תהליך ההלחמה שללוחות מעגליםהוא צעד מכריע בהבטחת חיבורים חשמליים אמינים בין רכיבים אלקטרוניים ומעגלים. תהליך הלחמה טוב יכול לא רק להבטיח את הפעולה הרגילה של המעגל, אלא גם לשפר משמעותית את היציבות וחיי השירות של מכשירים אלקטרוניים. מהלחמה ידנית פשוטה ועד להלחמה חוזרת אוטומטית במיוחד, כל פרט בתהליך ההלחמה הוא קריטי.
1, החשיבות של הלחמת מעגלים
הרכיבים האלקטרוניים בלוח צריכים להיות מחוברים היטב למעגל באמצעות הלחמה כדי להשיג העברת אותות ופעולה פונקציונלית. במהלך תהליך הייצור עלולים להופיע פגמים כמו הלחמה וירטואלית והלחמה קרה עקב פרמטרי ריתוך לא מדויקים וחמצון פינים של רכיבים; במהלך השימוש בציוד, גורמים סביבתיים ארוכי טווח-כגון רטט וטמפרטורה גבוהה עלולים גם הם לגרום לחיבורי ההלחמה להתרופף ולהיסדק. בעיות אלו עלולות לגרום לחיבורי מעגל לקויים, להפרעות באות, ואפילו לתקלות בציוד. לדוגמה, אם השבב בלוח האם של טלפון נייד אינו מולחם היטב, זה עלול לגרום לקריסות תכופות ולחוסר יכולת לתקשר כרגיל. לכן, שליטה בתהליך ההלחמה הנכון היא בעלת משמעות רבה להבטחת הביצועים והאמינות של המעגלים.
2, כלים וחומרים נפוצים לריתוך
(1) כלי ריתוך
מלחם חשמלי: זהו כלי נפוץ לריתוך ידני, מחולק לסוגי חימום פנימי וחימום חיצוני. חימום פנימי למלחם חשמלי בעל יעילות חימום גבוהה ועליית טמפרטורה מהירה, מתאים להלחמת רכיבים אלקטרוניים קטנים; למלחם חשמלי לחימום חיצוני יש הספק גבוה והוא מתאים להלחמת רכיבים- גדולים או הלחמה בשטח- גדול. הספק של מלחם חשמלי הוא בדרך כלל בין 20W-60W, שניתן לבחור בהתאם לצרכי ההלחמה. לדוגמה, רכיבי הלחמה משטחים משתמשים בדרך כלל במלחם חשמלי של 20-30W, בעוד שמכשירי הלחמה דורשים מלחם חשמלי של 40W או יותר.
אקדח אוויר חם: משמש בעיקר לריתוך ופירוק רכיבי הרכבה על פני השטח, נושבת אוויר חם כדי להמיס את ההלחמה. ניתן להתאים את הטמפרטורה ומהירות הרוח של אקדח האוויר החם, ולרכיבים שונים יש דרישות שונות לטמפרטורה ולמהירות הרוח. לדוגמה, בעת ריתוך נגדים וקבלים קטנים להרכבה על פני השטח, הטמפרטורה נקבעת בדרך כלל על 300-350 מעלות ומהירות הרוח נקבעת על 2-3 רמות; בעת הלחמת שבבים ארוזים ב-BGA, יש להגדיר את הטמפרטורה ל-350-400 מעלות ולכוון את מהירות הרוח ל-4-5 רמות.
ציוד הלחמה חוזר: בשימוש נרחב בייצור המוני, הוא ממיס את משחת ההלחמה על המעגל על ידי חימום האוויר בכבשן או שימוש בקרינה אינפרא אדומה כדי להשיג הלחמה בין רכיבים ללוח המעגלים. לציוד הלחמה חוזרת יש את היתרונות של בקרת עקומת טמפרטורה מדויקת, עקביות ריתוך טובה ויעילות ייצור גבוהה, שיכולה לענות על הצרכים של ייצור בקנה מידה- גדול.
(2) חומרי ריתוך
חוט הלחמה: מורכב מסגסוגת פח ומשטף, בדרך כלל כולל חוט הלחמה של עופרת פח וחוט הלחמה ללא עופרת-. לחוט הלחמה של עופרת פח יש נקודת התכה נמוכה וביצועי ריתוך טובים, אך עופרת היא רעילה ואינה תורמת להגנה על הסביבה; חוט הלחמה נטול עופרת מורכב בעיקר מסגסוגת נחושת בדיל וחומרים אחרים, בעל נקודת התכה גבוהה העומדת בדרישות הסביבה. כיום הוא נמצא בשימוש נרחב. קוטר חוט הלחמה מגיע במפרטים שונים כגון 0.5 מ"מ, 0.8 מ"מ, 1.0 מ"מ וכו', ויש לבחור את הקוטר המתאים בהתאם לגודל פיני הרכיב.
משחת הלחמה: משחה המיוצרת על ידי ערבוב אבקת הלחמה מסגסוגת, שטף ותוספים אחרים, המשמשים בעיקר בטכנולוגיית הרכבה על פני השטח. למשחת הלחמה יש צמיגות מסוימת בטמפרטורת החדר וניתן להשתמש בה לחיבור רכיבים למעגלים. לאחר הלחמה חוזרת, אבקת ההלחמה נמסה ליצירת מפרקי הלחמה. סוגים שונים של משחת הלחמה מתאימים לתהליכי ריתוך ורכיבים שונים. לדוגמה, משחת הלחמה שאינה מנקה יכולה להפחית את תהליכי הניקוי ולשפר את יעילות הייצור.
