород эффективно проявляет свои полезные свойства лишь при температуре выше +280 °C.

• Улучшение смачиваемости спаиваемых поверхностей.

• Отсутствие загрязнений. Недостатки:

• Наличие открытого пламени при удалении водорода из рабочей камеры.

• Повышенные требования к безопасности.

Пайка с использованием плазмы для подготовки поверхностей перед пайкой

Плазма — это частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов). Важнейшей особенностью плазмы является ее квазинейтральность, это означает, что объемные плотности положительных и отрицательных заряженных частиц, из которых она образована, оказываются почти одинаковыми. Плазму иногда называют четвертым (после твердого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.

Читайте также:  Как сдать оборудование билайн и расторгнуть договор москва

Влияние плазмы на поверхности спаиваемых материалов:

• Оказывается механическое воздействие, как при пескоструйной обработке.

• Подготовка поверхности проводится ионизированным газом.

• УФ-излучение разрушает длинные цепи углеродных соединений и используется для отверждения специальных покрытий.

При использовании плазмы достигается эффект, когда поверхностное натяжение поверхности становится максимально близким к поверхностному натяжению самого материала пайки (например, к пресс-форме). При таком эффекте припой равномерно смачивает всю площадь паяного соединения, а не собирается в шарики за счет большего поверхностного натяжения.

• Улучшение смачиваемости и активация поверхности.

• Отсутствие брака. Недостаток — повышенные требования к вакууму.

Программное обеспечение для печей вакуумной пайки budatec

• Простое и понятное графическое оформление программного обеспечения

• Возможность контроля термопрофиля в реальном времени с помощью термопар

Источник

Пайка в вакууме для снижения количества пустот

Во всем мире растет спрос на высокопроизводительную электронику, что можно объяснить, например, увеличением спроса на электромобили или светодиодные светильники. Для этих совершенно разных областей применения обязательным условием является пайка с минимально возможным количеством пор с точки зрения структуры и соединения. Воспроизводимое получение соединений с низким количеством пор невозможно без систем пайки с вакуумными камерами, в которых вакуум используется для удаления газов из разжиженного припоя в месте пайки после расправления паяльной пасты. Система конвекционной пайки VisionXP+ Vac от Rehm Thermal Systems представляет собой энергоэффективное решение с функцией вакуума.

Пайка в вакууме для снижения количества пустот

Система конвекционной пайки VisionXP+ с функцией вакуума удаляет пустоты, когда припой находится в оптимальном для этого жидком состоянии. Значения вакуума менее 100 мбар позволяют снизить содержание пор на поверхности до менее чем 2 процентов. Пайка под вакуумом идеально подходит для работы с особенно требовательными с точки зрения теплоотведения конструкционными элементами или для пайки конструкционных элементов, предназначенных для силовой электроники. Вакуум минимизирует содержание пустот, что позволяет достичь лучшего соединения с точки зрения тепло- и электропроводности. Встроенная пиролитическая обработка и отдельная система фильтрации всасываемой в вакуумную камеру атмосферы предоставляют дополнительные преимущества с точки зрения обслуживания и очистки установки.

Применение вакуума при пайке электронных конструкционных узлов имеет долгую историю в компании Rehm Thermal Systems. Уже в конце 1990-х годов компания вывела на рынок первую систему вакуумной пайки, а вскоре за этим объединила технику вакуумной и парофазной пайки в рамках единой системы. Требования рынка и потребности клиентов касательно более высоких пропускных способностей и улученной интеграции в производственную линию потребовали новых технологических решений: сочетание системы конвекционной пайки оплавлением с вакуумной камерой позволило успешно объединить существующий опыт в сфере обеих технологий в рамках нового варианта исполнения для установок этого типа — так возникла система VisionXP+ Vac.

Источник

Пайка в вакууме оборудование

Вакуумная пайка используется в процессе производства радиоэлектроники. Однородность получаемого соединения – ключ распространенности метода.

вакуумная пайка

Вакуумная пайка

Система вакуумной пайки включает в себя ряд процессов: создание и налаживание термопрофиля. Процесс пайки в условиях вакуума позволяет создать шов, устойчивый к коррозии, механическим воздействиям и действию температур. Преимущества вакуумной пайки:

  • уменьшение объема пустот, которые могут нарушить работу электроники ответственного и специального назначения;
  • соединение корпусированных крепких элементов;
  • работа с частями на теплоотводах;
  • присоединение крепких кристаллов на основу с помощью припоя или пасты;
  • пайка крупных электрических или механических элементов;
  • устранение пустот во время работы с элементами, устанавливаемыми в отверстие;
  • пайка крупных SMD-элементов на печатные платы, имеющие множество слоев;
  • синхронная пайка активных и массивных элементов;
  • пайка электронных составных, находящихся на разных уровнях.

