Поверхность припоя в тигле необходимо каждый раз очищать, прежде чем погрузить в припой очередную плату с печатным монтажом. Это преследует следующие цели: удаляет все окислы и потускнения с поверхности расплава, которые служат термическим барьером между припоем и изделием, удаляет загрязнения с поверхностей, предназначенных для пайки, и осуществляет непосредственный контакт между ними. Снятие верхнего слоя обычно происходит с помощью скребка из несмачивающегося материала, который выдерживает повышенную температуру и не растворяется в припое. Такими материалами являются тефлон, теплостойкое стекло, керамика, нержавеющая сталь. Очистить поверхность припоя от окислов можно, создавая на поверхности расплава пену из жидкостей или газов. Кроме того, можно пользоваться неактивными компонентами флюса, которые часто называют накрывающим слоем. В качестве таких материалов могут использоваться теплостойкие смолы, сходные со смолами флюса, пальмовое масло, стеариновая кислота, воск и т. д. Они не только предохраняют поверхности от потускнения, но и уменьшают образование окалины. Жидкости, такие как силиконовые масла, жиры и различные нефтяные продукты, также могут образовывать пену на поверхностях, предохраняя их от дальнейшего окисления. Однако их применение должно быть тщательно исследовано, так как осаждение их конденсированных паров может создать серьезные проблемы ухудшения паяемости печатных схем. Требуется соответствующая вентиляция и правильное экранирование платы от испарений этих материалов, особенно от силиконовых масел, которые тяжело удалять при окончательной сборке.

Для уменьшения окисления припоя можно использовать инертный газ, например азот или COg. В некоторых случаях на поверхность припоя наносятся твердые материалы, например куски активированного угля, расколотая ореховая скорлупа, гранулированный асбест или гравий (размером с горошину). Эти материалы служат, главным образом, механическим экраном между кислородом атмосферы и поверхностью припоя.

Тигель с припоем обычно оборудуется электрообогревом. Имеется большое разнообразие моделей тиглей, и выбор зависит от конкретных требований (рис. 13.8).

Рассмотрим общие принципы выбора. Тигель конструируется так, чтобы середина имела более высокую темпера-

туру, чем периферия. Это создает естественную конвекцию, которая будет перемешивать припой. При этом поддерживается высокая степень однородности и исключаются мертвые места в течение отдельных периодов. Этокон-структивное требование легко осуществляется при размещении нагревающего элемента в середине тигля. Нагревание необходимо контролировать. Если термическая мощность элемента не согласована с массой припоя и требуемой

Рис. 13.8. Тигли для припоя.

температурой, юзникнут большие температурные неоднородности. Желательно иметь такой тепловой элемент, который, восполнял бы потери тепла и обеспечивал устойчивую температуру во все время паяния. Такой элемент, однако, потребует длительного времени для разогрева тигля от комнатной до рабочей температуры, и поэтому для ускорения подготовки тигля к паянию потребуется дополнительный быстронагревающий элемент. К сожалению, трудно сконструировать такой идеальный элемент для коммерческого тигля, осуществляющего любые пайки. Следовательно, для универсальности тигля добавляется некоторый температурный регулятор (главным образом биметаллический), действующий на + и на - . При автоматической пайке допускаемые отклонения от температуры пайки меньше и поэтому требуется более сложный температурный контроль.

в тиглях обычно предусмотрена вытяжная вентиляция для удаления неприятных запахов и вредных испарений, получающихся при разложении флюсов. Воздух проходит в вытяжные отверстия вдоль поверхности припоя, способствуя как окислению припоя, так и охлаждению верхнего слоя. Быстрое перемещение воздуха вдоль тигля над припоем снижает температуру припоя на 5° С. Было замечено, что температура уменьшается приблизительно на 1 , даже когда нет движения воздуха. Эти, а также температурные изменения, вызванные окунанием больших паяемых масс, могут быть легко компенсированы увеличением массы припоя или его дополнительным перемешиванием.

Чистота припоя способствует повышению качества и однородности паяных соединений. Уровень чистоты сплава необходимо тщательно контролировать. Если загрязнения достигают уровня, при котором возникают проблемы производственного брака (индивидуальные для каждого процесса), сплав припоя должен быть либо очищен, либо заменен. Возможна металлургическая очистка паяльной ванны, но используемые для этого материалы являются высококоррозийными, низкокипящими и опасными как для оборудования, так и для вентиляционной системы. Поэтому рекомендуется выбрасывать загрязненный припой и заменять его чистым.

Некоторое количество загрязнений можно удалять из паяльной ванны, подбирая режим нагревания и охлаждения. Если продукты загрязнения плавятся при более высокой температуре, чем припой, то при охлаждении они либо всплывают, либо осаждаются на дно тигля изза разности удельных весов.

Загрязненность увеличивается и за счет материалов, погружаемых в тигель с припоем. Медь, например, быстро растворяется в припое, в результате чего припой приходится браковать по медному загрязнению. В изделиях с очень малым поперечным сечением, таких как тонкая проволока, дополнительная опасность заключается в том, что воздей: ствие припоя на изделия с малым поперечным сечением может вызвать повышение их хрупкости и даже полное растворение, что можно видеть на примере тонких проволочек из меди (диаметром в 0,0025 мм) и золота, опущенных приблизительно на 10 сек в тигель с оловянисто-свинцовым припоем. Тигель с припоем может быть загрязнен также арматурой и держателями, периодически вводимыми в ти-