De overstap van Sn63/Pb37 naar SAC305 met de hand solderen is geen eenvoudige draadvervanging. De legering smelt anders, heeft normaal gesproken een effectievere warmteoverdracht nodig, reageert anders tijdens bevochtiging en kan een minder helder afgewerkte verbinding opleveren.
Sn63/Pb37 is een eutectische tin-loodlegering die smelt bij 183 graden. SAC305 bevat ongeveer 96,5% tin, 3% zilver en 0,5% koper en smelt binnen een bereik van ongeveer 217-219 graden. Dit zijn legeringseigenschappen, geen universele soldeerboutinstellingen-.
Kernprincipe:Vestig het nieuwe proces op een representatieve vergadering. Compenseer niet elke langzame verbinding door het stationsetpoint te verhogen.
Lezers die een bredere legeringscontext nodig hebben, kunnen eerst de vergelijking bekijken vantinsoldeer en loodsoldeeren de gids voorgebruikelijke tinsoldeerlegeringen voor PCB-assemblage.
Snel antwoord: wat moet er veranderen?
Een gecontroleerde Sn63/Pb37-naar-SAC305-omschakeling zou acht gebieden moeten aanpakken:
- bevestig de legering, het fluxsysteem en de productvereisten;
- de warmteoverdracht verbeteren voordat het instelpunt wordt verhoogd;
- fluxactiviteit en residuvereisten afstemmen op het proces;
- valideer de handmatige soldeervolgorde- op representatieve verbindingen;
- inspecteer bevochtiging en geometrie in plaats van alleen de helderheid;
- defecten oplossen aan de hand van materiaal- en procesbewijs;
- controle van gelode en lood-vrije materialen in faciliteiten voor gemengd-gebruik;
- kwalificeer de operator en documenteer het goedgekeurde procesvenster.
Een methode die werkt op een kleine trainingscoupon werkt mogelijk niet op een meerlaagse PCB, een geaarde -aangesloten terminal of een zware connector. Voeggeometrie en plaatconstructie moeten worden meegenomen in de validatie.
Sn63/Pb37 versus SAC305 handmatig solderen
| Procesfactor | Sn63/Pb37 | SAC305 |
|---|---|---|
| Smeltgedrag | Eutectische overgang op 183 graden | Smeltbereik rond 217-219 graden |
| Vraag naar warmte | Over het algemeen lager voor een vergelijkbaar gewricht | Over het algemeen hoger, maar sterk beïnvloed door tipcontact, kopergebied en stationherstel |
| Bevochtigende reactie | Lijkt vaak sneller en vloeiender | Mogelijk is een meer bewuste warmteoverdracht en fluxcontrole nodig |
| Gezamenlijke uitstraling | Vaak helder en glad | Kan er minder helder of matter uitzien |
| Thermisch risico | Lagere smelttemperatuur van de legering | Groter risico wanneer operators compenseren met een te hoge temperatuur of verblijftijd |
| Inspectie aanpak | Gebruik de goedgekeurde vakmanschapscriteria | Gebruik dezelfde op bewijsmateriaal-gebaseerde aanpak; wijs een voeg niet alleen af omdat deze minder glanst |
De legering is slechts een deel van het proces. De rollen van tin, zilver, koper en andere toevoegingen worden besproken in de gids voorlegeringscomponenten in soldeer.
Verwar vier verschillende temperatuurwaarden niet
| Temperatuurwaarde | Wat het betekent | Waarom het ertoe doet |
|---|---|---|
| Smeltbereik van legering | Een materiaaleigenschap die beschrijft wanneer de legering begint en eindigt met smelten | Het verklaart het basisgedrag van de legering, maar definieert niet de stationinstelling |
| Station-instelpunt | Het doel kwam het soldeerstation binnen | Het bewijst niet de temperatuur die onder belasting aan de punt wordt gehandhaafd |
| Tiptemperatuur onder belasting | De temperatuur die de punt kan behouden tijdens het overbrengen van warmte naar het gewricht | Het hangt af van de verwarmer, sensor, tipconditie, geometrie en thermisch herstel |
| Gezamenlijke temperatuur | De thermische toestand die wordt bereikt door het kussen en de componentafsluiting | Dit bepaalt of de oppervlakken de flux kunnen activeren en het soldeer kunnen accepteren |
De stationsweergave is dus geen volledige procesmeting. Een hoog instelpunt met een smalle geoxideerde tip kan minder bruikbare warmte overbrengen dan een lager instelpunt met een schone tip die effectief in contact komt met beide oppervlakken.
