Pájení vlnou v elektronice

Pájení vlnou je ověřená metoda hromadného strojového pájení elektronky v cínové tavenině s dynamicky vytvořenou vlnou roztavéné cínové pájky. Tato metoda se používá pro pájení desek plošných spojů zejména osazených konvenčními klasickými součástkami s vývody ve formě drátů, kolíčků, planžet (THD). Součástky se v tomto případě osazují všechny ze stejné strany DPS a měly by být zajištěny předtvarováním vývodů nebo jiným způsobem proti vypadnutí. Zařízení pro pájení vlnou je známé pod názvem "cínová vlna" nebo prostě jen "vlna". Ona cínová tekutina je roztavená bezolovnatá cínová pájka.

Princip a provoz zařízení

Základem pájecího zařízení pro pájení vlnou (myšleno cínovovou) je zejména pásový dopravník desek plošných spojů, který přepravuje DPS určené k zapájení uložené ve k tomu přizpůsobených rámech mezi jednotlivými sekcemi stroje pro pájení vlnou. Obsluha vkládá rámy s pájenými DPS do dopravníku pájenou stranou dolů. V první sekci se na pájenou stranu DPS nanáší tavidlo, což je roztok kalafuny v alkoholu nebo směs organických kyselin. Nanáší se bud postřikem nebo z pěny. Vzduchovací kámen obdobný tomu v akváriu vytváří hustou pěnu a v pěně se smáčí spodní strana DPS nebo je tavidlem postříkána rotačním kartáčem, který se otáčí v nádrži s tavidlem a tavidlo na pájenou DPS stříká odstředivou silou.

Po nanesení tavidla veze stroj pro pájení vlnou dopravníkem pájené DPS přes předehřívací zónu. Tady se odpaří část rozpouštědla z tavidla a DPS i součástky se zahřejí na teplotu blízkou teplotě tekuté pájky. Tím se tavidlo aktivuje a DPS následně projíždějí vlastní pájecí vlnou (rozuměno vlnou roztavené cínové pájky). Na dně nádrže s roztavenou pájkou je elektromagnetické čerpadlo, které žene proud roztaveného kovu přes proudnice tvarující vlnu tekutého kovu s klidným povrchem připomínající vodu tekoucí přes jez. Vrcholem pájecí vlny protahuje dopravník pájené DPS. Dopravník, poloha DPS v rámu, rychlost posuvu a rychlost a výška cínové vlny musí být seřízeny tak, aby roztavená pájka nenatekla na stranu součástek a vše bylo kvalitně vlnou pájky zapájeno. Případně se používají různé prostředky a pomocné prvky v návrhu DPS, které vlnu ve správný okamžik roztrhnou, resp. zamezí zbytečným zkratům a jiným vadám pájení vlnou.

Pásmo styku DPS s vlnou pájky má šířku řádově jednotek centimetrů a je kolmé ke směru pohybu desek při pájení vlnou. Proud roztaveného kovu musí smočit všechny kovové povrchy, ale musí s sebou odnést všechnu přebytečnou pájku. Podle velikosti, tvaru, rozložení součástek a pájených ploch i dalších parametrů pájených desek plošných spojů se upravuje výška, tvar a ostatní vlastnosti pájecí vlny. Tím Operátor dosáhne maximální kavlity pájené elektroniky.

Zvláštností technologie strojového pájení vlnou je maskování prázdných, neosazených otvorů nebo obecně míst, které nejsou určeny k zapájení. Aby se tato místa nezalila cínovou pájkou, případně aby pájka neprotekla na stranu součástek, zakrývají se krycími pastami, lepicími páskami nebo tzv. blue - mask vrstvou přímo z výroby samotné DPS. Po průjezdu pájecí vlnou pokračují DPS do zásobníku nebo myčky desek. Maskovací pasty a pásky se volí tak, aby je použitá technologie mytí dokázala odstranit, nebo se strhávají na kontrolním stanovišti. Pro větší série se vyplatí připravit šablonu pro selektivní pájení vlnou. Takové strojové pájení elektroniky již nevyžaduje zmíněné úkony strhávání krycích materiálů

Univerzální poptávka 

Při práci během pájení vlnou se pracovník setkává s řadou problémů, které musí řešit.
Existují chyby pájení, kterým je třeba předcházet.
Při práci se strojem pro pájení vlnou je třeba vždy výsledné pájení pečlivě kontrolovat !

Doporučuje se pro zajištění kvalitního pájení vlnou dodržovat některá pravidla, a to jak návrhová, tak i při samotné činnosti se strojem pro pájení vlnou.



Pájení elektroniky vlnou - další informace:

https://cs.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1jen%C3%AD_vlnou

https://elektrika.cz/terminolog/eterminolog2definition.2006-04-22.1202871364

https://www.epectec.com/pcb/wave-soldering-defects/

https://www.mclpcb.com/blog/wave-soldering-vs-reflow-soldering/

https://www.electronics-notes.com/articles/constructional_techniques/soldering/wave-soldering.php