Перейти к содержанию

Термопрофиль пайки оплавлением (reflow profile)

При пайке оплавлением плата с пастой и деталями проходит через печь, и температура меняется по заданному графику. Пределы этого графика — скорость нагрева, время выше точки плавления припоя, пиковую температуру — дают стандарт J-STD-020 и даташиты деталей.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Термопрофиль пайки оплавлением (reflow profile) — зависимость температуры платы и деталей от времени при прохождении через печь оплавления. Его делят на зоны: нагрев, предварительный прогрев с выдержкой, время выше температуры плавления припоя (ликвидуса), пик и охлаждение. Пределы каждой зоны для бессвинцовой пайки задаёт стандарт JEDEC J-STD-020, и производители компонентов приводят их в даташитах (SLMA002, табл. 3; RP2040, разд. 5.3).

Пределы для бессвинцового припоя

ЗонаSLMA002 (TI)RP2040
Нагрев до пикане быстрее 3 °C/сне быстрее 3 °C/с
Прогрев (150–200 °C)60–180 с60–120 с
Выше ликвидуса 217 °C60–150 с60–150 с
Пикпо этикетке детали260 °C, 30 с в пределах 5 °C
Охлаждениене быстрее 6 °C/сне быстрее 6 °C/с
От 25 °C до пика—не больше 8 мин

Для оловянно-свинцового припоя у TI другие цифры: прогрев 100–150 °C, ликвидус 183 °C. Все температуры относятся к верхней поверхности корпуса.

Профиль классификации и профиль сборки

Важное различие, которое подчёркивает Raspberry Pi: таблица в даташите — это профиль классификации, при котором деталь проверяли на стойкость, а не готовая настройка печи. Реальный профиль строят под свою пасту, плату и печь, не выходя за эти пределы. TI добавляет: следовать рекомендациям производителя пасты и держать пик как можно ниже (SLMA002, разд. 3.2).

Связь с другими требованиями

Пиковая температура привязана к уровню влагочувствительности: деталь, пролежавшую вне сухой упаковки дольше допустимого, перед оплавлением сушат (TEMT6000, разд. Drying). Корпуса с центральной площадкой, по TI, паяют тем же профилем. На качество пайки влияет и финишное покрытие площадок; чертежи корпусов собраны в справочнике корпусов.

Частые вопросы

Какой термопрофиль ставить в печь?

Профиль подбирают под пасту, плату и печь, а пределы берут из даташитов деталей. RP2040 Datasheet прямо оговаривает, что приведённые значения — профиль классификации, а не профиль сборки, и реальный профиль не должен их превышать. TI советует следовать рекомендациям производителя пасты и держать пик как можно ниже, не выходя за уровень MSL детали (SLMA002, разд. 3.2).

Где взять пиковую температуру для конкретной детали?

У TI — в столбце MSL rating/Peak reflow приложения Package Option Addendum и на этикетке влагозащитного пакета (SLMA002, разд. 3.2). Например, у RP2040 температура классификации 260 °C (разд. 5.3). Температуры профиля TI относит к верхней поверхности корпуса (SLMA002, табл. 3).

Нужно ли менять профиль для корпусов с центральной площадкой?

По TI — нет: у корпусов PowerPAD нет дополнительной тепловой массы, и профиль остаётся тем же, что для обычных пластмассовых корпусов. Добавляется лишь площадь пайки под площадкой; для неё TI советует конвекционную печь с азотом, чтобы под корпусом не образовывались шарики припоя (SLMA002, разд. 3.2).

Источники

  1. Texas Instruments. PowerPAD Thermally Enhanced Package, SLMA002H — разд. 3.2 — профиль для PowerPAD не отличается от обычных пластмассовых корпусов; рис. 14 — диапазон профилей по J-STD-020; пиковую температуру указывают на этикетке влагочувствительности; следовать рекомендациям производителя пасты, не превышать уровень MSL, TI предпочитает наименьший возможный пик; табл. 3 — Pb-free: нагрев до пика не быстрее 3 °C/с, предварительный нагрев 150–200 °C 60–180 с, выше 217 °C 60–150 с, охлаждение не быстрее 6 °C/с; SnPb: 100–150 °C 60–120 с, выше 183 °C 60–150 с; все температуры — на верхней поверхности корпуса; азот уменьшает образование шариков припоя под корпусом
  2. Raspberry Pi Ltd. RP2040 Datasheet (build 2025-02-20) — разд. 5.3, табл. 613: 150–200 °C 60–120 с, нагрев не быстрее 3 °C/с, ликвидус 217 °C, выше него 60–150 с, пик корпуса и температура классификации 260 °C, 30 с в пределах 5 °C от неё, охлаждение не быстрее 6 °C/с, от 25 °C до пика не больше 8 мин; примечание — это профиль классификации, а не профиль сборки, который строят под свой процесс в этих пределах; 5.4 — MSL 1
  3. Vishay. TEMT6000X01 Ambient Light Sensor, doc. 81579 — рис. 7 — бессвинцовый профиль оплавления по J-STD-020D; floor life 168 ч при MSL 3, сушка при поглощении влаги

Нашли ошибку?

Смотрите также