Voiko PFA-lämmittimen jälki{0}}kovettuminen parantaa sen lyijynkestävyyttä-vapaille juotosvirtauksille?

Lyijyttömät juotossulakkeet (jotka sisältävät yleensä hartsia, orgaanisia happoja (meripihka-, adipiini-, glutaarihappo) ja halogenidiaktivaattoreita (amiinit, bromidit)) syövyttävät PFA:ta juotoslämpötiloissa (250–350 astetta). PFA-lämmittimen vaippassa olevat juoksutejäämät edistävät pinnan halkeilua, turpoamista ja nopeaa tunkeutumista. PFA-lämmittimien lämpöhehkutus (-jälkikovetuskäsittely)-yleensä 200 asteessa 4–8 tunnissa{10}}nostaa kiteisyyden 40–45 %:sta 55–60 %:iin. Mitä korkeampi kiteisyys, sitä pienempi amorfinen tilavuus, joka on käytettävissä vuon absorptiota ja kemiallista hyökkäystä varten. Hehkutettu PFA on 40-60 % kestävämpi lyijyttömälle vuokselle kuin hehkuttamaton PFA, mikä osoittaa pinnan kovuuden lisääntymisen ja murtumisen alkamisajan. Hehkutus poistaa jäljelle jääneet valmistusjännitykset, jotka pahentavat ympäristöjännityshalkeilua (ESC). Hehkutetun PFA:n määrittäminen voi pidentää lämmittimen käyttöikää 2–3 kertaa aaltojuotto- tai reflow-uuneissa, joissa PFA-lämmittimet ovat alttiita sulatehöyryille.

Flux-iskun mekanismi ja hehkutuksen hyöty
Lyijyvähevät juoksutteet ovat aggressiivisempia kuin tyypilliset lyijypohjaiset juoksutteet korkeampien juotoslämpötilojen (260 astetta vs. . 220 astetta) ja aktiivisempien orgaanisten happojen vuoksi. 260 asteessa vuohöyryt tiivistyvät viileämmille pinnoille, kuten PFA-lämmittimille. Orgaaniset hapot tunkeutuvat PFA:n amorfisille alueille ja aiheuttavat turpoamista (2-5 %:n tilavuuden kasvu) ja plastisoitumista. Halogenidiaktivaattorit katalysoivat ketjun katkeamista ja molekyylipaino alenee. Tulos: Pinnasta tulee tahmea, sitten tulee pieniä halkeamia ja sitten rakkuloita. Tärkein este on PFA-kiteisyys. Kiteiset domeenit ovat läpäisemättömiä virtausmolekyyleille, vain amorfiset domeenit sallivat diffuusion. Fluxin absorptio vähenee vastaavasti amorfisen tilavuuden pienentyessä 27 % ja kiteisyys kasvaa 45 %:sta 60 %:iin.

Jälkikovetushehkutus 200 C:ssa (alle PFA:n sulamislämpötilan 305 C) järjestää amorfiset ketjut uudelleen kiteisiksi lamelleiksi. Se laajentaa nykyisiä kristalliitteja ja muodostaa uusia. Kiteisyyden nousu on pysyvää, ellei PFA:ta sulateta uudelleen. Hehkutus minimoi myös jäännösjännityksen (katso artikkeli #41), mikä tekee materiaalista vähemmän alttiita ympäristöjännityshalkeilulle. Flux vähentää jännityspitoisuutta rasitetulla PFA-pinnalla. Stressinpoisto parantaa PFA:n halkeamien muodostumisen vastustuskykyä.

Lyijy-Free Flux Attack Resistenssin vertailu
Kiteisyys (%) Olosuhteet PFARjäännösjännitys (MPa) Aika pintahalkeilulle 260 asteen virtaushöyryllä (h) Turvotus 100 tunnin jälkeen (%) Kovuus lisääntyy 100 tunnin kuluttua (Shore D)
Hehkuttamaton (-ekstrudoituna) 42 - 46 4 - 6 50 - 100 3 - 5 +8 - 12
Hehkutettu (200 astetta, 4 tuntia) 52-56 2-3 120-200 1.5-2.5 +4-6
Hehkutettu (200 astetta, 8 tuntia) 56–60 1–2 200–300 1–2 +2–4
Hehkutettu (220 astetta, 4 tuntia) 58–62 1–2 250–350 1–2 +2–4 (hajoamisriski)
Korkeakiteinen hartsi (erikoishartsi) + hehkutettu 60 – 65 1 – 2 300 – 500 1 +1 – 2
Hartsi, korkeakiteinen, hehkuttamaton 55–58 4–5 150–250 1.5–2.5 +3–5 Flux Resistenssin testausmenetelmät
Käytä seuraavaa testiä PFA-lämmittimien kelpuuttamiseksi lyijyttömään-juottopalveluun:

Altista PFA-näytteet 260 asteen vuohöyrylle 100 tunnin ajan. Esimerkiksi käyttämällä tavanomaista ei--puhdasta juoksutetta (esim. Kester 951 tai Alpha OM-340) suljetussa säiliössä, jossa PFA-näytteet on ripustettu nestevirtauksen yläpuolelle. Pidä 260 astetta ± 5 astetta.

