خمیر لحیم کاری برای چه مواردی استفاده می شود؟

خمیر لحیم کاری واقعاً انجام می دهد

گفتنخمیر لحیم کاری"برای لحیم کاری استفاده می شود" از نظر فنی صحیح است اما چیزی به شما نمی گوید. پس از 15 سال در این صنعت، متوجه شدم که بیشتر مردم هنوز سطح{2}}درکی زیبا از آنچه این چیزها واقعاً انجام می دهند دارند. بگذار آن را بشکنم.

خمیر لحیم کاری به یک دلیل اساسی وجود دارد-که اتصالات بین قطعات الکترونیکی و PCBها را برقرار می کند. این اتصالات باید دو کار را همزمان انجام دهند: جریان الکتریکی و نگه داشتن قطعات در جای خود. یکی را از دست نده و مشکلی داری.

فرآیند خط SMT ساده است: خمیر لحیم کاری را روی پدها چاپ کنید، دستگاه را انتخاب کنید-و- اجزا را روی آن قرار دهید، کل تخته از داخل یک کوره جریان مجدد عبور می کند. هنگامی که دما به حدود 230 درجه می رسد، ذرات فلزی در خمیر ذوب می شوند، جریان می یابند، لنت ها و سرب ها را خیس می کنند، سپس در اتصالات لحیم کاری جامد می شوند.

به اندازه کافی ساده به نظر می رسد. اما به این فکر کنید-یک مادربرد تلفن هوشمند دارای هزاران اتصال لحیم کاری است و هر یک باید کار کند. یک مفصل خراب و کل دستگاه مرده است. ما یک بار دسته ای داشتیم که در آن یک BGA خیس شدن ضعیفی روی یک مفصل زیر آن داشت. نرخ بازده به 3 درصد رسید. پاداش همه در آن ماه وجود داشت.

مردم این یکی را فراموش می کنند.

ماشین‌های-سرعت انتخاب-و-می‌توانند ده‌ها هزار قطعه را در ساعت نصب کنند. پس از قرار دادن، قبل از اینکه تخته به فر برخورد کند{4}}چه چیزی مانع از لغزش تمام آن قطعات کوچک به اطراف می شود؟ چسبندگی رب

این را دست کم نگیرید ساعت‌ها بین چاپ و جریان مجدد می‌گذرد. تابلوها منتقل می شوند، جابجا می شوند، گاهی اوقات به طور موقت ذخیره می شوند. اگر خمیر خیلی سریع چسبندگی خود را از دست بدهد، اجزا به طور کامل جابجا می شوند یا می افتند. این صنعت برای اندازه گیری این مورد از "طول عمر" استفاده می کند. مارک های مختلف، مدل های مختلف-تنوع بسیار زیاد. شما باید آن را با زمان چرخه خط خود مطابقت دهید.

خمیر لحیم کاری پودر فلز خالص نیست. بخش قابل توجهی شار است. بدون شار، لحیم کاری به سادگی کار نمی کند.

پدهای مسی وقتی در معرض هوا قرار می گیرند اکسید می شوند. شما نمی توانید لایه اکسید را ببینید، اما از خیس شدن درست لحیم جلوگیری می کند. شار هنگام گرم شدن فعال می شود، با اکسیدها واکنش می دهد، سطح فلز را تمیز می کند. همچنین کشش سطحی لحیم مذاب را کاهش می دهد و به پخش شدن آن کمک می کند.

چند نوع وجود دارد:-بر پایه رزین،-محلول در آب، بدون- تمیز کردن. از آنجایی که بعد از لحیم کاری از مرحله شستشو صرفنظر می کنید، اکنون هیچ- تمیزی غالب نیست. اما اگر بعداً از روکش منسجم استفاده می کنید یا نیاز دارید که تخته بکر به نظر برسد، همچنان باید تمیز کنید.

پروفیل دمای جریان مجدد دارای چهار مرحله است. رفتار خمیر در هر کدام متفاوت است:

پیش گرم کنید(دمای اتاق تا 150 درجه): حلال ها شروع به تبخیر می کنند. سطح شیب دار خیلی سریع است و حلال به شدت می جوشد-شما همه جا توپ های لحیم کاری می کنید. آن را روی 1-3 درجه در ثانیه نگه دارید.
خیس کن(~150 درجه تا 190 درجه): Flux اکسیدهای روی پدها و لیدها را فعال کرده و به آنها حمله می کند. این مرحله همچنین به یکنواخت شدن دما در سراسر صفحه کمک می کند تا اجزای بزرگ و کوچک شما در دماهای بسیار متفاوت نباشند.
جریان مجدد(حداکثر 235{1}}245 درجه برای بدون سرب-): ذرات فلز ذوب می‌شوند و به لحیم مایع تبدیل می‌شوند و شکاف‌های بین لنت و سرب را خیس می‌کنند و پر می‌کنند. مایع با فلز پایه واکنش می دهد و یک لایه ترکیبی بین فلزی تشکیل می دهد. این قطعه فقط 30 تا 60 ثانیه دوام می آورد و IMC بیش از حد ضخیم می شود که در واقع به قابلیت اطمینان آسیب می رساند.
خنک کننده: لحیم کاری جامد می شود. معمولاً 3-4 درجه در ثانیه. خیلی کند می شود و ساختار دانه درشت، مفاصل ضعیف تری دریافت می کنید. خیلی سریع و در خطر استرس حرارتی هستید.