Метод соединения применяется для работы с элементами из меди и других металлов. Для меди используется вакуумная пайка оловом, если работа производится в условиях низких температур. Отличительными чертами пайки в условиях вакуума являются безопасность и экономичность по сравнению с другими методами. Для вакуумной пайки применяют вакуумные печи, в которые помещают изделие в чистом виде или в специальном контейнере. Вакуум применяют дважды в течение всего процесса. Сразу после того, как сырье поместили в камеру, создают специальное давление и удаляется воздух. Затем рабочий объем камеры наполняют газом или смесью специальных газов. В процессе, когда начинается оплавление детали, снова создают условия вакуума. Этим обусловлена легкость процесса удаления воздуха из паяного соединения. Это обеспечит отсутствие пустот.

вакуумная пайка

Различают пайку 2-х типов: с флюсом и без него. Использование первого способа требует применения дополнительных элементов, которыми обрабатывают поверхность. Они активируют поверхность деталей. Предотвращение появления окисления делается за счет вакуумной системы. Вакуумная пайка с флюсом проводится в таких веществах:

  • азот;
  • формир-газ;
  • инертные газы.

Второй способ после применения не оставляет следов загрязнения от флюса. Это определяет отсутствие процесса удаления ненужных веществ с поверхности изделия, при котором зачастую соединение портится. Отсутствие окисления и активация поверхностей при вакуумной пайке без флюса полностью обеспечивается специальной атмосферой, создаваемой внутри рабочего объема камеры:

  • муравьиная кислота;
  • водородная среда;
  • плазма.

Пайку без флюса делают в вакуумных печах.

Вакуумные печи для пайки

Пайка в вакуумных печах обеспечивает чистоту и яркий цвет изделия. Оборудование применяется в медицине, аэрокосмической промышленности, электронике, спутниковой связи и ядерном синтезе. К преимуществам печей относят:

  • отсутствие загрязнения от флюсовых соединений на поверхности;
  • использование твердого припоя;
  • не выделяются токсические вещества и опасные газы;
  • постоянный температурный режим;
  • герметичность соединения;
  • гарантия качества;
  • возможность одновременной пайки и термообработки.
Читайте также:  Оборудование для проведения акций

Печи состоят из вакуумных камер и дополнительных компонентов. К ним относят различную проводку, вакуумную и закалочную систему, выемки для датчиков давления, систему парциального давления от сжатого газа.

вакуумные печи для пайки

Установки вакуумной пайки

Кроме печей используются установки вакуумной пайки. С их помощью производится пайка многослойных конструкций. Наиболее распространенным типом установки вакуумной пайки является vh t700 d100l300. Она включает в себя:

  • устройство загрузки;
  • шлюзовые камеры;
  • нагреватели;
  • рабочую камеру;
  • экран.

Нагреватели образуют нагревательную зону, а зону охлаждения образуют стенки камеры и экран. Зоны разделены между собой специальной заслонкой. Герметичность шлюзовых камер обеспечивается второй заслонкой. Дополнительные заслонки разделяют рабочую и шлюзовые камеры. Этим обусловлено создание герметизированного объема. Благодаря этому объему возникают подходящие условия для передвижения кареток с изделиями между шлюзовыми камерами, зонами нагрева и охлаждения.

установки вакуумной пайки

Установки считаются электротермическим оборудованием. Применяются в машиностроительной промышленности для производства деталей для тракторов, автомобилей. Также используются в нефтехимической и энергетической промышленности. Установки вакуумной пайки являются оборудованием с периодическим действием. К недостаткам устройства относят низкий показатель производительности. Она объясняется тратами технологического времени, потому что необходимо создавать вакуум в течение процесса во всем рабочем объеме до достижения заданного давления.

Источник

Пайка в вакууме оборудование

Вакуумная пайка – это один из наиболее важных, и в то же время сложных этапов. Задействуется данный метод в процессе производства радиоэлектронной продукции. В подобных ситуациях очень кстати может оказаться термопрофиль, который редко поддается искажениям, из-за чего он редко нуждается в подобных процессах. Но даже наличие термопрофиля не может вам обеспечить полный успех во время работы, из-за чего процесс вакуумной пайки может оказаться очень даже кстати.

вакуумная пайка

Если речь идет о более ответственных направлениях в производстве определенной продукции, то там уже требуется более надежное паяное соединение. Оно должно быть не только максимально устойчивым по отношению к коррозии, а еще и переносить различные нагрузки, и воздействие таких факторов, как: скачки температуры и различные механические неполадки.