שטף: זה יכול להסיר תחמוצות ממשטח המתכת, להפחית את מתח הפנים של הלחמה, לשפר את הנזילות וההרטבה של הלחמה, ולהפוך את ההלחמה ליותר יציבה. שטף הלחמה מחולק לסוגים חומציים, ניטרליים ובסיסיים. לשטף הלחמה חומצי יש פעילות חזקה, אך הוא מאכל מאוד; שטף הלחמה ניטרלי אינו קורוזיבי ומתאים לרוב תרחישי ההלחמה; שטף הלחמה אלקליין משמש בעיקר להלחמת מתכת ספציפית. בהלחמה אלקטרונית, רוזין משמש בדרך כלל כשטף ניטרלי.
3, שיטת ריתוך
(1) ריתוך ידני
הכנה: מחממים את המלחם על ידי הפעלתו, בחר את קצה המלחם המתאים בהתאם לרכיב ההלחמה, ומרח שכבה דקה של הלחמה על קצה המלחם כדי למנוע חמצון. בינתיים, הכינו את חוט ההלחמה והשטף.
פעולת ריתוך: השתמש בקצה מלחם כדי לחמם את הפינים של האלמנט ואת רפידות ההלחמה של המעגל, כך ששניהם יגיעו לטמפרטורת הריתוך בו זמנית; לאחר מכן צור קשר עם חוט ההלחמה עם אזור החימום, המתן עד שחוט ההלחמה יימס כראוי, והסר את חוט ההלחמה; לבסוף, הסר את קצה המלחם ואפשר להלחמה להתקרר ולהתמצק באופן טבעי. במהלך תהליך הריתוך, יש לשים לב לשליטה בזמן הריתוך. בדרך כלל, זמן הריתוך עבור כל נקודת ריתוך הוא 2-3 שניות כדי למנוע נזק לרכיבים או לרפידות עקב זמן מופרז. עבור רכיבי הרכבה על פני השטח, ניתן להשתמש בטכניקת "הלחמת גרירה", הכוללת תחילה ציפוי בדיל על משטח הלחמה, לאחר מכן יישור פיני הרכיב עם כרית ההלחמה המצופה בדיל באמצעות קצה מלחם, חימום כדי להמיס את ההלחמה וגרירת קצה המלחם כדי לפזר את ההלחמה באופן שווה על הפינים ועל רפידות ההלחמה.
(2) ריתוך אקדח אוויר חם
תיקון רכיבים: השתמש בקלטת-עמידה לטמפרטורה גבוהה או במשחת הלחמה כדי לקבע את הרכיב במיקום הנכון בלוח המעגלים, תוך הקפדה שפיני הרכיב מיושרים עם רפידות ההלחמה.
ריתוך חימום: הפעל את אקדח האוויר החם, הגדר את הטמפרטורה ואת מהירות הרוח המתאימים, יישר את יציאת האוויר של אקדח האוויר החם עם הרכיב, שמרו על מרחק מתאים וחממו באופן שווה את הרכיב ואת רפידת ההלחמה. לאחר שמשחת ההלחמה נמסה, כבה את אקדח האוויר החם והמתן עד שמפרק ההלחמה יתקרר באופן טבעי. בעת ריתוך עם אקדח אוויר חם, חשוב להימנע מטמפרטורה מופרזת או זמן חימום ממושך כדי למנוע נזק לרכיבים.
(3) הלחמה חוזרת
משחת הלחמה לציפוי: על ידי הדפסת מסך או חלוקה, יש למרוח משחת הלחמה באופן שווה על רפידות ההלחמה של המעגל.
הרכבת רכיבים: השתמשו במכונת הרכבה על פני השטח כדי להרכיב במדויק רכיבים אלקטרוניים על רפידות הלחמה מצופים במשחת הלחמה.
הלחמה חוזרת: שלח את לוח המעגלים עם רכיבים המחוברים אליו לתוך תנור הלחמה חוזרת וחמם אותו לפי עקומת הטמפרטורה שנקבעה. עקומת הטמפרטורה של הלחמת זרימה חוזרת מחולקת בדרך כלל לארבעה שלבים: אזור חימום מוקדם, אזור בידוד, אזור זרימה חוזרת ואזור קירור. אזור החימום המקדים משמש להגברת הטמפרטורה של לוח המעגלים באיטיות, מה שגורם לממס במשחת ההלחמה להתאדות; אזור הבידוד מבטיח שהמעגל והרכיבים מגיעים לטמפרטורה אחידה, ומסיר עוד יותר זיהומים ממשחת ההלחמה; אזור הזרימה מחדש הוא שלב קריטי של הלחמה, שבו הטמפרטורה מגיעה לנקודת ההיתוך של משחת ההלחמה, מה שגורם לאבקת ההלחמה להמיס ולהרטיב את הפינים והרפידות של הרכיבים; אזור הקירור מקרר וממצק במהירות את מפרקי ההלחמה, ויוצר חיבור חזק.