Spis treści:
Tavidlo je podceňovanou součástí procesu pájení, ačkoli jeho význam je ve skutečnosti obrovský. Přečtěte si o typech a použití tavidla v elektronice.
Tavidla v praxi
V procesu pájení elektronických obvodů hrají tavidla téměř zásadní roli při vytváření spolehlivých spojů mezi elektronickými součástkami a plošnými spoji na desce plošných spojů. Existuje několik různých tříd tavidel, z nichž každá má mírně odlišné vlastnosti a rozsah použití. V tomto článku uvedeme stručný popis tavidel patřících do tříd R, NC, RMA, RA a WS a zdůrazníme nejdůležitější zásady správného zacházení s tavidly v každodenní praxi elektronika.
Třídy tavidel a jejich nejdůležitější vlastnosti
- Tavidla třídy R jsou založena na kalafuně, která se získává z pryskyřice jehličnanů. Vyznačují se střední chemickou aktivitou. Jsou nejtradičnější skupinou tavidel – v minulosti byly ostatně základním typem tavidla používaným i v sériové výrobě elektroniky (asi každý, kdo měl možnost obsluhovat staré polské zařízení z dob komunistické Unitry, si všiml příjemného pryskyřičného zápachu, který se z pájek při jejich zahřívání linul). Dnes se kalafunová tavidla běžně používají např. při ručním pájení větších součástek (např. konektorů nebo vodičů), intenzivně je používají i amatéři – na webu a v literatuře pro elektroniky se objevují četné popisy používání “laku” z rozdrcené kalafuny rozpuštěné v lihu k ochraně povrchu vlastnoručně vyrobených desek plošných spojů.
- Tavidla třídy NC (z anglického No Clean) byla vyvinuta především pro sériovou (automatizovanou) montáž, aby se minimalizovaly zbytky tavidla po pájení. Mají obvykle poměrně nízkou chemickou aktivitu a jsou navržena tak, aby po procesu pájení nevyžadovala čištění (což znamená, že nezanechávají na desce plošných spojů nečistoty, které by časem vedly ke korozi stop a svorek součástek).
- Tavidla třídy RMA (kalafunou aktivované médium) jsou jakýmsi rozšířením klasických tavidel třídy R. Vyznačují se střední chemickou aktivitou, a proto jsou vhodná pro montáž snadno pájitelných povrchů (tj. kvalitních, nepokrytých přílišným množstvím oxidů nebo nečistot).
- Tavidla třídy RA se vyznačují výrazně vyšší chemickou aktivitou než topidla třídy R, a to díky mnohem vyšší příměsi aktivátorů. Upozorňujeme, že zbytky tavidel mohou působit korozivně, a proto by měly být po ukončení montáže co nejdříve odstraněny.
- Tavidla WS jsou – na rozdíl od čtyř dříve popsaných tříd – rozpustná ve vodě, což usnadňuje proces čištění po pájení (u jiných typů tavidel, zejména kalafunových, je nutné použít alkohol – např. izopropyl, IPA – nebo speciálně určenou chemikálii pro čištění PCB). Tavidla WS se vyznačují velmi rozdílnou chemickou aktivitou.
Tavidla při pájení elektronických součástek
Tavidla plní v procesu pájení přinejmenším několik mimořádně důležitých funkcí. Jejich činnost spočívá především v odstraňování oxidů z povrchu elektronických součástek, plošek na deskách s plošnými spoji a také… hrotů páječek. Oxidy mohou vznikat také “za pochodu”, během procesu pájení, v důsledku vysokých teplot a přítomnosti vzduchu, relativně bohatého na kyslík. Účinná eliminace oxidů zajišťuje čisté a správné spoje mezi pájenými povrchy, což se přímo promítá do spolehlivosti pájení.
Dalším mimořádně důležitým aspektem je zlepšení smáčení spojovaných povrchů pájkou (slitinou cínu) – tavidla mají schopnost snižovat povrchové napětí, což vede k lepšímu roztavení pájky a správnému pokrytí pájené plochy. Zajímavé je, že tavidla mají také pozitivní vliv na tepelné parametry pájení – použitím kvalitního tavidla můžeme urychlit a zkvalitnit proces osazování, což se projeví v minimalizaci rizika přehřátí součástek nebo plošných spojů a stop.
Zásady správné aplikace tavidla - několik praktických tipů
Pro efektivní a bezpečné použití tavidel při pájení elektronických součástek stačí znát několik jednoduchých pravidel. Zaprvé, volba správného tavidla má velký význam pro kvalitu celého procesu: při ruční montáži chronosoučástek se používá klasické tavidlo. kalafunaprodávané v malých kovových plechovkách. V případě SMD součástek jsou ideální gelová tavidla třídy RMA nebo NC – takové výrobky nabízí mimo jiné známá polská značka AG Thermopastyvýrobky nabízené mimo jiné známou polskou značkou AG Thermopasty v Botland.
Neméně důležitá je správná aplikace tavidla – látka by měla být rovnoměrně rozprostřena na povrch desky plošných spojů pomocí vhodných nástrojů, jako jsou štětce nebo ruční aplikátory (v podobě jednoduché stříkačky nebo pístu pracujícího s kartuší). V profesionálních dílnách se naopak používají pneumatické aplikátory, které pracují s kompresorem nebo lahví se stlačeným vzduchem. V každém případě je třeba dbát na to, abyste nepoužili příliš velké množství tavidla – je dobré zabránit nadměrnému rozlití látky na přilehlé oblasti DPS.
V případě tavidel se střední až vysokou chemickou aktivitou je třeba omezit dobu kontaktu součástek s deskou plošných spojů a tavidlem na minimum – nadměrné působení aktivátorů může vyvolat korozi citlivých elektronických součástek. Čištění desky DPS po procesu pájení je vhodné (z několika důvodů) i v případě tavidel bez čisticího účinku – k tomuto účelu by však měly být použity vhodné čisticí prostředky v souladu s doporučeními výrobce. Před čištěním DPS je dobré mít k dispozici vhodné nástroje – užitečné jsou např. tyto nástroje kartáče a ESD kartáče, láhev izopropylalkoholu a podložka ( nebo alespoň fólie), na které lze postup provést bez rizika potřísnění pracovního stolu zbytky roztaveného tavidla.