Однородность – это параметр, на который надо обращать внимание в первую очередь, если вы хотите узнать степень надежности вашего соединения. Если в процессе пайки, остаются пустоты, то качество данного соединения находится на весьма низком уровне, из-за чего изделие может выходить из строя. Еще одним важным моментом является смачиваемость поверхностей, которые поддаются пайке. На это также надо обращать особое внимание, если вы заинтересованы в наиболее качественном результате работы.

Важно также помнить, что процесс вакуумной пайки должен происходить в специализированном оборудовании. Зачастую пайка происходит в вакуумных печах. Благо, на современном вакуумном рынке есть огромное количество разновидностей подобного оборудования. Среди всего ассортимента вакуумных печей можно найти как более дешевые, так и весьма дорогостоящие варианты.

Главное – это определиться с точной моделью вакуумной камеры, дабы впоследствии от неё можно было получать максимум пользы. В ином же случае, вы рискуете купить устройство, задействовать которое в своих целях вы попросту не сможете, а это значит, что деньги будут потрачены впустую.

Вакуумные печи для пайки

Немалую роль в подобных процессах играет установка вакуумной пайки. Ведь без наличия подходящего оборудования, произвести процесс пайки практически невозможно. Благо, на современном этапе развития вакуумных технологий есть огромное количество подобных установок.

вакуумные печи для пайки

Зачастую они используются в решении задач среднего уровня сложности. Если же вам предстоит произвести более сложный процесс пайки, то лучше всего задействовать в этом системы вакуумной пайки.

В плане габаритов, системы вакуумной пайки значительно больше, соответственно их мощность также в разы выше. Но важно осознавать, что подобное оборудование обойдется вам в значительно большую сумму денег.

Но если говорить сугубо об эффективности систем вакуумной пайки, то в этом плане они значительно превосходят все другие виды оборудования. Единственный минус подобных систем – это отсутствие надежного и качественного охлаждения. Именно поэтому, желательно время от времени выключать систему, дабы она имела возможность хоть немного убавить нагрузку.

Есть также еще один способ устранить подобную проблему, и проделывается он путем покупки дополнительного вакуумного оборудования. Установив его, система сможет производить охлаждение внутренних элементов, что позволит не уменьшать показатели производительности и задействовать подобные системы на максимальной мощности.

Установки вакуумной пайки

Что касается разнообразия установок вакуумной пайки, то их также достаточно много. В этом плане, пользователь получат свободу выбора, и может себе купить ту модель вакуумной установки, которая лучше всего подойдет именно ему.

установки вакуумной пайки

На данном этапе многие предпочитают установку вакуумной пайки vh t700 d100l300. Данная модель вакуумной установки смогла совместить в себе огромное количество положительных сторон. Устройство обладает отличным качеством, производительностью, надежностью и стабильностью во время работы.

Кроме всего прочего, и стоимость данной модели не столь высока, и такую установку сможет позволить себе практически любой пользователь.

Не менее распространенным методом, является вакуумная пайка оловом. Данный вид вакуумной пайки также имеет определенные нюансы, на которые стоит обращать внимание. Одним из них, является время работы. С помощью данного метода можно проделывать пайку на средней временной дистанции, так как на долгосрочную работу данный метод попросту не рассчитан.

Но если судить по всем остальным характеристикам, то данный метод является очень даже неплохим. Выбрав его, пользователь может быть полностью уверен в надежности и скорости произведения пайки.

Читайте также:  Если оборудование переданное в монтаж не смонтировано

Источник

Вакуумная пайка и камеры для неё – особенности данного процесса и специального оборудования

Вакуумная пайка чаще всего используется в процессе производства радиоэлектроники. В результате пайки в вакууме удаётся достигать полной однородности соединения, которой никогда не удавалось добиться в процессе пайки в обычных условиях. Камеры для вакуумной пайки достаточно дорогие, а сам процесс пайки в условиях вакуума сложен. Именно поэтому его применяют только для решения специфических задач, справиться с которыми можно только таким образом.

Особенности пайки в условиях вакуума

В вакуумных камерах для пайки можно спаивать следующие материалы:

  1. Различные сплавы и металлы с графитом, стеклом и керамикой;
  2. Жаропрочные стали с алюминием, титаном молибденом и вольфрамом;
  3. Коррозионно-стойкие стали с этими же металлами.

Вместе с тем не рекомендуется паять сплавы и использовать припои, которые содержат в составе металлы с высокой упругостью паров. Это магний, цинк, фосфор и так далее. Их особенности таковы, что при нагреве в вакуумной среде они испаряться ещё до того момента, как начнётся процесс пайки.

