Može li naknadno{0}}stvrdnjavanje PFA grijača poboljšati njegovu otpornost na topi-lemljenje bez olova?

Topitelji za lemljenje -bez olova (koji obično sadrže kolofonij, organske kiseline (jantarna, adipinska, glutarna) i halogenidne aktivatore (amini, bromidi)) korozivni su za PFA na temperaturama lemljenja (250–350 stupnjeva). Ostaci topitelja na PFA plaštevima grijača potiču površinsko pucanje, bubrenje i brzo prodiranje. Toplinsko žarenje (post-tretman stvrdnjavanja) PFA grijača-obično 200 stupnjeva tijekom 4–8 h-podiže kristalnost s 40–45 % na 55–60 %. Što je veća kristalnost, manji je amorfni volumen dostupan za apsorpciju protoka i kemijski napad. Žarena PFA je 40-60% otpornija na napad fluksa bez olova od nežarene PFA, što je naznačeno povećanjem površinske tvrdoće i vremena inicijacije loma. Žarenjem se uklanjaju zaostala proizvodna naprezanja koja pogoršavaju pucanje uzrokovano utjecajem okoliša (ESC). Za valovito lemljenje ili peći za reflow s PFA grijačima izloženim parama topitelja, navođenje žarenog PFA može produžiti vijek trajanja grijača 2-3x.

Mehanizam napada fluksa i korist od žarenja
Topitelji bez olova su agresivniji od tipičnih topila na bazi olova zbog viših temperatura lemljenja (260 stupnjeva naspram . 220 stupnjeva) i aktivnijih organskih kiselina. Na 260 stupnjeva pare fluksa se kondenziraju na hladnijim površinama kao što su PFA grijači. Organske kiseline prodiru u amorfna područja PFA i uzrokuju bubrenje (2-5% povećanje volumena) i plastifikaciju. Halidni aktivatori kataliziraju cijepanje lanca i molekularna težina se smanjuje. Rezultat: Površina postaje ljepljiva, zatim dobiva male pukotine, zatim mjehuriće. Glavna prepreka je kristalnost PFA. Kristalne domene su neprobojne za molekule fluksa, samo amorfne domene dopuštaju difuziju. Apsorpcija toka se smanjuje u skladu sa smanjenjem amorfnog volumena za 27%, a kristalnost se povećava sa 45% na 60%.

Naknadno žarenje na 200 C (ispod temperature taljenja PFA od 305 C) reorganizira amorfne lance u kristalne lamele. Proširuje postojeće kristalite i stvara nove. Porast kristalnosti je trajan osim ako se PFA ponovno rastali. Žarenje također smanjuje zaostalo naprezanje (vidi članak #41), što materijal čini manje osjetljivim na pucanje pod utjecajem okoliša. Flux smanjuje koncentraciju naprezanja na opterećenoj PFA površini. Ublažavanje naprezanja povećava otpornost na stvaranje pukotina u PFA.

Usporedba-Flux otpornosti na napade bez olova
Kristalnost (%) Stanje PFA Preostalo naprezanje (MPa) Vrijeme do pucanja površine s protokom pare od 260 stupnjeva (hr) Bubrenje nakon 100 sati (%) Tvrdoća Povećanje nakon 100 sati (Shore D)
Nežaren (kao -ekstrudiran) 42 do 46 4 do 6 50 do 100 3 do 5 +8 do 12
Žareno (200 stupnjeva, 4 sata) 52-56 2-3 120-200 1.5-2.5 +4-6
Žareno (200 stupnjeva, 8 sati) 56–60 1–2 200–300 1–2 +2–4
Žareno (220 stupnjeva, 4 sata) 58–62 1–2 250–350 1–2 +2–4 (rizik degradacije)
Smola visoke kristalnosti (specijalnost) + žarena 60 – 65 1 – 2 300 – 500 1 +1 – 2
Smola, visoka kristalnost, nežarena 55–58 4–5 150–250 1.5–2.5 +3–5 Metodologija ispitivanja otpornosti na strujanje
Koristite sljedeći test da biste kvalificirali PFA grijače za-uslugu lemljenja bez olova:

Izložite PFA uzorke pari fluksa od 260 stupnjeva 100 sati. Na primjer, upotrebom konvencionalnog ne-čistog fluksa (npr. Kester 951 ili Alpha OM-340) u zatvorenom spremniku s PFA uzorcima suspendiranim iznad tekućeg fluksa. Držite na 260 stupnjeva ± 5 stupnjeva.

