Postupak lemljenjastrujne pločeje ključni korak u osiguravanju pouzdanih električnih veza između elektroničkih komponenti i sklopova. Dobar postupak lemljenja ne samo da može osigurati normalan rad kruga, već i značajno poboljšati stabilnost i vijek trajanja elektroničkih uređaja. Od jednostavnog ručnog lemljenja do visoko automatiziranog reflow lemljenja, svaki detalj procesa lemljenja je ključan.
1, Važnost lemljenja tiskanih ploča
Elektroničke komponente na sklopnoj ploči moraju biti čvrsto spojene na krug lemljenjem kako bi se postigao prijenos signala i funkcionalan rad. Tijekom proizvodnog procesa mogu se pojaviti nedostaci poput virtualnog i hladnog lemljenja zbog netočnih parametara zavarivanja i oksidacije pinova komponenti; Tijekom upotrebe opreme, dugoročni -čimbenici okoline kao što su vibracije i visoka temperatura također mogu uzrokovati labavljenje i pucanje lemljenih spojeva. Ovi problemi mogu uzrokovati loše spojeve strujnog kruga, prekide signala, pa čak i kvarove opreme. Na primjer, ako čip na matičnoj ploči mobilnog telefona nije čvrsto zalemljen, to može uzrokovati česte padove i nemogućnost normalne komunikacije. Stoga je ovladavanje ispravnim postupkom lemljenja od velike važnosti za osiguranje performansi i pouzdanosti tiskanih ploča.
2, Uobičajeni alati i materijali za zavarivanje
(1) Alati za zavarivanje
Električno lemilo: To je alat koji se često koristi za ručno zavarivanje, podijeljen na unutarnje grijanje i vanjsko grijanje. Električno lemilo s unutarnjim grijanjem ima visoku učinkovitost grijanja i brz porast temperature, pogodno za lemljenje malih elektroničkih komponenti; Električno lemilo s vanjskim grijanjem ima veliku snagu i prikladno je za lemljenje velikih-komponenti ili izvođenje lemljenja velikih-površina. Snaga električnog lemilice općenito je između 20W-60W, koja se može odabrati prema potrebama lemljenja. Na primjer, za lemljenje komponenti za površinsku montažu obično se koristi električno lemilo od 20-30 W, dok je za lemljenje energetskih uređaja potrebno električno lemilo od 40 W ili više.
Pištolj za vrući zrak: uglavnom se koristi za zavarivanje i rastavljanje komponenti za površinsku montažu, puhanje vrućeg zraka za topljenje lema. Temperatura i brzina vjetra pištolja za vrući zrak mogu se prilagoditi, a različite komponente imaju različite zahtjeve za temperaturu i brzinu vjetra. Na primjer, kod zavarivanja malih otpornika i kondenzatora za površinsku montažu, temperatura se općenito postavlja na 300-350 stupnjeva, a brzina vjetra na 2-3 razine; Prilikom lemljenja BGA pakiranih čipova, temperatura bi trebala biti postavljena na 350-400 stupnjeva, a brzina vjetra trebala bi biti postavljena na 4-5 razina.
Oprema za reflow lemljenje: naširoko korištena u masovnoj proizvodnji, ona topi pastu za lemljenje na tiskanoj ploči grijanjem zraka u peći ili korištenjem infracrvenog zračenja za postizanje lemljenja između komponenti i tiskane ploče. Oprema za reflow lemljenje ima prednosti precizne kontrole temperaturne krivulje, dobre konzistencije zavarivanja i visoke proizvodne učinkovitosti, što može zadovoljiti potrebe -velike proizvodnje.
(2) Materijali za zavarivanje
Žica za lemljenje: sastavljena od legure kositra i topitelja, obično uključuje žicu za lemljenje s kositrom i olovom i žicu za lemljenje bez olova. Kositreno-olovna lemljena žica ima nisko talište i dobre performanse zavarivanja, ali olovo je otrovno i ne doprinosi zaštiti okoliša; Žica za lemljenje bez olova uglavnom se sastoji od legure kositra i bakra i drugih materijala, s visokom točkom taljenja koja zadovoljava ekološke zahtjeve. Trenutno se naširoko koristi. Promjer žice za lemljenje dolazi u različitim specifikacijama kao što su 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm itd., a odgovarajući promjer treba odabrati prema veličini pinova komponente.
Pasta za lemljenje: pasta napravljena miješanjem praha za lemljenje legure, topitelja i drugih dodataka, uglavnom se koristi u tehnologiji površinske montaže. Pasta za lemljenje ima određenu viskoznost na sobnoj temperaturi i može se koristiti za pričvršćivanje komponenti na tiskane ploče. Nakon reflow lemljenja, prah za lemljenje se topi i formira lemne spojeve. Različite vrste paste za lemljenje prikladne su za različite postupke zavarivanja i komponente. Na primjer, pasta za lemljenje koja ne čisti može smanjiti procese čišćenja i poboljšati učinkovitost proizvodnje.
