Výhody kondenzačního pájení jsou mnohé a mnohé bylo v této technologii v průběhu let i velmi uspokojivě dořešeno, např. minimalizace tombstoning efektu v posledních letech. Podívejme se nyní jiné na problémy, které se dostávají do popředí odborných diskuzí znovu v poslední době, a to je tvorba voidů a minimalizace popcorning efektu/ delaminace DPS. Povšimněme si, kde můžeme hledat výhody kondenzačního pájení ve světle těchto problémů.
Eliminace voidů
Voidy v bezolovnatých pájených spojích jsou převážně vytvářeny buď zachycením plynů, které se do objemu pájky dostanou, nebo „uvězněním“ zbytků
tavidel. Návrh DPS,
pájecí pasta, tvorba a výběr teplotního profilu jsou tři největší faktory, které minimalizaci voidů ovlivňují, a které stojí za prozkoumání. Nastavení vyváženého teplotního profilu u tradičních
pájecích pecí jsou časově velmi náročná, je potřeba provést a často pečlivě diagnostikovat kroky vedoucí ke stanovení bezpečného profilu. Z ohledem na tvorbu voidů je nutné, aby byla přesně nastavena teplota v peaku tak, aby přehřátím nedocházelo k vyvaření tavidla nebo jeho zapouzdření v objemu pájky. U teplotně řízených zařízení pro kondenzační pájení k přehřátí nedochází, současně je velmi snadné naprogramovat různé smáčecí profily a programovací čas je přitom minimální. Dovoluje to relativně jednoduchý princip vlastního pájení i samotného technické řešení takového zařízení. V porovnání obou technologií, zatímco naprogramování odpovídajících profilů u konvekční pece může trvat hodiny, u kondenzačního pájení jde o záležitost několika minut.
Dnešní zařízení pro
pájení v parách řeší problém přesného profilování vylepšenou pájecí automatikou, kombinací zlepšených vlastností přenosu tepla inertními parami a pečlivě řízeným ponořením DPS do páry v oblasti, kde dochází k předehřevu a vytvoření podmínek pro nasmáčení pájky.
Obr.1 Vysoce produktivní zařízení pro pájení v parách
Základním rozdílem mezi konvekční
reflow pecí a
zařízením pro pájení v parách je účinnost přenosu tepla. Zatímco doba potřebná k dosažení likvidu u konvekčního přetavení může zvednout maximální teplotu až o 30-35°C, u kondenzačního pájení je maximální teplota DPS omezena teplotou páry, která je vždy volena blízko bodu přetavení pájky. Při použití bezolovnaté SnAgCu pájky to je pouze okolo 230 °C.
Z pohledu teplotního profilování u kondenzačního pájení je DPS postupně zanořena do par řízeným procesem zanoření. Jakmile teplota DPS dosáhne přednastavené plató, je vysunuta zpět na rozhraní par. Po uplynutí předehřívací a smáčecí doby kolem 60 vteřin je DPS polohována opět směrem do par přes definované diskrétní tepelné úrovně. Tím je řízen gradient a čas k dosažení přetavení (viz obr.3). Možnost ovládání pohybu DPS mezi různými teplotními hladinami dovoluje velmi citlivě regulovat tepelné dávky. Pájecí doba (doba nad likvidem) je v pájecím profilu jednoznačně přednastavena a řízena strojem. Vzhledem k tomu, že teplota DPS nemůže překročit teplotu páry, v níž se nachází, nemůže dojít k přehřátí v jakékoliv oblasti celého systému.