PFA Isıtıcının-Kürleştirme Sonrası İşlemi, Kurşun-Serbest Lehim Fluxlarına Karşı Direncini Artırabilir mi?

Kurşun- içermeyen lehim pastaları (genellikle reçine, organik asitler (süksinik, adipik, glutarik) ve halojenür aktivatörleri (aminler, bromürler) içerir), lehimleme sıcaklıklarında (250–350 derece) PFA'yı aşındırıcıdır. PFA ısıtıcı kılıfları üzerindeki akı kalıntıları yüzeyin çatlamasına, şişmesine ve hızlı nüfuz etmesine neden olur. PFA ısıtıcılarının termal tavlaması (-kürleme sonrası işlem)-genellikle 200 derecede 4–8 saat-kristalliği %40–45'ten %55–60'a yükseltir. Kristallik ne kadar yüksek olursa, akı emilimi ve kimyasal saldırı için mevcut amorf hacim o kadar düşük olur. Tavlanmış PFA, yüzey sertliği ve kırılma başlangıç ​​süresindeki artışın gösterdiği gibi, kurşunsuz akı saldırısına karşı tavlanmamış PFA'ya göre %40-60 daha dayanıklıdır. Tavlama, çevresel stres çatlamasını (ESC) ağırlaştıran kalan üretim streslerini ortadan kaldırır. PFA ısıtıcılarının akı buharlarına maruz kaldığı dalga lehimleme veya yeniden akışlı fırınlar için tavlanmış PFA'nın belirtilmesi ısıtıcı ömrünü 2-3 kat artırabilir.

Flux saldırısının mekanizması ve tavlamanın faydası
Kurşunsuz eritkenler, daha yüksek lehimleme sıcaklıkları (260 dereceye karşı . 220 derece) ve daha aktif organik asitler nedeniyle tipik kurşun bazlı eriticilerden daha agresiftir. 260 derecede akı buharları PFA ısıtıcıları gibi daha soğuk yüzeylerde yoğunlaşır. Organik asitler PFA'nın amorf bölgelerine nüfuz ederek şişmeye (%2-5 hacim artışı) ve plastikleşmeye neden olur. Halojenür aktivatörleri zincir bölünmesini katalize eder ve molekül ağırlığı azalır. Sonuç: Yüzey yapışkanlaşıyor, ardından küçük çatlaklar oluşuyor, ardından kabarcıklar oluşuyor. Ana engel PFA kristalliğidir. Kristalin alanlar akı moleküllerine karşı geçirgen değildir, yalnızca amorf alanlar difüzyona izin verir. Akı emilimi, amorf hacmin %27 oranında azalmasına karşılık olarak azalır ve kristallik %45'ten %60'a artar.

200°C'de (305°C PFA erime sıcaklığının altında) kürleme sonrası tavlama, amorf zincirleri kristal ince tabakalar halinde yeniden düzenler. Mevcut kristalitleri genişleterek yenilerini oluşturur. PFA yeniden eritilmediği sürece kristallikteki artış kalıcıdır. Tavlama ayrıca artık gerilimi de en aza indirir (bkz. Madde #41), bu da malzemeyi çevresel stres çatlamasına karşı daha az duyarlı hale getirir. Akı, gerilimli bir PFA yüzeyindeki gerilim konsantrasyonunu azaltır. Gerilim giderme, PFA'da çatlak oluşumuna karşı direnci arttırır.

Kurşun-Serbest Akı Saldırı Direnci Karşılaştırması
Kristallik (%) Koşul PFAArtık Gerilim (MPa) 260 derece akış buharıyla Yüzey Çatlama Süresi (saat) 100 saat sonra şişme (%) 100 saat sonra Sertlik Artışı (Shore D)
Tavlanmamış (-ekstrüde edilmiş olarak) 42 ila 46 4 ila 6 50 ila 100 3 ila 5 +8 ila 12
Tavlanmış (200 derece, 4 saat) 52-56 2-3 120-200 1.5-2.5 +4-6
Tavlanmış (200 derece, 8 saat) 56–60 1–2 200–300 1–2 +2–4
Tavlanmış (220 derece, 4 saat) 58–62 1–2 250–350 1–2 +2–4 (bozulma riski)
Yüksek kristallikte reçine (özel) + tavlanmış 60 – 65 1 – 2 300 – 500 1 +1 – 2
Reçine, yüksek kristallik, tavlanmamış 55–58 4–5 150–250 1.5–2.5 +3–5 Akı Direnci Test Metodolojisi
PFA ısıtıcılarını kurşunsuz{0}}lehimleme hizmetine uygun hale getirmek için aşağıdaki testi kullanın:

PFA örneklerini 100 saat boyunca 260 derecelik akış buharına maruz bırakın. Örneğin, sıvı akışın üzerinde asılı PFA örnekleri bulunan kapalı bir tankta geleneksel temiz olmayan bir akış (ör. Kester 951 veya Alpha OM-340) kullanılması. 260 derece ± 5 derecede tutun.

