عملية اللحاملوحات الدوائرتعتبر خطوة حاسمة في ضمان التوصيلات الكهربائية الموثوقة بين المكونات الإلكترونية ولوحات الدوائر. لا يمكن لعملية اللحام الجيدة أن تضمن التشغيل الطبيعي للدائرة فحسب، بل يمكنها أيضًا تحسين الاستقرار وعمر الخدمة للأجهزة الإلكترونية بشكل كبير. من اللحام اليدوي البسيط إلى اللحام بإعادة التدفق الآلي للغاية، تعد كل تفاصيل عملية اللحام أمرًا بالغ الأهمية.
1، أهمية لحام الدوائر
يجب أن تكون المكونات الإلكترونية الموجودة على لوحة الدائرة متصلة بقوة بالدائرة من خلال اللحام لتحقيق نقل الإشارة والتشغيل الوظيفي. أثناء عملية الإنتاج، قد تحدث عيوب مثل اللحام الافتراضي واللحام البارد بسبب معلمات اللحام غير الدقيقة وأكسدة دبابيس المكونات؛ أثناء استخدام الجهاز، قد تؤدي العوامل البيئية طويلة المدى-مثل الاهتزاز ودرجة الحرارة المرتفعة أيضًا إلى ارتخاء مفاصل اللحام وتشققها. يمكن أن تتسبب هذه المشكلات في ضعف توصيلات الدائرة وانقطاع الإشارة وحتى حدوث خلل في المعدات. على سبيل المثال، إذا لم تكن الشريحة الموجودة على اللوحة الأم للهاتف المحمول ملحومة بإحكام، فقد يتسبب ذلك في حدوث أعطال متكررة وعدم القدرة على الاتصال بشكل طبيعي. ولذلك، فإن إتقان عملية اللحام الصحيحة له أهمية كبيرة لضمان أداء وموثوقية لوحات الدوائر.
2، الأدوات والمواد المشتركة للحام
(1) أدوات اللحام
مكواة اللحام الكهربائية: هي أداة شائعة الاستخدام في اللحام اليدوي، وتنقسم إلى نوعين: تسخين داخلي، وتسخين خارجي. تتميز مكواة اللحام الكهربائية للتدفئة الداخلية بكفاءة تسخين عالية وارتفاع سريع في درجة الحرارة، ومناسبة لحام المكونات الإلكترونية الصغيرة؛ تتمتع مكواة اللحام الكهربائية للتدفئة الخارجية بقدرة عالية ومناسبة للحام المكونات ذات الحجم الكبير- أو إجراء عمليات لحام بمساحة كبيرة-. تتراوح قوة مكواة اللحام الكهربائية بشكل عام بين 20W-60W، والتي يمكن اختيارها وفقًا لاحتياجات اللحام. على سبيل المثال، تستخدم مكونات التركيب على سطح اللحام عادةً مكواة لحام كهربائية بقوة 20-30 وات، بينما تتطلب أجهزة طاقة اللحام مكواة لحام كهربائية بقدرة 40 وات أو أكثر.
مسدس الهواء الساخن: يستخدم بشكل رئيسي في اللحام وتفكيك مكونات التركيب السطحي، ونفخ الهواء الساخن لإذابة اللحام. يمكن تعديل درجة الحرارة وسرعة الرياح لمسدس الهواء الساخن، والمكونات المختلفة لها متطلبات مختلفة لدرجة الحرارة وسرعة الرياح. على سبيل المثال، عند لحام المقاومات والمكثفات السطحية الصغيرة، يتم ضبط درجة الحرارة بشكل عام على 300-350 درجة ويتم ضبط سرعة الرياح على 2-3 مستويات؛ عند لحام رقائق BGA المعبأة، يجب ضبط درجة الحرارة على 350-400 درجة ويجب ضبط سرعة الرياح على 4-5 مستويات.
معدات اللحام بإعادة التدفق: تستخدم على نطاق واسع في الإنتاج الضخم، فهي تقوم بإذابة معجون اللحام الموجود على لوحة الدائرة عن طريق تسخين الهواء في الفرن أو استخدام الأشعة تحت الحمراء لتحقيق اللحام بين المكونات ولوحة الدائرة. تتميز معدات اللحام بإعادة التدفق بمزايا التحكم الدقيق في منحنى درجة الحرارة، واتساق اللحام الجيد، وكفاءة الإنتاج العالية، والتي يمكن أن تلبي احتياجات -الإنتاج على نطاق واسع.
(2) مواد اللحام
سلك اللحام: يتكون من سبائك القصدير والصهور، ويتضمن عادةً سلك لحام من الرصاص والقصدير وسلك لحام خاليًا من الرصاص. يتمتع سلك لحام الرصاص بالقصدير بنقطة انصهار منخفضة وأداء لحام جيد، لكن الرصاص سام ولا يفضي إلى حماية البيئة؛ يتكون سلك اللحام الخالي من الرصاص بشكل أساسي من سبائك النحاس والقصدير ومواد أخرى، مع نقطة انصهار عالية تلبي المتطلبات البيئية. يتم استخدامه حاليًا على نطاق واسع. يأتي قطر سلك اللحام بمواصفات مختلفة مثل 0.5 مم، 0.8 مم، 1.0 مم، وما إلى ذلك، ويجب اختيار القطر المناسب وفقًا لحجم دبابيس المكونات.
