dodavatel vybavení provozoven firem Bezolovnaté pájení v legislativě i praxi Obj. číslo: Popis

Transkript

1 dodavatel vybavení provozoven firem Bezolovnaté pájení v legislativě i praxi Obj. číslo: Výrobce: ABE.TEC Popis Ing.Martin Abel, Ing.Vladimír Cimburek Tato publikace popisuje současný stav v problematice bezolovnatého pájení tak, jak je vnímán lidmi z oboru výroby elektronických sestav. Shrnuje stávající dostupné vědomosti a první praktické zkušenosti s touto technologií. Obsah knihy: Obsah knihy: Kapitola 1 Proč bezolovnaté pájení v elektrotechnice 1.1 Obecně. 1.2 Celosvětový pohled. 1.3 Evropa a Česká republika. 1.4 Novela zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech Hlavní principy Základní povinnosti v oblasti elektroodpadu Zpětný odběr elektrozařízení a oddělený sběr elektroodpadu. Kapitola 2 Měkké pájení v elektrotechnice 2.1 Historie měkkého pájení.

2 2.2 Teorie měkkého pájení Pájitelnost. Nesmáčení. Smáčení. Odsmáčení Pájecí tavidla. Tavidla rozpustná v rozpouštědle. Pryskyřičná tavidla na bázi kalafuny. typ R 24. typ RMA (pryskyřičné tavidlo s aktivátory). typ RSA (pryskyřičné tavidlo velmi silně aktivované). Syntetická tavidla. Syntetická aktivovaná tavidla (SA). Tavidla rozpustná ve vodě. Tavidla bez čištění. Účinnost tavidla Některé problémy pájitelnosti. Oxidace. Znečištění. Porézní povrch pájky. Nesprávné spojovací metalurgie Zkoušky pájitelnosti. Ponořovací test. Metoda smáčecích vah. Odolnost proti rozpuštění metalizace. Kuličkový test. Test roztékavosti Kritéria pro pájený spoj. Jakost pájeného spoje. Stárnutí materiálu. Mechanické namáhání. Tepelné namáhání. Životnost pájených spojů. 2.3 Ruční pájení Běžná dílenská pájedla. Konstrukce pájecího hrotu dílenského pájedla.

3 Teplo. Namáhání a trhliny. Koroze. Odsmáčení. Opotřebení a obrušování. Tavidlo je tavidlo, ale ne vždy. Přehled pokynů pro péči o pájecí hrot. Proč se pájecí hroty opotřebovávají tak rychle? Pájedla s vysokou obnovou tepla Čištění pájecího hrotu Pájení ostřeným proudem horkého vzduchu Vysokofrekvenční pájení. 2.4 Strojní pájení vlnou Jednotlivé operace při pájení vlnou. Připouštění oleje. Konstrukce vlny Jednoduchávlna Dvojitá vlna. Vlastnosti dvojité vlny Dutá vlna. Elektrodynamické čerpadlo Teplotní profil Ochrana roztavené pájecí slitiny. Použití pájecího oleje. Pájení bez oleje. Pájení bez oleje pájecí olej kryje lázeň pájky. Pájecí olej připouštěn do vlny pájení s olejem. Ochrana inertním plynem. Antioxidační přípravky a likvidace zoxidované pájky. 2.5 Strojní pájení přetavením Pájecí pasty. Velikost zrn. Tavidlo v pájecí pastě. Nanášení pájecí pasty. Nanášení pájecí pasty dávkováním. Tisk přes síto. Tisk přes šablonu.

4 2.5.2 Pájení v parách Přetavení infračerveným zářením Nucené proudění Teplotní profil. 2.6 Kontrola a testování osazených desek s plošnými spoji pájených olovnatými slitinami 68. Optické kontroly a testy. Elektrické kontroly a testy. Funkční test. Vnitroobvodový (in-circuit, MDA) test. Klimatické kontroly a testy. Mechanické kontroly a testy Elektrické testovací systémy. MDA a Incircuit testovací systémy. Jehlová pole. Testovací adaptér (přípravek) Optické testovací systémy. Základní rozdělení automatických optických testovacích systémů (AOI). a) laserové. b) kamerové. Rozdělení zařízení AOI s CCD kamerou. 1) Jednokamerové. a) jeden zdroj světla. b) více zdrojů světla. c) jednokamerový systém s použitím zrcadla. d) jednokamerový systém pracující jako skener. 2) Vícekamerové. a) AOI s pěti kamerami. b) AOI se dvěma kamerami. Vyhodnocení kvality pájení v AOI. Způsoby kontroly pájení SMD v AOI. 1) Jednotlivé barvy (vlnové délky). 2) Bílé světlo. Doporučené vybavení AOI. 1) ATT (nástroj automatického učení) import dat z CAD, osazovacího automatu. 2) Vestavěný systém statistického řízení procesu (SPC). 3) Vestavěný systém provádění oprav.