1. Bevestig de legerings-, flux- en productvereiste
Begin met de tekening, stuklijst, klantspecificatie en goedgekeurde werkinstructie. Het label 'lood-vrij' duidt niet op één universeel proces. SAC305, tin-koper, laag-zilver SAC en bismut-bevattende legeringen hebben verschillende samenstellingen en operationele overwegingen.
DeOfficiële RoHS-informatie van de Europese Commissiebeschrijft beperkingen op gevaarlijke stoffen in gedekte elektrische en elektronische apparatuur. RoHS omvat reikwijdteregels, uitsluitingen en vrijstellingen, dus de nalevingsbeslissing moet worden genomen voor het specifieke product en de specifieke markt.
Noteer het volgende voordat u het handmatige soldeerproces- uitvoert:
- originele assemblagelegering en toegestane herbewerkingslegering;
- soldeer-draaddiameter en flux-kernidentificatie;
- PCB-oppervlakteafwerking en componentafwerking;
- residuclassificatie en reinigingsvereiste;
- eisen van klanten, regelgeving en betrouwbaarheid;
- scheidingsregels voor werkstations en materiaal-.
Het artikel over declassificatie van soldeerbiedt aanvullende context over soldeervormen en legeringsfamilies. Geschikte draad- en staafproducten kunt u bekijken in deYIHMA-soldeerdraad en soldeerstaafassortiment.
2. Verbeter de warmteoverdracht voordat u het instelpunt verhoogt
Langzame bevochtiging betekent niet automatisch dat de zenderinstelling te laag is. Warmte moet van de verwarmer via de punt naar beide oppervlakken stromen die met elkaar worden verbonden. Contactoppervlak, tipmassa, thermisch herstel en koperverdeling op de plaat hebben allemaal invloed op die overdracht.
Selecteer een tip die contact maakt met beide oppervlakken
Een zeer fijne conische punt kan toegang bieden, maar het kleine contactoppervlak kan ervoor zorgen dat een grote aansluiting of een met aarde-aangesloten pad langzaam warm wordt. Een beitel of afgeschuinde punt kan de warmte effectiever overbrengen als deze in contact kan komen met het kussen en de afsluiting zonder aangrenzende elementen aan te raken.
Gebruik het grootste praktische contactoppervlak dat past bij de gewrichts- en spelingslimieten. Het doel is niet om de grootste beschikbare fooi te selecteren; het is om stabiel contact te creëren zonder nabijgelegen componenten of soldeermasker te beschadigen.
Controleer herstel, kalibratie en tipconditie
Een geoxideerde of slecht passende tip kan de verwachte inactieve temperatuur weergeven terwijl de warmte slecht wordt overgedragen. Controleer de oxidatie van de tip, de conditie van de verwarmer en sensor, de kalibratiestatus, de pasvorm van de tip-op-verwarmer, thermisch herstel en de belasting die door de assemblage wordt veroorzaakt.
Houd het werkoppervlak schoon en beschermd door een dunne soldeerlaag. Het herhaaldelijk verhogen van de stationaire temperatuur kan de degradatie van de tip versnellen en herstelproblemen moeilijker te diagnosticeren maken.
Overweeg gecontroleerd voorverwarmen
Grote koperen vlakken, schilden, metalen-kernplaten en zware connectoren kunnen de warmte sneller afvoeren dan een klein handgereedschap kan leveren. Gecontroleerd voorverwarmen kan het temperatuurverschil tussen de doelverbinding en de rest van de plaat verkleinen, maar het moet binnen de gedocumenteerde limieten van de printplaat, componenten, lijmen en eerdere verbindingen blijven.
