Η διαδικασία συγκόλλησης τουπλακέτες κυκλωμάτωνείναι ένα κρίσιμο βήμα για τη διασφάλιση αξιόπιστων ηλεκτρικών συνδέσεων μεταξύ ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και πλακών κυκλωμάτων. Μια καλή διαδικασία συγκόλλησης μπορεί όχι μόνο να εξασφαλίσει την κανονική λειτουργία του κυκλώματος, αλλά και να βελτιώσει σημαντικά τη σταθερότητα και τη διάρκεια ζωής των ηλεκτρονικών συσκευών. Από την απλή χειροκίνητη συγκόλληση έως την εξαιρετικά αυτοματοποιημένη συγκόλληση με επαναροή, κάθε λεπτομέρεια της διαδικασίας συγκόλλησης είναι ζωτικής σημασίας.
1, Η σημασία της συγκόλλησης πλακέτας κυκλώματος
Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα στην πλακέτα κυκλώματος πρέπει να είναι σταθερά συνδεδεμένα στο κύκλωμα μέσω συγκόλλησης για να επιτευχθεί μετάδοση σήματος και λειτουργική λειτουργία. Κατά τη διαδικασία παραγωγής, μπορεί να προκύψουν ελαττώματα όπως εικονική συγκόλληση και ψυχρή συγκόλληση λόγω ανακριβών παραμέτρων συγκόλλησης και οξείδωσης των ακίδων των εξαρτημάτων. Κατά τη χρήση του εξοπλισμού,-μακροπρόθεσμοι περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως οι κραδασμοί και η υψηλή θερμοκρασία μπορεί επίσης να προκαλέσουν χαλάρωση και ρωγμές των αρμών συγκόλλησης. Αυτά τα προβλήματα μπορεί να προκαλέσουν κακές συνδέσεις κυκλώματος, διακοπές σήματος, ακόμη και δυσλειτουργίες του εξοπλισμού. Για παράδειγμα, εάν το τσιπ στη μητρική πλακέτα ενός κινητού τηλεφώνου δεν είναι σταθερά κολλημένο, μπορεί να προκαλέσει συχνές διακοπές λειτουργίας και αδυναμία κανονικής επικοινωνίας. Επομένως, η γνώση της σωστής διαδικασίας συγκόλλησης είναι μεγάλης σημασίας για τη διασφάλιση της απόδοσης και της αξιοπιστίας των πλακών κυκλωμάτων.
2, Κοινά εργαλεία και υλικά για συγκόλληση
(1) Εργαλεία συγκόλλησης
Ηλεκτρικό κολλητήρι: Είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο εργαλείο για χειροκίνητη συγκόλληση, χωρισμένο σε τύπους εσωτερικής θέρμανσης και εξωτερικής θέρμανσης. Το ηλεκτρικό συγκολλητικό σίδερο εσωτερικής θέρμανσης έχει υψηλή απόδοση θέρμανσης και γρήγορη αύξηση της θερμοκρασίας, κατάλληλο για συγκόλληση μικρών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Το ηλεκτρικό συγκολλητικό σίδερο εξωτερικής θέρμανσης έχει υψηλή ισχύ και είναι κατάλληλο για συγκόλληση εξαρτημάτων μεγάλου-μεγέθους ή διεξαγωγή συγκόλλησης μεγάλης-επιφάνειας. Η ισχύς ενός ηλεκτρικού κολλητηρίου είναι γενικά μεταξύ 20W-60W, η οποία μπορεί να επιλεγεί ανάλογα με τις ανάγκες συγκόλλησης. Για παράδειγμα, τα εξαρτήματα στήριξης επιφάνειας συγκόλλησης συνήθως χρησιμοποιούν ηλεκτρικό συγκολλητικό σίδερο 20-30 W, ενώ οι συσκευές συγκόλλησης ισχύος απαιτούν ηλεκτρικό συγκολλητικό σίδερο 40 W ή περισσότερο.
Πιστόλι θερμού αέρα: χρησιμοποιείται κυρίως για συγκόλληση και αποσυναρμολόγηση εξαρτημάτων επιφανειακής βάσης, φυσώντας ζεστό αέρα για να λιώσει τη συγκόλληση. Η θερμοκρασία και η ταχύτητα ανέμου του πιστολιού θερμού αέρα μπορούν να ρυθμιστούν και διαφορετικά εξαρτήματα έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για τη θερμοκρασία και την ταχύτητα του ανέμου. Για παράδειγμα, κατά τη συγκόλληση αντιστάσεων και πυκνωτών μικρής επιφάνειας, η θερμοκρασία ρυθμίζεται γενικά στους 300-350 βαθμούς και η ταχύτητα του ανέμου ρυθμίζεται σε 2-3 επίπεδα. Κατά τη συγκόλληση συσκευασμένων τσιπ BGA, η θερμοκρασία πρέπει να ρυθμιστεί στους 350-400 βαθμούς και η ταχύτητα του ανέμου θα πρέπει να ρυθμιστεί σε 4-5 επίπεδα.