5 4) Systém knihoven. 5) Mechanický značkovač Porovnání kontrol a testů. Kapitola 3 Pájecí slitiny 3.1 Slitiny cín-olovnaté Fázový diagram Podvojné slitiny Čistota pájecí slitiny. 3.2 Slitiny bez olova. Kritéria bezolovnaté pájky Životaschopné bezolovnaté slitiny. 1. Sn96.5/Ag3.5 (Sn96/Ag4). 2. Sn99.3/Cu0.7 (Sn99/Cu1). 3. Sn/Ag/Cu. 4. Sn/Ag/Cu/X. 5. Sn/Ag/Bi/X. 6. Sn/Sb. 7. Sn/Zn/X. 8. Sn/Bi. Cena. Olovo ve sloučeninách. Názor konsorcií Zvolené slitiny. Shrnutí Čistota pájecí slitiny Rizika bezolovnatých pájecích slitin v extrémních pracovních teplotách Mechanické vlastnosti bezolovnatých slitin Další problémy Bezolovnaté pájky na současném trhu. Circuit Chemical Products GmbH. Trubičková pájka CCP- Lead free. Pájecí pasta CCP SMD 630BF- No clean Pb free.

6 Pájecí pasta CCP SMD 631 BF- No clean Pb free. Pájecí pasta CCP SMD 632 BF- No clean Pb free. Pájecí pasta CCP SMD 6021 BF- No clean Pb free. Kovohutě Příbram a.s. Pájky tvářené. Pájky pro strojní pájení. Indium Corporation of America. Nízkoteplotní slitiny. Slitiny se střední teplotou tavení. Slitiny s vysokou teplotou tavení. SIM SOLDER. Pb-Free pájecí slitiny. Pb-Free pájecí pasty. Trubičkové pájky Pb-free. Multicore 101. STANNOL GmbH. KESTER. CYNEL UNIPRESS Sp. z o.o. Kapitola 4 Problematika bezolovnatého pájení 4.1 Ruční pájení Základní problémy při pájení s bezolovnatými pájkami. Oxidace pájecího hrotu. Nezvyšovat zbytečně teplotu pájecího hrotu. Zvýšení tepelné kapacity pájedla. Proč se snižuje životnost běžného pájecího hrotu bezolovnatými pájkami? Hlavní zásady práce s bezolovnatými pájkami při ručním pájení Pájení součástek bezolovnatými pájkami. 4.2 Pájení vlnou Základní odlišnosti při bezolovnatém pájení vlnou Změny v konstrukci pájecích vln Teplotní profil při pájení Chyby při bezolovnatém pájení vlnou.

7 Příklady vad pájených spojů. Kdy lze očekávat problémy a jak jim předcházet. 1. Pájení jemných roztečí. 2. Pájení sestav s hmotnými kovovými díly. 3. Pájení desek s plošnými spoji z tvrzeného papíru (FR-2, FR-3). 4. Pájení silnějších desek s plošnými spoji. 5. Pájení sestav s tepelně citlivými díly Optimalizace pájení vlnou pro bezolovnatou technologii Specifika selektivního pájení. 4.3 Pájení přetavením Tisk bezolovnatých past Tepelné zpracování bezolovnatých pájek Přetavovací pece pro bezolovnaté přetavení Teplotní profil pro pájení přetavením Typické chyby při bezolovnatém pájení přetavením Vodivá lepidla alternativa standardních technologií. 4.4 Pájení v dusíkové atmosféře Dusík Pájení pod dusíkem Pájení vlnou pod dusíkem Pájení přetavením pod dusíkem Ruční pájení pod dusíkem. 4.5 Tavidla, čisticí a pomocné prostředky. 4.6 Součástky Obecně Projekty světových výrobců součástek. PHILIPS. Hlavní problémy. Vývody bez olova. Plán zavedení bezolovnatých technologií. Návrh procesu pájení bez olova. ANALOG DEVICES. Cíl. Problémy. Vývodové prvky. BGA. Pozice.

8 MOLEX. MATSUSHITA. 4.7 Desky s plošnými spoji Základní materiály Pokovení. Hot Air Levelling (HAL). Pájecí laky. Organické povrchy. Přetavení slitinou Sn/Pb v brodicím válci. Hot Air Levelling bezolovnaté. Kovové imersní povrchy. 4.8 Kontrola testování osazených desek s plošnými spoji pájených bezolovnatými slitinami AOI v bezolovnatém pájení. Proč je optická kontrola bezolovnaté pájky obtížnější? Bezolovnatá pájka a automatická optická kontrola (AOI) Elektrické testovací systémy v bezolovnatém pájení. 1) Vliv tavidla. 2) Vliv bezolovnaté pájky. a) Tvrdost pájky. b) Jiné složení pájky. Kapitola 5 Zavedení bezolovnaté technologie 5.1 Postup Stanovení postupu Výběr materiálů a vybavení Odzkoušení technologie Návrh procesu Školení operátorů Spuštění procesu a monitorování Vyhodnocení. 5.2 Přechodné období Budou k dispozici součástky a desky s plošnými spoji bezolovnaté i olovnaté Podstatně se rozšíří nabídka typů bezolovnatých pájecích slitin a past.

9 5.2.3 V jednom provozu mohou existovat souběžně dvě technologie pájení Opravy a servis starších výrobků pájených olovnatými pájkami Přibudou nové povinnosti vyplývající z legislativy.