Шторки подрезаны по-разному
Самая частая причина. Сравните высоту кромок, замените порванные полосы комплектом одной длины.
Slon3.at: настройка подачи азота в камеру пайки
Задача настройки — удерживать остаточный кислород на уставке под вашу сборку минимальным расходом газа. Не максимальный поток и не рекордные ppm. Выберите камеру и компоненты — справа появится стартовая точка для шагов ниже.
Перейти к шагамРезультат настройки азота: что должно получиться и за сколько
209 000ppm кислорода в обычном воздухе — от этой цифры вы уходите вниз.
±10 %колебание O2 вокруг уставки в зоне оплавления после настройки.
60–90 минна всю процедуру, включая прогрев тоннеля и выход кривой на плато.
−30 %расхода газа реально, если уставку не занижать сверх нужного сборке.
Пример из промышленной практики: печь держала менее 100 ppm при 42 Нм³/ч; после анализа паст и плат допустимый порог подняли до 3000 ppm и снизили подачу до 28–30 Нм³/ч без потери качества. В методике Slon3 это главный ориентир: уставка следует из сборки, расход — из уставки.
Инструмент для настройки подачи азота
Без переносного анализатора кислорода настройку не начинайте: встроенный датчик печи меряет одну точку, а дефекты рождаются там, где он не смотрит.
- Переносной анализатор O2 с диапазоном от единиц ppm до 25 %1 шт.
- Азотный редуктор и ротаметр на линии подачи0–40 м³/ч
- Шаттл-логгер O2 или профайлер с кислородным каналом1 проход
- Анемометр для воздуховодов вытяжки на входе и выходе2 замера
- Течеискатель или мыльный раствор для фитинговпо всем стыкам
- Запасные шторки тоннеля одной длины2 комплекта
- Журнал уставок: дата, расход, ppm по зонам, партия пастышаг 30 мин
Безопасность при работе с азотом в камере пайки — до первого шага
- Азот не пахнет и не раздражает. При утечке в небольшом помещении он вытесняет кислород, и человек теряет сознание без предупреждающих симптомов. Держите включённой вытяжку и датчик O2 в помещении с порогом 19,5 %.
- Не наклоняйтесь к открытому тоннелю и не заглядывайте под крышку, пока идёт продувка: внутри почти нет кислорода и 230–260 °C.
- Баллон азота — чёрный с жёлтой надписью, давление до 150 бар. Подключайте только через исправный азотный редуктор, баллон крепите цепью.
- Жидкий азот из сосуда Дьюара — это −196 °C: холодовые ожоги за секунды. Только защитные очки и крио-перчатки.
Точка остановки: вскрытие газовой панели, замена электромагнитных клапанов, перенастройка газификатора, генератора PSA или ресивера под давлением — это работа сервис-инженера производителя печи и поставщика газа. Инструкция ниже заканчивается на внешних настройках.
Пошаговая настройка подачи азота: чек-лист Slon3
Отмечайте шаги по мере выполнения — прогресс сохранится до перезагрузки страницы. После каждого шага сверяйтесь с признаком верного результата.
Выполнено 0 из 8
Шаг 1. Проверить источник азота на входе
Криогенный газ из баллона или Дьюара несёт 2–5 ppm кислорода, генератор PSA — от десятков до тысяч ppm в зависимости от режима. Замерьте анализатором прямо на входе в печь.
Верно, если O2 на входе как минимум в 10 раз ниже вашей уставки.Шаг 2. Выровнять шторки на входе и выходе тоннеля
Подрезанная или порванная шторка даёт больше утечки, чем любой клапан. На одинаковых печах с одним давлением разница из-за шторок доходила от 80 до 10 000 ppm.
Верно, если нижние края всех полос на одной высоте над конвейером и без просветов.Шаг 3. Сбалансировать вытяжку азота по концам печи
Сравнивайте скорость потока на входе в воздуховоды, а не объём и не диаметр трубы. Разница скоростей создаёт перепад давления и затягивает воздух в тоннель.
Верно, если анемометр на обоих концах показывает одно значение с разбросом до 5 %.Шаг 4. Продуть пустой тоннель на рабочей температуре
Выведите зоны на профиль, конвейер пустой. Откройте подачу на номинал из паспорта или 20–30 м³/ч для типовой печи и наблюдайте кривую O2.