Εξοπλισμός συγκόλλησης Reflow: χρησιμοποιείται ευρέως στη μαζική παραγωγή, λιώνει την πάστα συγκόλλησης στην πλακέτα κυκλώματος θερμαίνοντας τον αέρα στον κλίβανο ή χρησιμοποιώντας υπέρυθρη ακτινοβολία για να επιτύχει συγκόλληση μεταξύ των εξαρτημάτων και της πλακέτας κυκλώματος. Ο εξοπλισμός συγκόλλησης με επαναροή έχει τα πλεονεκτήματα του ακριβούς ελέγχου της καμπύλης θερμοκρασίας, της καλής συνοχής συγκόλλησης και της υψηλής απόδοσης παραγωγής, που μπορεί να καλύψει τις ανάγκες παραγωγής-μεγάλης κλίμακας.
(2) Υλικά συγκόλλησης
Σύρμα συγκόλλησης: αποτελείται από κράμα κασσίτερου και ροή, που συνήθως περιλαμβάνει σύρμα συγκόλλησης μολύβδου από κασσίτερο και σύρμα συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο-. Το σύρμα συγκόλλησης μολύβδου από κασσίτερο έχει χαμηλό σημείο τήξης και καλή απόδοση συγκόλλησης, αλλά ο μόλυβδος είναι τοξικός και δεν συμβάλλει στην προστασία του περιβάλλοντος. Το σύρμα συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο αποτελείται κυρίως από κράμα χαλκού κασσίτερου και άλλα υλικά, με υψηλό σημείο τήξης που πληροί τις περιβαλλοντικές απαιτήσεις. Αυτή τη στιγμή χρησιμοποιείται ευρέως. Η διάμετρος του σύρματος συγκόλλησης διατίθεται σε διάφορες προδιαγραφές όπως 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm, κ.λπ., και η κατάλληλη διάμετρος πρέπει να επιλέγεται ανάλογα με το μέγεθος των ακίδων του εξαρτήματος.
Πάστα συγκόλλησης: πάστα που παρασκευάζεται με ανάμειξη σκόνης συγκόλλησης κράματος, ροής και άλλων πρόσθετων, που χρησιμοποιείται κυρίως στην τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης. Η πάστα συγκόλλησης έχει ένα ορισμένο ιξώδες σε θερμοκρασία δωματίου και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση εξαρτημάτων σε πλακέτες κυκλωμάτων. Μετά τη συγκόλληση με επαναροή, η σκόνη συγκόλλησης λιώνει για να σχηματίσει αρμούς συγκόλλησης. Διαφορετικοί τύποι πάστας συγκόλλησης είναι κατάλληλοι για διαφορετικές διαδικασίες συγκόλλησης και εξαρτήματα. Για παράδειγμα, η μη καθαριστική πάστα συγκόλλησης μπορεί να μειώσει τις διαδικασίες καθαρισμού και να βελτιώσει την απόδοση παραγωγής.
Ροή: Μπορεί να αφαιρέσει οξείδια από τη μεταλλική επιφάνεια, να μειώσει την επιφανειακή τάση της συγκόλλησης, να βελτιώσει τη ρευστότητα και τη διαβροχή της συγκόλλησης και να κάνει τη συγκόλληση πιο σταθερή. Η ροή συγκόλλησης χωρίζεται σε όξινους, ουδέτερους και αλκαλικούς τύπους. Η όξινη ροή συγκόλλησης έχει ισχυρή δραστηριότητα, αλλά είναι εξαιρετικά διαβρωτική. Η ουδέτερη ροή συγκόλλησης είναι μη διαβρωτική και κατάλληλη για τα περισσότερα σενάρια συγκόλλησης. Η αλκαλική ροή συγκόλλησης χρησιμοποιείται κυρίως για συγκόλληση ειδικών μετάλλων. Στην ηλεκτρονική συγκόλληση, το κολοφώνιο χρησιμοποιείται συνήθως ως ουδέτερη ροή.
3, Μέθοδος συγκόλλησης
(1) Χειροκίνητη συγκόλληση
Προετοιμασία: Προθερμάνετε το συγκολλητικό σίδερο ενεργοποιώντας το, επιλέξτε το κατάλληλο άκρο συγκολλητικού σιδήρου με βάση το εξάρτημα συγκόλλησης και εφαρμόστε ένα λεπτό στρώμα συγκόλλησης στο άκρο του συγκολλητικού σιδήρου για να αποτρέψετε την οξείδωση. Εν τω μεταξύ, προετοιμάστε το σύρμα συγκόλλησης και τη ροή.
