Пайкой называется метод сборки и соединения различных изделий путем введения между этими изделиями материала (металла) — припоя, его расплавления и последующего застывания. Процесс этот является не только физическим, но и химическим.
При нагреве припоя происходит его плавление, а также взаимодействие с поверхностью скрепляемых материалов, что приводит к созданию прочного соединения. При пайке металлов используется специальный припой, температура плавления которого ниже, чем у этих соединяемых металлов. Технология позволяет сохранить механические свойства изделия в процессе его эксплуатации. Сегодня поговорим о современной технологии процесса пайки с применением «умной» фольги. Эта разработка, востребованная на крупных предприятиях в России и за рубежом, создана Санкт-Петербургской компанией SNDGroup.
Инновационный припойный материал «умная» фольга (выпускается под маркой SmartFoil) позволяет значительно ускорить процесс сборки и снизить стоимость конструкции. Использование материала нашло свое применение в пайке радиоэлектронного оборудования, на производствах изготовления СВЧ-приборов и телекоммуникационного оборудования, холодильных и микроволновых установок, медицинского и другого электронного оборудования. Кроме того, существует возможность использования «умной» фольги подразумевается при возведении крупных медицинских объектов (с использованием металлоконструкций), быстровозводимых зданий, при создании стенок космических аппаратов.
Инновационный металлокомпозит состоит из нескольких тысяч нанослоёв различных металлов. За счёт особой структуры, фольга может за доли секунды нагреваться до 1500 градусов Цельсия и так же быстро остывать. Это свойство позволяет использовать ее в качестве средства соединения различных малых и больших изделий и конструкций более эффективно, чем традиционная пайка или склеивание.
Каждый этап процесса создания фольги — это тщательно спланированная последовательность действий, которая позволяет превратить несколько металлических толстых пластин в уникальный металлический многослойный нанокомпозит. В результате сложного процесса производства такого композита в вакуумной камере получается тонкая блестящая пластина серебристого цвета, по сути — фольга. Материал имеет по внешнему виду схожесть с классической алюминиевой фольгой.
Далее эта пластина покрывается тончайшим слоем одного из классических припоев (чаще всего олово-висмут). Получается, что внутри фольги находятся несколько тысяч слоев, которые, взаимодействуя друг с другом при определенных условиях, могут нагреваться. А сверху и снизу фольга покрыта слоем классического припоя, который нагревается и плавится в результате химической реакции внутри самого композита. Эдакий металлический «сэндвич», где вкусные тосты — это припой, а внутри находится горячая начинка из многослойного композита. «Умная» фольга фактически совмещает в себе нагреватель (как паяльник или паяльная печь) и сам припой: технология пайки «два в одном».
Особенностей у пайки «умной» фольгой много. Одной из них является скорость такой пайки. Дело в том, что в нормальных условиях металлы, из которых состоит многослойный композит (начинка «умной» фольги), если взаимодействуют друг с другом, то очень слабо и медленно. Однако, при нагревании, например, при попадании луча лазера или искры на микроскопичесий участок SmartFoil, происходит взаимодействие металлов на атомарном уровне. Это приводит к выбросу тепла и запуску реакции на соседних участках фольги. Данная волнообразная реакция происходит со скоростью около 10 метров в секунду. Другими словами, фрагмент площадью 10 квадратных метров может быть припаян всего за доли секунды. Процесс плавления посредством этого тепла верхнего слоя припоя (тосты в нашем инновационном «сэндвиче») несколько медленнее. Однако он также проходит за доли секунды. Как следствие сам процесс крепления или спаивания материалов при монтаже «умной» фольгой длится не более секунды. Невероятная скорость по сравнению с классическими методами, где самый быстрый процесс пайки занимает несколько минут.
Разработанная командой ученых SNDGroup новая технология значительно увеличивает эффективность труда на радиотехнических предприятиях.
Простота и технологичность использования «умной» фольги, легкость встраивания ее в уже существующие линии поверхностного монтажа и в сборочные участки на производствах электроники дают возможность предприятиям увеличить выпуск продукции, повысить ее качество, а также прикоснуться к самой передовой технологии монтажа в мире.
