Wróć

Rozpryskiwanie się lutowia podczas lutowania na fali

Jakie są prawdopodobne powody często występującego problemu tworzenia się rozbryzgów lutowia podczas lutoawnia na fali i jak im zapobiegać?
Opublikowano: 2021-08-27

Zdjęcie przedstawia zjawisko 'icycling' © AIM Źródło: Wave Soldering Troubleshooting Guide

W dyskusji głos zabrał między innymi Mitch Holtzer z Alpha Assembly Solutions, według którego istnieją dwie, najbardziej prawdopodobne przyczyny problemu: W przypadku występowania na PCB pozostałości topnika – bez względu na to, czy jest to topnik na bazie alkoholu czy wody - szybka ekspozycja na temperaturę panującą w tyglu lutowniczym powoduje szybką zmianę fazy z cieczy w parę, co może spowodować rozpryskiwanie. Przyczyny te można wyeliminować zmniejszając ilość topnika rozpylanego na płytkę lub wydłużając etap wstępnego podgrzewania w celu usunięcia rozpuszczalnika zawartego w topniku.

Co więcej, jeśli palety są zbyt chłodne podczas przechodzenia przez falę, to również może być przyczyną rozprysku. Pomóc może zmniejszenie prędkości przenośnika lub ponownie wydłużenie podgrzewania wstępnego (lub zastosowanie obu tych sposobów). Jeśli jednak przesadzi się z tymi środkami, może to doprowadzić do tworzenia się formacji ‘icycle’ lub wypełnienie otworów PCB może być niedostateczne’. Zjawisko ‘icycling’ przedstawione jest w ramce obok.

Bardzo podobnie wypowiada się na ten temat również Tony Lentz z FCT: ‘Rozpryski lutowia  podczas lutowania na fali są często spowodowane zastosowaniem nadmiernej ilości topnika i/lub nieodpowiednim podgrzewaniem. Lotne materiały stosowane w topnikach, zazwyczaj rozpuszczalniki, odparowują ‘wybuchowo’ w kontakcie z gorącą falą lutowia, co powoduje rozpryski. Jeśli zastosuje się zbyt dużo topnika, podgrzewanie wstępne nie będzie w stanie usunąć wszystkich lotnych materiałów. Jeśli temperatury podgrzewania są zbyt niskie lub czas przebywania płytki na tym etapie zbyt krótki, na PCB wciąż pozostaną pewne substancje lotne. Zalecamy, aby zarówno prędkość nakładania topnika jak i ustawienia podgrzewania wstępnego były zgodnie ze specyfikacjami producentów topnika. Reasumując: należy zmniejszyć ilość nakładanego topnika lub zwiększyć czas lub temperaturę podgrzewania’.

Ale zbyt dużo topnika lub nieoptymalny etap podgrzewania wstępnego to nie jedyne możliwe przyczyny problemu rozprysków. Leo Lambert z EPTAC Corporation zwraca uwagę na inne kwestie: ‘Większość dzisiejszych urządzeń do lutowania na fali ma nachylony przenośnik, który jest wstępnie ustawiony przez producenta i należałoby się upewnić, czy nastawy nie zostały zmienione. Ponadto, należy sprawdzić ilość lutowia w tyglu. Jeśli poziom lutu jest zbyt niski, lut wypychany z tylnej strony fali ma długą drogę do przebycia, zanim wróci do tygla, co powoduje, że jego przepływ jest nierówny, co może tworzyć rozbryzgi lutowia. […]

W przypadku palet do lutowania, należy upewnić się, że otwory są gładkie i pod odpowiednim kątem, umożliwiając gładki przepływ lutowia do obszaru, który ma być lutowany. Nie należy też wprowadzać PCB zbyt głęboko do fali’.

John Norton z Vitronics Soltec, jako reprezentant producenta fal, patrzy na to zagadnienie jeszcze z innej strony: ‘Przede wszystkim, nie zostało określone, czy rozpryski występują na górnej czy dolnej stronie płytki. Niezależnie od tego, w większości przypadków jest to spowodowane pewnym rodzajem turbulencji w obszarze fali. Jeśli lut jest rozpryskiwany na górnej stronie, przyjrzałbym się fali w momencie, gdy przechodzi z trybu gotowości do trybu pracy lub z trybu wyłączenia do trybu pracy. […] Należy też upewnić się, czy gdy strumień lutowia wraca do tygla lutowniczego, nie występują w tym momencie nadmierne rozpryski ku górze.

Jeśli rozpryski obserwowane są na spodniej stronie płytki, ja również jestem zdania, że przyczyną są pozostałości topnika, który został nagle podgrzany […] i przykleja się do maski. Należy też sprawdzić poziom lutowia w tyglu i upewnić się, że jesteś na właściwy’.

https://pbtechnik.com.pl/pl/produkty/wyposazenie-produkcji/stacje-naprawcze
https://pbtechnik.com.pl/pl/produkty/wyposazenie-produkcji/stacje-naprawcze