Algemene hanteringsprincipes en procesvoorzorgsmaatregelen worden behandeld in de gids voorsoldeertoepassingsprocessen en voorzorgsmaatregelen.
3. Stem de Flux-activiteit af op het proces
Flux ondersteunt de verwijdering en bevochtiging van oxiden tijdens het beschikbare verwarmingsvenster. Het kan een koude pad, slecht tipcontact, ernstige vervuiling of een ongeschikte combinatie van legering-en-afwerking niet onbeperkt compenseren.
Bevestig dat de gevulde draad-geschikt is voor de geselecteerde legering, basis-metaalafwerkingen, residubehoefte, reinigingsmethode en verwachte procesomstandigheden. Wanneer een afzonderlijke flux is toegestaan voor herbewerking, moeten de chemie en de hoeveelheid ervan worden gecontroleerd in plaats van toegevoegd totdat de verbinding lijkt te vloeien.
Controleer voordat u extra vloeimiddel toevoegt:
- reinheid en geometrie van de tip;
- pad- en beëindigingsvoorwaarde;
- legering en flux-kernidentiteit;
- contactgebied en stationherstel;
- thermische massa van boord;
- de goedgekeurde rest- en reinigingsregels.
De bredere selectiefactoren worden uitgelegd in het artikel overhet kiezen van de juiste soldeerflux. Overtollige externe flux kan zich buiten het verwarmde gebied verspreiden, onvolledig verwerkte resten achterlaten en de werkelijke oorzaak van slechte bevochtiging verbergen.
4. Valideer hoe een betrouwbaar SAC305-gewricht wordt gevormd
Het soldeer moet verwarmde oppervlakken bevochtigen. Het mag niet volledig op het strijkijzer worden gesmolten en naar een koud kussen en lood worden gedragen.
Aanbevolen joint-Formatievolgorde
- Inspecteer het gewricht.Controleer of de pad, de aansluiting en het omliggende gebied schoon en onbeschadigd zijn.
- Bereid de punt voor.Gebruik een schoon, goed vertind contactoppervlak.
- Neem contact op met de pad en de beëindiging.Plaats de punt zo dat de warmte beide oppervlakken bereikt.
- Breng soldeer aan op de verbinding.Breng de draad aan op de plaats waar de verwarmde oppervlakken samenkomen, in plaats van het volledige soldeervolume op de punt aan te brengen.
- Observeer bevochtiging.Controleer of het soldeer zich over de vereiste oppervlakken verspreidt.
- Verwijder eerst de draad.Stop met het toevoegen van legering wanneer het vereiste volume aanwezig is.
- Verwijder het strijkijzer.Vermijd onnodige verwarming nadat de voeg is gevormd.
- Houd de montage stil.Voorkom beweging terwijl het soldeer stolt.
- Inspecteer na afkoeling.Evalueer bevochtiging, geometrie, schade en residu.
Het procesvenster instellen
Valideer de methode op representatieve verbindingen in plaats van één universele instelling uit een generiek diagram te selecteren.
- identificeer de waarschijnlijk koudste of thermisch meest veeleisende verbinding;
- registreer het station, de puntgeometrie, de draad, de flux en de assemblagerevisie;
- begin met de apparatuur- en materiaalinstructies in plaats van met het stationmaximum;
- observeer of beide oppervlakken een bevochtigbare toestand bereiken zonder overmatige contacttijd;
- inspecteer nabijgelegen laminaat, soldeermasker en componenten op thermische schade;
- herhaal het proces voor meerdere representatieve verbindingen en operators;
- definieer de geaccepteerde apparatuuropstelling, inspectiecriteria en escalatieregel in de werkinstructie.
Een classificatieoverzicht van veel voorkomende soldeertoepassingen is beschikbaar in de handleidingzachte-soldeermaterialen en -eigenschappen.