بسیاری از مردم تصور می کنند خمیر لحیم کاری فقط برای خطوط بزرگ SMT است. درست نیست.

نمونه سازی و دسته های کوچک:

مهندسانی که نمونه‌ها را می‌سازند از شابلون‌های ساده برای چاپ دستی استفاده می‌کنند، سپس از یک اجاق گاز رومیزی یا تفنگ هوای گرم استفاده می‌کنند. کارایی کمتری دارد، اما کیفیت می تواند به سطوح تولید نزدیک شود. زمانی که شروع به کار کردم این کار را زیاد انجام دادم. یک دست می لرزد و کل تخته خراب است.

دوباره کاری کنید:

تخته های معیوب خط، مشتری برمی گرداند-هر زمان که قطعات را تعویض می کنید، به خمیر لحیم کاری نیاز دارید. فرآیند استاندارد: قسمت بد را حذف کنید، لنت ها را تمیز کنید، خمیر را دوباره بمالید، جزء جدید را قرار دهید، گرمایش موضعی.

از طریق-سوراخ در جریان مجدد

اجزای سوراخ از طریق{0}}که به معنای لحیم کاری موجی هستند. اکنون کارخانه های بیشتری قطعات سوراخ و SMT را روی یک برد قرار می دهند و همه چیز را با هم از طریق جریان مجدد اجرا می کنند. شما سوراخ‌های ویژه‌ای را در شابلون طراحی می‌کنید، خمیر اضافی را در محل‌های سوراخ{4}} چاپ می‌کنید، اجزا را درج می‌کنید، دوباره جریان می‌دهید. مرحله لحیم کاری موجی را حذف می کند، هزینه ها را کاهش می دهد.

BGA، CSP، QFN:

مفاصل پنهان در زیر تراشه نمی توان آنها را با اتو لمس کرد. خمیر لحیم کاری به اضافه جریان مجدد تنها راه است. با منقبض شدن بسته‌ها و تنگ‌تر شدن گام، الزامات برای اندازه ذرات و دقت چاپ بالا می‌رود.

مواد مشابه، تمرکز کاملاً متفاوت بسته به صنعت

لوازم الکترونیکی مصرفی

لوازم الکترونیکی مصرفیهمه چیز در مورد سرعت و هزینه است. تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها ده‌ها میلیون در سال ارسال می‌شوند، خطوط سریع اجرا می‌شوند، قابلیت چاپ و پردازش پنجره‌ها بیشترین اهمیت را دارند. آیا هزینه، بهبودهای قابل اطمینان نهایی است که هزینه بیشتری دارد؟ کسی خرید نمی کند

خودرو

خودرویک پله است. ECU در محفظه موتور می تواند 125 درجه و گاهی اوقات 150 درجه ضربه بزند. لرزش ثابت را اضافه کنید. مقاومت در برابر حرارت بالا و مقاومت در برابر خستگی بسیار مهم است. طرح های خودرو برای عمر 15 ساله. اتصال لحیم کاری شکست خورده می تواند باعث بروز حوادث ایمنی شود. کنترل کیفیت در کل زنجیره تامین بسیار سخت‌تر از مصرف‌کننده است.

پزشکی

پزشکیمرزهای وسواس در مورد قابلیت اطمینان. شکستگی ضربان سازها، دستگاه های کاشتنی{1}}مستقیماً زندگی را به خطر می اندازد. معمولاً به معنای آزمایش 100٪، قابلیت ردیابی دسته ای، ممیزی های بی رحمانه تامین کننده است.

هوافضا و نظامی

هوافضا و نظامیدنیای خودش است هنوز از تن ها خمیر لحیم کاری سرب استفاده می شود (معافیت های نظارتی). دهه‌ها داده‌های قابل اطمینان درازمدت در-قلع سرب. بدون سرب-در حال پیشرفت است اما در محیط‌های شدید به همان میزان تأیید نشده است.

الکترونیک صنعتی و قدرت

الکترونیک صنعتی و قدرتبه جریان زیاد و اتلاف گرما اهمیت می دهد. دستگاه های برق در اینورترها، اینورترهای خورشیدی{1}}مفاصل نیاز به انتقال گرما دارند، نه فقط الکتریسیته. نرخ‌های خالی کم کلید هستند. برخی از برنامه‌ها با خمیر{4}}نقره بالا یا فرآیندهای نقره متخلخل همراه هستند.