Näytteet ulos. Mittaa.

Pinnan kovuuden (Shore D) lisäyksen tulisi olla<5 units

Painon muutos -<0.5% (swelling or extraction)

Silmämääräinen tarkastus 20-kertaisella suurennuksella - ei halkeamia, rakkuloita, tahmeutta.

Taivutuskoe (180 astetta noin 10 mm kara) Hehkutettujen näytteiden tulee taipua halkeilematta, hehkuttamattomat näytteet voivat paljastaa mikrohalkeamia.

Hankintaspesifikaatio edellyttää: "PFA-lämmitin on hehkutettava 200 asteessa vähintään 4 tuntia suulakepuristuksen jälkeen, sertifioidulla kiteisyyden lisäyksellä vähintään 10 prosenttiyksikköä." Pyydä DSC-tietoja kiteisyyden osoittamiseksi ennen ja jälkeen hehkutuksen.

Kokemus aaltojuottokentästä
PCB-kokoonpanolaitos käytti PFA-lämmittimiä aaltojuottokoneissaan pitääkseen juoksutteen 260 asteen lämpötilassa. Tavalliset (hehkuttamattomat) PFA-lämmittimet epäonnistuivat 6-9 kuukauden välein virtauksen aiheuttaman pinnan halkeilun vuoksi. Laitos vaihdettiin saman valmistajan jälkikovetettuihin (hehkutettuihin) PFA-lämmittimiin. Hehkutetut lämmittimet kestivät 18–24 kuukautta, 2,5–3 kertaa pidempään. Nousseet kustannukset (15-20 %:n palkkio) maksettiin takaisin 6 kuukaudessa pienemmällä korvaustyöllä ja seisokkeilla. Tehdas vaatii nyt hehkutuksen kaikille juoksutetusti käytössä oleville PFA-lämmittimille.

Rajoitukset ja milloin hehkutus ei riitä
Hehkutus lisää vastustuskykyä virtaukselle, mutta ei immuuni PFA:lle. Mikään fluoripolymeeri ei ole hyväksyttävä jatkuvaan nestevirtaukseen (upotus) altistumiseen 260 asteessa. Käytä keraamisia tai titaanisia lämmittimiä. Hehkutus on hyvä höyryaltistukseen ja ajoittaiseen nestekontaktiin. Jopa hehkutettu PFA voi epäonnistua alle 500 tunnissa vakavissa halogenidivirtauksissa (korkea bromidipitoisuus). Käytä näissä olosuhteissa PFA-pinnoitettua metallilämmitintä (metalli antaa takaisin-suojan) tai kvartsilämmitintä PFA-liittimillä.

Mutta hehkutuksella on myös-vaihtokauppa. Korkeampi kiteisyys tarkoittaa vähemmän joustavuutta ja iskunkestävyyttä (murtovenymä pienenee 300 %:sta 200-250 %:iin). Suutteenkestävyyden kannalta hehkuttamaton PFA ei ole yhtä hyvä, mutta lämmityselementteihin, mekaanisiin iskuihin (kenttähuolto, kannettavat sauvat), hehkuttamaton PFA on parempi.

Johtopäätös: 2-3 kertaa suurempi vuonvastus hehkutuksen jälkeen.
PFA-lämmittimien jälki-kovettuva lämpöhehkutus (200 astetta, 4-8 h) parantaa kiteisyyttä 40-45 %:sta 55-60 %:iin, eli amorfinen tilavuus vähenee 25-30 %. Lisääntynyt kiteisyys parantaa vastustuskykyä lyijyttömälle juotosvuokselle 2-3X. Pintahalkeiluaika pitenee 50-100 tunnista 200-300 tuntiin höyryaltistuksessa. Hehkutus vähentää myös jäännösjännitystä, mikä vähentää alttiutta ympäristöjännityshalkeilulle. Määritä hehkutettu PFA aaltojuottamiseksi, reflow-uuneihin tai muihin sovelluksiin, joissa PFA on alttiina vuohöyryille 250-300 asteessa. Lisäkustannukset ovat perusteltuja pidemmällä käyttöiällä ja lyhyemmällä seisonta-ajalla. Kun jopa hehkutettu PFA epäonnistuu ennenaikaisesti. Vaihda lämmittimen materiaali. Mutta useimmissa juoksutusainepalveluissa neljännesvuosittaisen ja vuosittaisen vaihdon välinen ero johtuu hehkutuksesta. Kiinnitä se. Tai hehkuta ylläpitobudjettisi. Sinun vaihtoehtosi.