Örnekler çıktı. Ölçüm .

Yüzey sertliği (Shore D) artırılmalıdır.<5 units

Ağırlık değişimi -<0.5% (swelling or extraction)

20x büyütme altında görsel inceleme - çatlak, kabarcık, yapışkanlık yok.

Bükme testi (10 mm mandrel civarında 180 derece) Tavlanmış numuneler çatlamadan bükülmelidir, tavlanmamış numunelerde mikro çatlaklar ortaya çıkabilir.

Tedarik şartnamesi şunları gerektirir: "PFA ısıtıcısı, ekstrüzyondan sonra en az 4 saat boyunca 200 derecede tavlanacak ve en az yüzde 10 sertifikalı kristallik artışı sağlanacaktır." Tavlamadan önce ve sonra kristalliği belirtmek için DSC verilerini isteyin.

Dalga Lehimleme Saha Tecrübesi
Bir PCB montaj tesisi, akıyı 260 derece sıcaklıkta tutmak için dalga lehimleme makinelerinde PFA ısıtıcıları kullandı. Standart (tavlanmamış) PFA ısıtıcıları, akı kaynaklı yüzey çatlaması nedeniyle her 6-9 ayda bir arızalanıyordu. Tesis, aynı üreticinin sonradan kürlenmiş (tavlanmış) PFA ısıtıcılarına geçti. Tavlanmış ısıtıcılar 18–24 ay, yani 2,5–3 kat daha uzun süre dayandı. Artan maliyet (%15-20 prim), daha az yedek işçilik ve arıza süresiyle 6 ay içinde geri ödendi. Tesis artık akış hizmetindeki tüm PFA ısıtıcıları için tavlama gerektiriyor.

Sınırlamalar ve Tavlama Yeterli Olmadığında
Tavlama akıya karşı direnci artırır ancak PFA'ya karşı bağışık değildir. 260 derecede sürekli sıvı akısına (daldırma) maruz kalma için hiçbir floropolimer kabul edilemez; seramik veya titanyum ısıtıcılar kullanın. Tavlama, buhara maruz kalma ve aralıklı sıvı teması için iyidir. Tavlanmış PFA bile ciddi halojenür akışları (yüksek bromür konsantrasyonu) nedeniyle 500 saatten daha kısa sürede arızalanabilir. Bu durumlarda, PFA kaplı bir metal ısıtıcı (metal yedek koruma sağlar) veya PFA bağlantı parçalarına sahip bir kuvars ısıtıcı kullanın.

Ancak tavlamanın da bir dengesi vardır-. Daha yüksek kristallik, daha az esneklik ve darbe direnci anlamına gelir (kopma anında uzama %300'den %200-250'ye düşer). Akı direnci açısından tavlanmamış PFA o kadar iyi değildir, ancak ısıtma elemanları, mekanik şok (saha servisi, taşınabilir çubuklar) açısından tavlanmamış PFA daha iyidir.

Sonuç: Tavlama sonrasında 2-3 kat daha fazla akı direnci.
PFA ısıtıcılarının (200 derece, 4-8 saat) kürleme sonrası termal tavlaması, kristalliği %40-45'ten %55-60'a yükseltir, yani amorf hacim %25-30 oranında azalır. Artan kristallik, kurşunsuz lehim akısı saldırısına karşı direnci 2-3 kat artırır. Buhar etkisi altında yüzey çatlamasına kadar geçen süre 50-100 saatten 200-300 saate çıkar. Tavlama ayrıca çevresel stres çatlamasına duyarlılığı azaltan artık gerilimi de azaltır. Dalga lehimleme, yeniden akışlı fırınlar veya PFA'nın 250-300 derecede akı buharlarına maruz kaldığı herhangi bir uygulama için tavlanmış PFA'yı belirtin. Eklenen maliyet, daha uzun ömür ve daha az arıza süresiyle haklı çıkar. Tavlanmış PFA bile zamanından önce başarısız olduğunda. Isıtıcı malzemesini değiştirin. Ancak çoğu flux hizmeti için, üç aylık ve yıllık değiştirme arasındaki fark tavlamadan kaynaklanmaktadır. Tavlayın. Veya bakım bütçenizi tavlayın. Senin seçeneğin.