روشنایی LED

روشنایی LEDمشکلات بستر دارد ال ای دی ها معمولا روی زیرلایه های آلومینیومی یا سرامیکی کار می کنند. ضرایب انبساط حرارتی کاملاً متفاوت از مس است. خمیر به مقاومت در برابر چرخه حرارتی قوی نیاز دارد.

وسایل الکترونیکی کوچکتر و قدرتمندتر می شوند. چالش های جدید برای خمیر لحیم کاری.

زمین در حال کاهش است. لوازم الکترونیکی مصرفی اصلی در حال حاضر 0.3 میلی متر یا کمتر است. به ذرات نوع 5 (15-25μm) یا نوع 6 (5-15μm) نیاز دارد. ذرات ریزتر به معنای مساحت سطح اکسید بیشتر، نیازهای ذخیره سازی و جابجایی سخت تر است.

بدون سرب-به تکامل خود ادامه می‌دهد. نزدیک به دو دهه از زمانی که بدون سرب-به جریان اصلی تبدیل شد، می‌گذرد، اما جایگزینی در برنامه‌های کاربردی با قابلیت اطمینان بالا هنوز ادامه دارد. فرمول‌های کم-نقره و نقره-در زمینه تحقیقاتی داغ هستند-هزینه و خطر سبیل را کاهش می‌دهند.

خمیر با دمای پایین{0}}کاربردهای جدید پیدا می‌کند. به طور سنتی برای قطعات حساس به حرارت (قلع-آلیاژهای بیسموت، ~138 درجه نقطه ذوب). با بالا آمدن لوازم الکترونیکی و پوشیدنی‌های انعطاف‌پذیر، تقاضا در حال افزایش است زیرا بسترهای انعطاف‌پذیر نمی‌توانند دمای عادی جریان مجدد را تحمل کنند.

خودروهای برقی و انرژی‌های تجدیدپذیر نیازمندی‌های-لحیم کاری بالا هستند. سیستم‌های مدیریت باتری، کنترل‌کننده‌های موتور-اتصالات جریان بالا{3}}به اتصالاتی با ظرفیت انتقال جدی-جریان و حرارت{5}}نیاز دارند. ایجاد فشار برای خمیرها و مواد پخت{7} با قابلیت اطمینان بالا.

همه این کاربردها، اما خمیر لحیم کاری جادویی نیست. شرایط باید مناسب باشد.

انتخاب مهم استسرب-آزاد یا سرب دار، درجه اندازه ذرات، نوع شار، محدوده ویسکوزیته-بر اساس کاربرد خاص خود انتخاب کنید. انتخاب اشتباه به معنای کاهش عملکرد یا بدتر از آن، حذف کل دسته است.
کنترل فرآیند همه چیز است.ضخامت شابلون و طراحی دیافراگم حجم چاپ مجموعه. فشار و سرعت اسکاج بر ثبات تأثیر می گذارد. هر پارامتر در پروفایل reflow شما به کیفیت لحیم کاری مرتبط است. خمیر زیاد، بریج و شورت می گیری. خیلی کم، مفاصل سرد. دمای خیلی بالا، اجزای آسیب دیده. خیلی کم، خیس شدن ضعیف.
ذخیره سازی باید مناسب باشد.ماندگاری خمیر لحیم{0}}معمولاً 6 ماه تا یک سال در یخچال است. پس از باز شدن، سریع از آن استفاده کنید. قرار گرفتن در معرض هوای طولانی به معنای جذب رطوبت، اکسیداسیون، تغییرات ویسکوزیته است. جزئیاتی مانند زمان گرم کردن{5}}و روش هم زدن بر نتایج چاپ تأثیر می‌گذارند.
بازرسی را نمی توان نادیده گرفت.SPI پس از چاپ برای تایید کیفیت. AOI یا X{1}}پس از جریان مجدد برای بررسی مفاصل. BGA ها و سایر مفاصل پنهان؟ فقط اشعه ایکس-می‌تواند حفره‌ها و پل‌های زیرین را نشان دهد.

خط آخر: اساسی ترین کار خمیر لحیم کاری اتصال الکتریکی و مکانیکی بین قطعات و بردها است. در این فرآیند، تثبیت موقت و تمیز کردن سطح را نیز انجام می دهد. کاربردها از تولید انبوه گرفته تا نمونه های اولیه و کار مجدد را شامل می شود. صنایع مختلف به جنبه های عملکرد متفاوت اهمیت می دهند.

در پایان روز، خمیر لحیم کاری چیزی است که فناوری نصب سطحی را ممکن می کند. از تلفن‌ها و رایانه‌هایی که هر روز از آنها استفاده می‌کنیم تا ماهواره‌ها و تجهیزات پزشکی-تقریباً همه بردهای مدار با خمیر لحیم لحیم کاری شده‌اند. چیزهای بی ادعا، اما برای تولید لوازم الکترونیکی کاملا ضروری است.