5. Inspecteer bevochtiging en geometrie, niet alleen de helderheid
Operators die zijn getraind in Sn63/Pb37 verwachten vaak dat elke acceptabele verbinding helder en soepel is. SAC305-verbindingen kunnen na stolling minder helder of matter lijken. Een mat oppervlak alleen bewijst nog geen koude verbinding.
"Mat" mag echter niet worden gebruikt als excuus voor een zichtbaar verstoorde, gebarsten, onvolledig bevochtigde of vervuilde voeg. Controleer of het soldeer:
- bevochtigt de vereiste pad- en componentafsluiting;
- vormt de vereiste afronding of door- opvulling van gaten;
- blijft binnen het beoogde gezamenlijke gebied;
- vermijdt bruggen, scheuren en verstoorde oppervlakken;
- laat de vereiste oppervlakken niet bloot of onbevochtigd achter;
- beschadigt de pad, het laminaat of het onderdeel niet.
IPC's officiële release van J-STD-001J en IPC-A-610Jlegt uit dat de normen betrekking hebben op controles van het assemblageproces, materialen en acceptatiecriteria na de{0}}montage. Gebruik de herzieningen en productklasse die vereist zijn door de klant of het interne kwaliteitssysteem in plaats van een informele regel van 'glanzend is gelijk aan goed'.
6. Los problemen met gemeenschappelijke lead-Free Hand-soldeerdefecten op
| Waargenomen probleem | Mogelijke oorzaak | Eerste controle |
|---|---|---|
| Er blijft soldeer op de punt achter | Slecht contact of koude gewrichtsoppervlakken | Tipgeometrie en contact met zowel pad als afsluiting |
| Soldeer vormt een bal | Oxidatie, verontreiniging of onvoldoende fluxactiviteit | Oppervlakteconditie en fluxcompatibiliteit |
| Langzame bevochtiging | Onvoldoende warmteoverdracht of ongeschikte flux | Tipconditie, contactoppervlak, herstel en thermische massa van het board |
| Brug | Overtollig soldeer of slechte voedingscontrole | Draaddiameter, aangebracht volume en tipbeweging |
| IJspegel of puntig gewricht | Terugtrekkingstechniek, overmatig solderen of onvolledige bevochtiging | Verwijderingsvolgorde en daadwerkelijke gewrichtsreactie |
| Verstoord oppervlak | Beweging tijdens stolling | Bevestiging en behandeling na verwijdering van het ijzer |
| Opgeheven kussen | Overmatige stilstand, kracht of herhaalde herbewerking | Contacttijd, tippositie en herbewerkingsgeschiedenis |
| Overmatig residu | Te veel externe flux of onvolledige thermische verwerking | Fluxvolume, chemie en reinigingsvereiste |
| Onvoldoende vulling-van het gat | Het vat of de terminal kreeg niet genoeg warmte | Tipgrootte, toegang, koperaansluiting en voorverwarmen |
| Herhaalde tipoxidatie | Te hoge stationaire temperatuur of slecht onderhoud | Stand-by-installatie en tip-procedure |
De legering moet een diagnostische input blijven en niet de automatische hoofdoorzaak. Bredere materiaal- en procescontroles worden beschreven inEvaluatiemethoden voor soldeerprestaties.
7. Controle van gelode en lood-vrije materialen in faciliteiten voor gemengd-gebruik
Een faciliteit die beide legeringsfamilies verwerkt, moet in staat zijn het gebruikte materiaal op elk werkstation en op elk product te identificeren. Het simpelweg vaststellen dat een verbinding van een gemengde-legering smelt en er normaal uitziet, betekent niet dat de herbewerking is goedgekeurd.