Верно, если показания 10 минут подряд не меняются больше чем на 10 %: это плато.Шаг 5. Найти минимальный расход азота на плато
Снижайте подачу ступенями по 2 м³/ч, выжидая 5 минут на каждой. Как только ppm пошли вверх и перестали держать уставку — верните предыдущую ступень.
Верно, если уставка держится, а следующая ступень вниз её уже не держит.Шаг 6. Снять карту кислорода по зонам печи
Прогоните шаттл-логгер O2 через тоннель вместе с платой-носителем. Встроенный датчик видит одну точку, а важен кислород в зоне оплавления.
Верно, если в зоне пика O2 не выше уставки, а на входе допустим умеренный рост.Шаг 7. Подправить термопрофиль под азотную среду
В азоте типичный пик ниже: 230–245 °C против 245–260 °C на воздухе. Не переносите воздушный профиль без проверки, иначе получите затекание припоя по выводам.
Верно, если на первой плате галтели QFN полные, а чип-компоненты не встали «надгробием».Шаг 8. Закрепить уставку и вести журнал O2
Запишите расход, ppm по зонам и партию пасты. В смену контролируйте переносным анализатором каждые 30 минут — так ловят износ шторок до брака.
Верно, если три записи подряд совпадают с уставкой.
Азот по зонам камеры пайки: где что проверять
1–2 %
На входе кислород выше всего: плата затягивает воздух, и это нормально. Смотрите на ровность шторок и на то, не бьёт ли сквозняк из цеха прямо в проём. Экран или отключённый вентилятор рядом снижают подсос сильнее, чем лишние кубометры газа.
<5000
В преднагреве испаряются растворители пасты. Здесь азот ещё не критичен, но именно сюда оседают пары флюса, которые со временем забивают азотные форсунки и уводят поток в сторону.
<2000
При термовыдержке флюс активируется и снимает окислы с площадок. Азот окислы не удаляет — он лишь не даёт образоваться новым, поэтому к этой зоне кислород уже должен заметно упасть.
уставка
Контрольная зона. Бессвинцовый SAC плавится около 217 °C, и за секунды жидкой фазы поверхность окисляется быстрее всего. Именно здесь уставка O2 должна выполняться, и именно сюда смотрит шаттл-логгер на шаге 6.
выход
При охлаждении припой кристаллизуется, и вкладом азота остаются блестящие галтели. Выходная шторка и выходной воздуховод решают баланс тоннеля: перетянутая вытяжка здесь засасывает воздух через всю печь.
Уставки остаточного кислорода: таблица Slon3.at
Значения ориентировочные. Окончательную цифру задают паста, покрытие площадок и самые мелкие компоненты на плате.
| Сборка | O2, ppm | Расход, м³/ч | Оговорка |
|---|---|---|---|
| Обычный SMT, SOIC, QFP | <1000 | 20–30 | Олово-свинец на хорошем покрытии часто паяют и на воздухе |
| BGA, QFN, мелкий шаг | <100 | 25–35 | Лучшая боковая галтель QFN |
| Бессвинцовый SAC повышенной надёжности | ≤50 | 30–40 | Нужна плотная печь и проверенные шторки |
| Медицинские изделия | ≤20 | по паспорту | Предел, где упор уже в конструкцию тоннеля |
| Много 0201 и 01005 | 1000–2000 | 15–25 | Ниже растёт «надгробие» лёгких чипов |
| Лабораторная печь | <1000 | около 15 | Малый объём, но больше относительных утечек |
Пять заблуждений про азот в печи оплавления
- Азот же снимает окислы с выводов?
- Нет. При температурах пайки азот ни с чем не реагирует. Старые окислы снимает только флюс, азот мешает появиться новым.
- Возьму газ почище — пайка станет лучше.
- Разницы между 10 ppm и 10 ppt на входе вы не увидите: воздух всё равно подмешивается через проёмы тоннеля.
- Прибавлю подачу — кислород упадёт ещё.
- После плато дополнительный газ лишь усиливает турбулентность у проёмов и подсос воздуха. Платите больше, ppm стоят.
- Азот лучше передаёт тепло.
- Молекулярная масса 28 против 32 у кислорода — разница в теплопередаче практически нулевая. Профиль меняют из-за смачивания, не из-за тепла.
- Знаю ppm в одной печи — значит, во всех такие же.
- Одинаковые печи с одинаковым давлением на входе расходились от 80 до 10 000 ppm только из-за длины шторок.