Topilo: Može ukloniti okside s metalne površine, smanjiti površinsku napetost lema, poboljšati fluidnost i vlaženje lema i učiniti lemljenje čvršćim. Topilo za lemljenje dijeli se na kiselo, neutralno i alkalno. Kiselo sredstvo za lemljenje ima jaku aktivnost, ali je vrlo korozivno; Neutralni tok za lemljenje nije korozivan i prikladan za većinu scenarija lemljenja; Alkalni topitelj za lemljenje uglavnom se koristi za specifično lemljenje metala. U elektroničkom lemljenju kolofonij se obično koristi kao neutralni fluks.
3, Metoda zavarivanja
(1) Ručno zavarivanje
Priprema: Zagrijte lemilo tako da ga uključite, odaberite odgovarajući vrh lemilice na temelju komponente za lemljenje i nanesite tanki sloj lema na vrh lemilice kako biste spriječili oksidaciju. U međuvremenu pripremite žicu za lemljenje i prašak.
Postupak zavarivanja: Upotrijebite vrh lemilice da zagrijete igle elementa i podloge za lemljenje na tiskanoj pločici, tako da oboje u isto vrijeme postignu temperaturu zavarivanja; Zatim dotaknite žicu za lemljenje s područjem grijanja, pričekajte da se žica za lemljenje odgovarajuće otopi i uklonite žicu za lemljenje; Na kraju uklonite vrh lemilice i ostavite da se lem prirodno ohladi i stvrdne. Tijekom procesa zavarivanja treba obratiti pozornost na kontrolu vremena zavarivanja. Općenito, vrijeme zavarivanja za svaku točku zavarivanja je 2-3 sekunde kako bi se izbjeglo oštećenje komponenti ili jastučića zbog prekomjernog vremena. Za komponente za površinsku montažu može se koristiti tehnika "lemljenja povlačenjem", koja uključuje prvo pokositrenje na lemnoj ploči, zatim poravnavanje pinova komponente s kositrenom pločicom za lemljenje pomoću vrha lemilice, zagrijavanje da se otopi lem i povlačenje vrha lemilice kako bi se lem ravnomjerno rasporedio na igle i lemne pločice.
(2) Zavarivanje pištoljem vrućeg zraka
Učvršćivanje komponenti: upotrijebite traku otpornu na visoke -temperature ili pastu za lemljenje kako biste učvrstili komponentu u ispravnom položaju na tiskanoj ploči, osiguravajući da su pinovi komponente poravnati s jastučićima za lemljenje.
Zavarivanje grijanjem: uključite pištolj za vrući zrak, postavite odgovarajuću temperaturu i brzinu vjetra, poravnajte izlaz zraka iz pištolja za vrući zrak s komponentom, održavajte odgovarajuću udaljenost i ravnomjerno zagrijte komponentu i podlogu za lemljenje. Nakon što se pasta za lemljenje otopi, isključite pištolj za vrući zrak i pričekajte da se lemljeni spoj prirodno ohladi. Kada zavarivate pištoljem za vrući zrak, važno je izbjegavati pretjeranu temperaturu ili produljeno vrijeme zagrijavanja kako biste spriječili oštećenje komponenti.
(3) Reflow lemljenje
Premazivanje paste za lemljenje: sitotiskom ili nanošenjem ravnomjerno nanesite pastu za lemljenje na lemne podloge na tiskanoj pločici.
Montaža komponenti: Koristite stroj za površinsku montažu za preciznu montažu elektroničkih komponenti na podloge za lemljenje obložene pastom za lemljenje.
Reflow lemljenje: Pošaljite tiskanu pločicu s komponentama koje su na nju pričvršćene u peć za reflow lemljenje i zagrijte je prema postavljenoj krivulji temperature. Krivulja temperature reflow lemljenja općenito se dijeli u četiri stupnja: zona predgrijavanja, zona izolacije, zona reflowa i zona hlađenja. Zona predgrijanja koristi se za polagano povećanje temperature tiskane ploče, uzrokujući isparavanje otapala u pasti za lemljenje; Zona izolacije osigurava da tiskana ploča i komponente postignu jednoliku temperaturu, dodatno uklanjajući nečistoće iz paste za lemljenje; Zona reflowa kritična je faza lemljenja, gdje temperatura doseže točku taljenja paste za lemljenje, uzrokujući topljenje praha za lemljenje i vlaženje iglica i jastučića komponente; Zona hlađenja brzo hladi i učvršćuje lemljene spojeve, tvoreći čvrstu vezu.