| Werkstationmodel | Typische controle | Belangrijkste risico dat moet worden aangepakt |
|---|---|---|
| Speciaal lead-gratis station | Apart station, tips, draad, gereedschap en schroot | Materiaal dat per ongeluk uit een ander gebied is overgebracht |
| Gedeeld station met speciale verbruiksartikelen | Gecontroleerde tipwissel, geïdentificeerde draad en gedocumenteerde wissel | Ongecontroleerde overdracht van gereedschap of verbruiksartikelen |
| Gemengd-gebied voor productherbewerking | Werkorderidentificatie, legeringsverificatie en herbewerkingsregistratie | Gebruik van een legering die niet is goedgekeurd voor de originele montage |
Identificeer in ieder geval soldeer-draadspoelen, puntopslag, handgereedschap, herbewerkingsmaterialen, afvalcontainers en werkinstructies. Registreer de originele assemblagelegering, de nabewerkingslegering, de locatie van de verbinding, de operator, het inspectieresultaat en de locatie waar traceerbaarheid vereist is.
Gemengde-legeringsbewerkingen kunnen de resulterende samenstelling en het smeltgedrag veranderen. De aanvaardbaarheid ervan moet voortkomen uit de productspecificatie, de eis van de klant of een goedgekeurde herbewerkingsprocedure-en niet uit een universele mengregel.
8. Kwalificeer operators en documenteer het goedgekeurde proces
Loodvrije training- zou meer moeten verifiëren dan het vermogen om één visueel acceptabele verbinding te maken op een eenvoudige coupon. De kwalificatie moet de montage- en vakmanschapvereisten vertegenwoordigen waarmee de operator te maken krijgt.
Een nuttige praktische evaluatie kan het volgende omvatten:
- een klein oppervlak-montagelood;
- een groter thermisch kussen of terminal;
- een geplateerde doorgaande- gatverbinding;
- een grond-verbonden verbinding;
- een verbinding in de buurt van een warmte-gevoelig onderdeel.
De operator moet de juiste legerings- en fluxidentificatie, tipselectie, tipverzorging, gelijktijdige verwarming van de oppervlakken, gecontroleerde soldeertoevoer, herkenning van bevochtiging, vermijden van overmatige stilstand, identificatie van defecten en naleving van de scheidingsregels aantonen.
Documenteer de revisie van de assemblage, station, punt, soldeerdraad, vloeimiddel, geaccepteerde verbindingsvoorbeelden, verboden omstandigheden, inspectiebasis, operator en goedkeuringsdatum. Voor producten met hoge- betrouwbaarheid moet de kwalificatie verbonden blijven met het gecontroleerde proces en de vereiste productklasse, in plaats van te worden behandeld als een permanente generieke autorisatie.
Illustratief omschakelingsscenario
Het volgende scenario illustreert het beoordelingsproces en geeft geen gemeten productieresultaten weer.
Een connectorsamenstel verandert van Sn63/Pb37-draad naar SAC305. Operators melden langzamere bevochtiging en reageren door verschillende stationinstelpunten te verhogen. Sommige gewrichten blijven onvolledig bevochtigd, terwijl andere pads tekenen van overmatige verhitting vertonen.
Uit het onderzoek blijkt dat een smalle punt slechts één kant van de zware terminal raakt en onder belasting temperatuur verliest. Het procesteam selecteert een tip die effectiever contact maakt met de terminal en het kussen, verifieert de flux-kerndraad, controleert het herstel van het station, evalueert de gecontroleerde voorverwarming en maakt geaccepteerde verbindingsmonsters voor inspectie.
Er doet zich een tweede probleem voor tijdens het werk door- gaten: de bovenkant-zijkant ziet er acceptabel uit, maar het thermisch verbonden vat vult zich niet consistent. Deze verbinding is toegevoegd aan het kwalificatiemonster omdat het uiterlijk aan één kant niet de volledige verbinding vertegenwoordigde.
Het nuttige resultaat is een gedocumenteerde opstellings- en inspectiemethode voor de daadwerkelijke montage-en niet één universeel temperatuurgetal.