Uzeti uzorci. Mjera .

Treba povećati tvrdoću površine (Shore D).<5 units

Promjena težine -<0.5% (swelling or extraction)

Vizualni pregled pod povećanjem od 20x - nema pukotina, mjehurića, ljepljivosti.

Ispitivanje savijanjem (180 stupnjeva oko igle od 10 mm) Žareni uzorci trebali bi se saviti bez pucanja, nežareni uzorci mogu otkriti mikropukotine.

Specifikacija nabave zahtijeva: "PFA grijač će se žariti na 200 stupnjeva najmanje 4 sata nakon ekstruzije, s certificiranim povećanjem kristalnosti od najmanje 10 postotnih bodova." Zahtjev za DSC podatke koji pokazuju kristaliničnost prije i poslije žarenja.

Iskustvo na terenu lemljenja valovima
Postrojenje za sklapanje PCB-a koristilo je PFA grijače u svojim strojevima za valno lemljenje kako bi fluks održao na temperaturi od 260 stupnjeva. Standardni (nežareni) PFA grijači kvarili su se svakih 6-9 mjeseci zbog površinskih pukotina izazvanih fluksom. Postrojenje je prešlo na naknadno polimerizirane (žarene) PFA grijače istog proizvođača. Žareni grijači trajali su 18–24 mjeseca, 2,5–3× duže. Povećani trošak (15-20% premije) otplaćen je u roku od 6 mjeseci uz manje zamjenskog rada i zastoja. Postrojenje sada zahtijeva žarenje za sve PFA grijače u fluksu.

Ograničenja i kada žarenje nije dovoljno
Žarenje povećava otpornost na fluks, ali nije imuno na PFA. Nijedan fluoropolimer nije prihvatljiv za kontinuirano izlaganje fluksu tekućine (uronjenje) na 260 stupnjeva, koristite keramičke ili titanske grijače. Žarenje je dobro za izlaganje pari i povremeni kontakt s tekućinom. Čak i žareni PFA može pokvariti za manje od 500 sati za jake fluksove halogenida (visoka koncentracija bromida). U tim okolnostima upotrijebite metalni grijač presvučen PFA (metal daje povratnu-zaštitu) ili kvarcni grijač s PFA spojnicama.

Ali žarenje ima i kompromis.{0}} Veća kristalnost znači manju fleksibilnost i otpornost na udar (istezanje pri prekidu smanjuje se s 300% na 200-250%). Što se tiče otpornosti na fluks, nežareni PFA nije tako dobar, ali za grijaće elemente, mehaničke udare (terenski servis, prijenosne šipke), nežaren PFA je bolji.

Zaključak: 2-3× veći otpor fluksa nakon žarenja.
Top-naknadno stvrdnjavanje toplinskog žarenja PFA grijača (200 stupnjeva, 4-8 h) povećava kristalnost s 40-45% na 55-60%, tj. amorfni volumen smanjuje se za 25-30%. Povećana kristalnost povećava otpornost na napad fluksa za lemljenje bez olova za 2-3 puta. Vrijeme do površinskog pucanja povećava se sa 50-100 sati na 200-300 sati pod izlaganjem pari. Žarenje također smanjuje zaostalo naprezanje, što smanjuje osjetljivost na pucanje pod utjecajem okoliša. Za valovito lemljenje, reflow pećnice ili bilo koju primjenu gdje je PFA izložen parama fluksa na 250-300 stupnjeva, navedite žareni PFA. Dodatni trošak opravdan je dužim vijekom trajanja i manjim zastojem. Kada čak i žareni PFA prerano otkaže. Promijenite materijal grijača. Ali za većinu usluga fluksa, razlika između kvartalne i godišnje zamjene je zbog žarenja. Zapalite ga. Ili spali svoj proračun za održavanje. Vaša opcija.