Главными достоинствами вакуумной пайки считают:

  1. В вакуумной среде во время нагрева металлы не окисляются;
  2. Пайка в вакуумных камерах отличается простотой управления, а сам процесс безопасен для оператора;
  3. Так как во время пайки припой подвергается дегазации, достигается высочайшая прочность паяных соединений, которая сочетается с их пластичностью;
  4. Паять можно без использования флюса.

К недостаткам вакуумной пайки относят дороговизну специфического оборудования и самой камеры, возможность использования только определённых видов припоев, необходимость привлечения высококвалифицированных рабочих. Вакуумная пайка может совершаться двумя способами. Один из них заключается в использовании независимых действий вакуумных камер и нагревателя, второй способ проходит в специальных печах, у которых вакуумное пространство находится внутри рабочей зоны.

Достоинства пайки в условиях вакуума

Пайка в условиях вакуума позволяет добиться получения идеального шва, который будет устойчив к коррозии, воздействию высоких и низких температур, а так же к различным механическим воздействиям. За счёт пайки в вакууме удаётся добиться следующих преимуществ :

  1. Максимально уменьшается объём пустот, которые неизбежно возникают в процессе обычной пайки. Это помогает электронике избавится от сбоев в работе, которые могут происходить из-за некачественных швов с большим объёмом пустот;
  2. Можно добиться прочного соединения корпусированных элементов;
  3. Появляется возможность работать с частями на теплоотводах;
  4. Можно соединять крепкие кристаллы с помощью припоев;
  5. Спаивать крупные электронные или механические элементы между собой, не боясь внезапного разрушения швов в процессе эксплуатации;
  6. Устранять все пустоты, которые часто возникают в процессе работы с различными элементами, которые устанавливаются в отверстия;
  7. Имеется возможность пайки массивных SMD-элементов на печатные многослойные платы;
  8. Спаивать различные электронные части, которые находятся на разных уровнях.

Вакуумная пайка отличается безопасностью и экономичностью, по сравнению с другими методами пайки. Во время процесса, детали помещаются в вакуумную камеру, после чего там создаётся давление и удаляется воздух. После этого в камеру нагнетается газ или смесь газов. Когда начинается непосредственный процесс оплавления детали, в камере опять создаётся вакуум. Это обеспечивает удаление воздуха из паяного соединения. В результате готовый шов получается без пустот.

Типы пайки в вакуумных камерах

Пайка в вакуумных камерах может происходить как с использованием флюсов, так и без них. Вакуумная пайка с флюсом требует предварительной обработки поверхностей, которые будут подвергаться пайке. За счёт использования флюсов поверхности деталей активируются. Флюс используется при вакуумной пайке в азотной среде и в среде различных инертных газов. Недостаток данного метода заключается в том, что от флюса остаются следы загрязнения, что может быть неприемлемо при пайке некоторых типов микросхем.

Второй способ вакуумной пайки проходит без применения флюсов и не оставляет никаких следов загрязнений. Поэтому процесс удаления данных загрязнений, который иногда может нарушить свойства соединения, в этом случае не нужен. Для пайки используется водородная среда, плазма, муравьиная кислота. Пайка без использования флюсов проходит в специальных вакуумных печах для пайки.

Вакуумные печи и паяльные камеры вакуумного типа

Пайка в специальных вакуумных печах обеспечивает готовым изделиям яркий цвет, чистоту и товарный вид. Такое специфическое оборудование для пайки применяется в медицине, электронике, ядерном синтезе, аэрокосмической отрасли и спутниковой связи. Вакуумная пайка в специализированных печах имеет следующие преимущества:

  1. При пайке не применяется флюс, поэтому соединения не содержат загрязнений на своей поверхности. Это придаёт готовым изделиям товарный вид;
  2. Для пайки используются только твёрдые припои;
  3. При пайке не выделяются различные опасные газы и токсические вещества;
  4. Во время пайки в вакуумных печах можно постоянно поддерживать нужный температурный режим;
  5. Соединения деталей обладают полной герметичностью;
  6. Имеется возможность одновременно совершать процедуру пайки и термообработки.

Вакуумные печи для пайки состоят из специализированных вакуумных камер, и различных дополнительных узлов. К ним относятся вакуумные и закалочные системы, проводка, выемки для датчиков давления и многое другое.

Кроме вакуумных печей для пайки, на многих крупных предприятиях используются специальные установки для вакуумной пайки. С помощью таких агрегатов можно производить пайку многослойных конструкций. Стандартная установка для вакуумной пайки состоит из следующих компонентов:

  1. Шлюзовых камер;
  2. Устройства загрузки;
  3. Рабочей камеры;
  4. Нагревателей;
  5. Экрана.

Установки для вакуумной пайки относятся к электротермическому типу оборудования. Многие установки подобного типа отличаются низкой производительностью, хотя качество пайки деталей в подобных установках всегда находится на высоком уровне.

Источник