SAC305 Hand-Checklist voor het wisselen van soldeer
- bevestig de product- en marktvereisten;
- noteer de originele legering en de toegestane herbewerkingslegering;
- identificeer de soldeerdraad, diameter en fluxkern;
- controleer de PCB- en componentafwerkingen;
- selecteer een tip die effectief contact maakt met het representatieve gewricht;
- controleer stationkalibratie, herstel en tipconditie;
- beslissen of gecontroleerd voorverwarmen nodig is;
- valideer de opstelling op thermisch veeleisende verbindingen;
- aanvaardbare en defecte verbindingsvoorbeelden definiëren;
- controle van gelode en lood-vrije materialen en gereedschappen;
- kwalificerende exploitanten op representatieve verbindingen;
- keurt de werkinstructie en herwerklimieten goed;
- verifieer de resultaten via de vereiste inspecties en tests.
Voor een bredere introductie tot soldeermaterialen, ziewat tinsoldeer is. Relevante legerings- en draadopties kunnen ook worden bekeken in deYIHMA tinsoldeercategorie.
Veelgestelde vragen
Vraag: Heeft de SAC305 altijd een hogere soldeerbout- nodig?
A: Er is geen universele instelling van toepassing op elk station en elke montage. SAC305 heeft een hoger smeltbereik dan Sn63/Pb37, maar tipgeometrie, thermisch herstel, verbindingsgrootte, koperoppervlak en voorverwarmen moeten worden beoordeeld voordat het instelpunt wordt verhoogd.
Vraag: Waarom ziet een lood-vrije soldeerverbinding er dof uit?
A: SAC305-verbindingen kunnen er minder helder of matter uitzien dan Sn63/Pb37-verbindingen. Evalueer bevochtiging, geometrie, scheuren, verstoorde oppervlakken en product-specifieke acceptatiecriteria in plaats van alleen de helderheid.
Vraag: Kan hetzelfde soldeerstation worden gebruikt voor loodhoudend en loodvrij- werk?
A: Een gedeeld station kan mogelijk zijn onder een gecontroleerde procedure, maar draad, tips, gereedschappen, werkorders en omschakelingsregistraties moeten de identificatie van legeringen en de verontreinigingscontrole ondersteunen. Sommige faciliteiten maken gebruik van volledig speciale stations.
Vraag: Kan extra flux de langzame bevochtiging van SAC305 oplossen?
A: Compatibele flux kan bepaalde herbewerkingen ondersteunen, maar corrigeert geen slecht tipcontact, een koude pad, ernstige oxidatie, onvoldoende stationherstel of een ongeschikte combinatie van oppervlak-en-legering.
Vraag: Kan SAC305 tijdens herbewerking worden gemengd met Sn63/Pb37?
A: Ga er niet vanuit dat dit acceptabel is. Gemengde-herwerking van legeringen kan de samenstelling en het smeltgedrag veranderen. Volg de productspecificatie, de eisen van de klant en de goedgekeurde herbewerkingsprocedure.
Vraag: Verbiedt RoHS elk gebruik van loodhoudend soldeer?
A: Nee. RoHS beperkt gevaarlijke stoffen in de gedekte elektrische en elektronische apparatuur en omvat reikwijdteregels en uitzonderingen. De eis moet worden beoordeeld voor het specifieke product en de specifieke markt.
Conclusie
Overstappen van Sn63/Pb37 naar SAC305 handmatig solderen moet worden beheerd als een materiaal-, proces-, inspectie- en trainingsverandering. Begin met het bevestigen van de legerings- en productvereisten en stel vervolgens de warmteoverdracht, fluxcontrole en verbindingsvorming vast tijdens de daadwerkelijke montage.
De sterkste opstelling is niet degene met de hoogste weergegeven temperatuur. Het is het gedocumenteerde proces dat herhaaldelijk aanvaardbare verbindingen creëert zonder onnodige thermische schade.
Voor legerings-, draad-, flux- en toepassingsaanbevelingen op basis van de PCB, de verbindingsgeometrie en de betrouwbaarheidseis dient u de procesdetails in via deYIHMA-vragenpagina.