Типичные ошибки при подаче азота в камеру пайки
Было: уставку O2 занизили до 500 ppm на плате с 0201
Боковые галтели QFN выправились, мостики ушли, но мелкие чипы начали вставать на торец чаще, чем на воздухе.
Стало: уставку вернули на 1500 ppm
Большая часть выигрыша по смачиванию осталась, а сила поверхностного натяжения перестала опрокидывать лёгкие компоненты.
Было: расход выкрутили на 40 м³/ч «с запасом»
Счёт за газ вырос, ppm в зоне оплавления не изменились — печь давно стояла на плато.
Стало: минимальная ступень, держащая уставку
Шаг 5 чек-листа: снижение по 2 м³/ч до первой ступени, где кислород уходит вверх, и возврат на одну назад.
Было: доверяли одному датчику печи
В точке датчика всё зелёное, а в зоне пика кислород в несколько раз выше из-за засорённой форсунки.
Стало: карта по зонам и журнал раз в 30 минут
Шаттл-логгер показывает профиль ppm по всему тоннелю, переносной анализатор ловит дрейф между проходами.
Кислород в камере пайки не падает: что проверить
Листайте карточки по порядку — от самой частой причины к редкой. Если дошли до конца и не нашли — это точка вызова сервиса.
Вытяжка перетягивает один конец
Разная скорость в воздуховодах гонит воздух внутрь. Выровняйте заслонками по анемометру.
Форсунки забиты флюсом
Нагар от паров флюса уводит азот в сторону. Чистка по регламенту печи, у волны — рамку ресивера раз в месяц.
Утечка на фитингах
Течеискатель по всем стыкам от редуктора до панели. Шипение или пузыри — подтяжка или замена уплотнения.
Грязный газ от генератора
PSA на завышенном отборе даёт больше кислорода на выходе. Замер на входе в печь, сверка с паспортом генератора.
Уплыл датчик O2 печи
Расхождение с переносным анализатором больше 20 % — повод для калибровки по методике производителя.
Азот на волне припоя и граница самостоятельной настройки в Slon3
На волне азот подают не в закрытый тоннель, а через пористые распылители в титановой раме-ресивере между соплами. Ламинарный поток ложится на поверхность волны, и под платой за доли секунды держится менее 10 ppm без кожуха. Такая рамка ставится даже на старые установки.
Разбор одного случая: волна 13 лет в работе
На отечественном заводе охранной электроники ресивер поставили на Ersa 330 и месяц гоняли двусторонние платы: свыше 50 тысяч штук, более 3 млн паяных соединений. Шлака стало меньше более чем на 85 %, припоя уходит на 52 % меньше. Обслуживание — чистка рамки раз в месяц и сбор шлака через 5 циклов.
Схема справа показывает путь газа. Всё до пунктирной границы — ваша зона: шторки, вытяжка, расход, профиль. Всё за ней — сервис-инженер.
Вопросы о подаче азота в камеру пайки — Slon3 at
Типовая конвейерная печь держит менее 1000 ppm при 20–30 м³/ч, лабораторная — около 15 м³/ч, длинные линии — 30–40 м³/ч. Точный минимум ищут по плато на шаге 5 чек-листа Slon3.
Для мелкого шага, BGA и QFN обычно задают менее 100 ppm. Если на той же плате много 0201 и 01005, уставку поднимают к 1000–2000 ppm, чтобы не получить «надгробие» — так советует и справочник Slon3at.
Печь вышла на плато: воздух подмешивается через проёмы, и лишний газ только усиливает турбулентность. Проверьте шторки и баланс вытяжки — это даёт больше, чем расход. Подробный порядок проверки есть в разделе Slon3 at выше.
Часто нет: на хорошем покрытии разница с воздухом невелика. Выигрыш заметен на бессвинцовых сплавах, покрытии OSP, мелком шаге и пастах с низким остатком флюса. Slon3 рекомендует начинать с воздуха и переходить на азот по дефектам.
Встроенный датчик работает постоянно, а переносным анализатором контролируют каждые 30 минут и записывают в журнал. Шаттлом по зонам — после замены шторок, чистки и смены продукта. Шаблон журнала описан в материалах Slon3at.
Если внешние меры не помогли, при любой работе внутри газовой панели, с клапанами, генератором, газификатором или ресивером под давлением. В Slon3.at эта граница отмечена на схеме подачи.