معجون اللحام: عجينة مصنوعة عن طريق خلط مسحوق لحام السبائك، والتدفق، والمواد المضافة الأخرى، وتستخدم بشكل رئيسي في تكنولوجيا التثبيت على السطح. يتمتع معجون اللحام بلزوجة معينة في درجة حرارة الغرفة ويمكن استخدامه لربط المكونات بلوحات الدوائر. بعد إعادة تدفق اللحام، يذوب مسحوق اللحام ليشكل وصلات لحام. أنواع مختلفة من معجون اللحام مناسبة لعمليات ومكونات اللحام المختلفة. على سبيل المثال، يمكن لمعجون اللحام غير النظيف أن يقلل من عمليات التنظيف ويحسن كفاءة الإنتاج.
التدفق: يمكنه إزالة الأكاسيد من سطح المعدن، وتقليل التوتر السطحي للحام، وتحسين سيولة اللحام وترطيبه، وجعل اللحام أكثر صلابة. ينقسم تدفق اللحام إلى أنواع حمضية ومحايدة وقلوية. يتمتع تدفق اللحام الحمضي بنشاط قوي، ولكنه شديد التآكل؛ تدفق اللحام المحايد غير قابل للتآكل ومناسب لمعظم سيناريوهات اللحام؛ يستخدم تدفق اللحام القلوي بشكل أساسي في لحام المعادن المحددة. في اللحام الإلكتروني، يُستخدم الصنوبري بشكل شائع كتدفق محايد.
3، طريقة اللحام
(1) اللحام اليدوي
التحضير: قم بتسخين مكواة اللحام عن طريق تشغيلها، وحدد طرف مكواة اللحام المناسب بناءً على مكون اللحام، ثم ضع طبقة رقيقة من اللحام على طرف مكواة اللحام لمنع الأكسدة. وفي الوقت نفسه، إعداد سلك اللحام والتدفق.
عملية اللحام: استخدم طرف حديد اللحام لتسخين دبابيس العنصر ووسادات اللحام الخاصة بلوحة الدائرة، بحيث يصل كلاهما إلى درجة حرارة اللحام في نفس الوقت؛ ثم قم بتوصيل سلك اللحام بمنطقة التسخين، وانتظر حتى يذوب سلك اللحام بشكل مناسب، ثم قم بإزالة سلك اللحام؛ أخيرًا، قم بإزالة طرف مكواة اللحام واترك اللحام يبرد ويتصلب بشكل طبيعي. أثناء عملية اللحام، ينبغي الاهتمام بالتحكم في وقت اللحام. بشكل عام، وقت اللحام لكل نقطة لحام هو 2-3 ثواني لتجنب إتلاف المكونات أو الوسادات بسبب الوقت الزائد. بالنسبة للمكونات المثبتة على السطح، يمكن استخدام تقنية "لحام السحب"، والتي تتضمن أولاً طلاء القصدير على وسادة لحام، ثم محاذاة دبابيس المكونات مع وسادة اللحام المطلية بالقصدير باستخدام طرف حديد اللحام، والتسخين لإذابة اللحام، وسحب طرف مكواة اللحام لتوزيع اللحام بالتساوي على المسامير ووسادات اللحام.
(2) اللحام بمسدس الهواء الساخن
تثبيت المكونات: استخدم شريطًا مقاومًا لدرجات الحرارة العالية- أو معجون لحام لتثبيت المكون في الموضع الصحيح على لوحة الدائرة، مما يضمن محاذاة دبابيس المكون مع وسادات اللحام.
لحام التسخين: قم بتشغيل مسدس الهواء الساخن، واضبط درجة الحرارة المناسبة وسرعة الرياح، وقم بمحاذاة مخرج الهواء لمسدس الهواء الساخن مع المكون، والحفاظ على مسافة مناسبة، وتسخين المكون ووسادة اللحام بالتساوي. بعد ذوبان معجون اللحام، قم بإيقاف تشغيل مسدس الهواء الساخن وانتظر حتى يبرد مفصل اللحام بشكل طبيعي. عند اللحام بمسدس الهواء الساخن، من المهم تجنب درجة الحرارة الزائدة أو وقت التسخين الطويل لمنع تلف المكونات.
(3) لحام إنحسر
طلاء معجون اللحام: من خلال طباعة الشاشة أو التوزيع، قم بتطبيق معجون اللحام بالتساوي على وسادات اللحام الخاصة بلوحة الدائرة.
تركيب المكونات: استخدم آلة التثبيت على السطح لتركيب المكونات الإلكترونية بدقة على وسادات اللحام المطلية بمعجون اللحام.
اللحام بإعادة التدفق: أرسل لوحة الدائرة مع المكونات الملحقة بها إلى فرن لحام بإعادة التدفق وقم بتسخينها وفقًا لمنحنى درجة الحرارة المحددة. ينقسم منحنى درجة حرارة لحام إنحسر عمومًا إلى أربع مراحل: منطقة التسخين المسبق، ومنطقة العزل، ومنطقة إنحسر، ومنطقة التبريد. يتم استخدام منطقة التسخين المسبق لزيادة درجة حرارة لوحة الدائرة ببطء، مما يتسبب في تبخر المذيب الموجود في معجون اللحام؛ تضمن منطقة العزل وصول لوحة الدائرة والمكونات إلى درجة حرارة موحدة، مما يؤدي إلى إزالة الشوائب من معجون اللحام؛ تعد منطقة إعادة التدفق مرحلة حرجة في اللحام، حيث تصل درجة الحرارة إلى نقطة انصهار معجون اللحام، مما يتسبب في ذوبان مسحوق اللحام وتبليل المسامير والوسادات المكونة؛ تعمل منطقة التبريد على تبريد وصلات اللحام وتقويتها بسرعة، مما يشكل اتصالاً قويًا.