Λειτουργία συγκόλλησης: Χρησιμοποιήστε ένα άκρο συγκολλητικού σιδήρου για να θερμάνετε τις ακίδες του στοιχείου και τα μαξιλαράκια συγκόλλησης της πλακέτας κυκλώματος, έτσι ώστε και τα δύο να φτάσουν τη θερμοκρασία συγκόλλησης ταυτόχρονα. Στη συνέχεια, επικοινωνήστε με το σύρμα συγκόλλησης με την περιοχή θέρμανσης, περιμένετε να λιώσει κατάλληλα το καλώδιο συγκόλλησης και αφαιρέστε το καλώδιο συγκόλλησης. Τέλος, αφαιρέστε το άκρο του συγκολλητικού σιδήρου και αφήστε τη συγκόλληση να κρυώσει και να στερεοποιηθεί φυσικά. Κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, πρέπει να δοθεί προσοχή στον έλεγχο του χρόνου συγκόλλησης. Γενικά, ο χρόνος συγκόλλησης για κάθε σημείο συγκόλλησης είναι 2-3 δευτερόλεπτα για να αποφευχθεί η πρόκληση ζημιάς σε εξαρτήματα ή τακάκια λόγω υπερβολικού χρόνου. Για εξαρτήματα επιφανειακής τοποθέτησης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η τεχνική "συρόμενης συγκόλλησης", η οποία περιλαμβάνει πρώτα την επικασσιτέωση σε ένα συγκολλητικό μαξιλάρι, μετά την ευθυγράμμιση των ακίδων του εξαρτήματος με το επικασσιτερωμένο συγκολλητικό μαξιλαράκι χρησιμοποιώντας μια άκρη συγκολλητικού σιδήρου, τη θέρμανση για να λιώσει τη συγκόλληση και το σύρσιμο της μύτης του συγκολλητικού σιδήρου για ομοιόμορφη κατανομή της συγκόλλησης στις καρφίτσες.
(2) Συγκόλληση πιστολιού θερμού αέρα
Στερέωση εξαρτήματος: Χρησιμοποιήστε ταινία ανθεκτική σε υψηλές θερμοκρασίες ή πάστα συγκόλλησης για να στερεώσετε το εξάρτημα στη σωστή θέση στην πλακέτα κυκλώματος, διασφαλίζοντας ότι οι ακίδες του εξαρτήματος είναι ευθυγραμμισμένες με τα μαξιλαράκια συγκόλλησης.
Συγκόλληση θέρμανσης: Ενεργοποιήστε το πιστόλι θερμού αέρα, ρυθμίστε την κατάλληλη θερμοκρασία και ταχύτητα ανέμου, ευθυγραμμίστε την έξοδο αέρα του πιστολιού θερμού αέρα με το εξάρτημα, διατηρήστε μια κατάλληλη απόσταση και θερμάνετε ομοιόμορφα το εξάρτημα και το μαξιλαράκι συγκόλλησης. Αφού λιώσει η πάστα συγκόλλησης, απενεργοποιήστε το πιστόλι θερμού αέρα και περιμένετε να κρυώσει φυσικά η ένωση συγκόλλησης. Κατά τη συγκόλληση με πιστόλι θερμού αέρα, είναι σημαντικό να αποφεύγετε την υπερβολική θερμοκρασία ή τον παρατεταμένο χρόνο θέρμανσης για να αποτρέψετε τη ζημιά στα εξαρτήματα.
(3) Συγκόλληση με επαναροή
Πάστα συγκόλλησης επίστρωσης: Με μεταξοτυπία ή διανομή, εφαρμόστε ομοιόμορφα πάστα συγκόλλησης στα μαξιλαράκια συγκόλλησης της πλακέτας κυκλώματος.
Τοποθέτηση εξαρτημάτων: Χρησιμοποιήστε ένα μηχάνημα επιφανειακής τοποθέτησης για να τοποθετήσετε με ακρίβεια ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε επιθέματα συγκόλλησης επικαλυμμένα με πάστα συγκόλλησης.
Επαναρροή συγκόλλησης: Στείλτε την πλακέτα κυκλώματος με εξαρτήματα συνδεδεμένα σε αυτήν σε έναν κλίβανο συγκόλλησης επαναροής και θερμάντε την σύμφωνα με την καθορισμένη καμπύλη θερμοκρασίας. Η καμπύλη θερμοκρασίας της συγκόλλησης επαναροής χωρίζεται γενικά σε τέσσερα στάδια: ζώνη προθέρμανσης, ζώνη μόνωσης, ζώνη επαναροής και ζώνη ψύξης. Η ζώνη προθέρμανσης χρησιμοποιείται για την αργή αύξηση της θερμοκρασίας της πλακέτας κυκλώματος, προκαλώντας την εξάτμιση του διαλύτη στην πάστα συγκόλλησης. Η ζώνη μόνωσης διασφαλίζει ότι η πλακέτα κυκλώματος και τα εξαρτήματα φθάνουν σε ομοιόμορφη θερμοκρασία, αφαιρώντας περαιτέρω τις ακαθαρσίες από την πάστα συγκόλλησης. Η ζώνη επαναροής είναι ένα κρίσιμο στάδιο της συγκόλλησης, όπου η θερμοκρασία φτάνει στο σημείο τήξης της πάστας συγκόλλησης, προκαλώντας τη τήξη της σκόνης συγκόλλησης και τη διαβροχή των ακίδων και των μαξιλαριών του εξαρτήματος. Η ζώνη ψύξης ψύχει γρήγορα και στερεοποιεί τους αρμούς συγκόλλησης, σχηματίζοντας μια ισχυρή σύνδεση.