EN
Anlayış reflow lehimləmə prosesləri səthə montaj texnologiyası montajında iştirak edən hər kəs üçün vacibdir. Siz ilk dəfə bir çaplı lövhə (PCB) dizayn edirsinizsə və ya mövcud istehsal xəttini optimallaşdırırsınızsa, reflow lehimləmə prosesləri son lövhələrinizin keyfiyyətini, etibarlılığını və buraxılış həcmini müəyyən edir. Lehim pastasının tətbiqindən son soyumağa qədər hər addım dəqiqlik və istilik dinamikasına dair aydın anlayış tələb edir.
Reflow lehimləmə prosesləri müasir SMT istehsalatının əsasını təşkil edir. Dalğalı lehimləmədən fərqli olaraq, dalğalı lehimləmə keçirilməli detallar üçün uyğundur, reflow lehimləmə prosesləri isə etibarlı lehim birləşmələri yaratmaq üçün nəzarət edilən istilik təsirinə ehtiyacı olan səthə quraşdırılan komponentlər üçün xüsusi olaraq hazırlanmışdır. Yaxşı icra edilmiş reflow lehimləmə prosesi defektləri azaldır, birləşmələrin bircinsliyini artırır və müasir elektronika tərəfindən tələb olunan yüksək sıxlıqlı PCB dizaynlarını dəstəkləyir. Bu təlimat sizin bu texnikaları etimadla tətbiq edə biləcəyiniz şəkildə hər bir əsas mərhələni izah edir.
Reflow lehimləmə proseslərinin əsas mərhələləri
Lehim pastasının tətbiqi və komponentlərin yerləşdirilməsi
Reflow lehimləmə proseslərinin hər uğurlu icrası dəqiq lehim pastasının çap edilməsi ilə başlayır. Paslanmayan polad şablon boş PCB üzərinə düzgün şəkildə yerləşdirilir və pastanın sızdırılması üçün skreper bıçağından istifadə olunur. Pastanın həcmi, tərkibi və çapın sabitliyi reflow lehimləmə proseslərinin sonrakı mərhələlərdə necə işlədiyini birbaşa təsir edir. Çox az pasta zəif birləşmələrə səbəb olur; çoxlu pasta isə arxa plana qayıtmaq üçün böyük xərclər tələb edən köprücük defektlərinə səbəb olur.
Pastanın çap edilməsindən sonra pick-and-place maşını səthə montaj edilən komponentləri yüksək sürətlə və dəqiqliklə pastanın çap edildiyi yerlərə yerləşdirir. Lehim pastasının yapışqanlığı lövhə ovenə daxil olmazdan əvvəl komponentləri yerində saxlayır. Reflow lehimləmə prosesləri komponentlərin isidilmə zamanı yerdən oynamaaması üçün bu mexaniki sabitliyə güvənir. Bu mərhələdə hər hansı bir uyğunsuzluq lehim ərimə və reflow olarkən saxlanılacaq — və ehtimal ki, daha da pisləşəcək.
Reflow lehimləmə proseslərində istilik profili dizaynı
Termal profil, yenidən eritmə ilə lehimləmə proseslərini idarə edən ən vacib dəyişəndir. Standart profil dörd zonadan ibarətdir: qızdırma, saxlama, yenidən eritmə və soyuma. Hər bir zona temperaturun artım sürətini, maksimum temperaturu və maye halda qalma müddətini tənzimləyir. Yaxşı hazırlanmamış profillər tombstoninq, lehim topu və soyuq birləşmə kimi defektlərin əsas səbəbidir.
Qızdırma zamanı lövhənin temperaturu adətən 1–3 dərəcə Selsi dərəcəsi/saniyə sürəti ilə yavaş-yavaş artır ki, həssas komponentlərə termiki zərbə verilməsin. Saxlama zonası bütün lövhə üzrə temperaturu sabitləşdirir və maksimum yenidən eritmə zonasına keçməzdən əvvəl lehim pastasının aktivləşməsinin tamamlanmasını təmin edir. SAC305 kimi qurğuşunsuz lehim ərintilərindən istifadə edilən yenidən eritmə ilə lehimləmə proseslərində maksimum temperatur adətən 235–250 dərəcə Selsi dərəcəsinə çatır. Bu dəqiq şərtləri təmin etmək, etibarlı yenidən eritmə ilə lehimləmə proseslərini defektli proseslərdən ayırır.
Qızdırma sobalarının növləri və onların qaynama lehimləmə proseslərinə təsiri
Konveksiyalı qaynama sobaları
Konveksiyalı qaynama sobaları, qaynama lehimləmə proseslərini miqyaslı şəkildə həyata keçirmək üçün sənayedə standartdır. Bu sobalar istiləşdirilmiş havadan və ya azot qazından istifadə edərək, termal enerjini PCB səthinin üzərinə bərabər şəkildə ötürür. Azot atmosferi olan sobalar qaynama lehimləmə prosesləri zamanı oksidləşməni azaldır; bu xüsusi olaraq, montajdan sonra birləşmələrin yoxlanılması çətin olan nazik addımlı komponentlər və BGA-lar üçün əhəmiyyətlidir. Çoxzonalı konveksiyalı sobalar mühəndislərə hər bir zonanı müstəqil olaraq ayarlamağa imkan verir və beləliklə, yüksək dərəcədə optimallaşdırılmış qaynama lehimləmə prosesləri yaratmağa kömək edir.
Buxar fazası və infraqırmızı qaynama üsulları
Buxar fazası ilə qaynama, qaynama lehimləmə proseslərinin daha geniş ailəsi daxilində alternativ bir yanaşmadır. Bu metod, PCB-ni qızdırmaq üçün buxarlanan mayenin gizli istiliyindən istifadə edir və fövqəladə bərabər temperatur paylanması təmin edir. Bu üsul, müxtəlif istilik kütləsinə malik komponentlərlə kompleks montajlar üçün qaynama lehimləmə proseslərində qiymətli hesab olunur, çünki konveksiyalı sobalar bütün sahələri bərabər qızdırmada çətinlik çəkə bilər. İnfrasəth qaynaması daha köhnə olsa da, xərclərə həssas və ya aşağı həcmli tətbiqlər üçün bəzi qaynama lehimləmə proseslərində hələ də istifadə olunur, lakin fərqli lövhə materialları üzərində seçici qızdırma effektlərinin diqqətlə idarə edilməsini tələb edir.
Qaynama lehimləmə proseslərində yayılmış defektlər və keyfiyyət nəzarəti
Qaynama defektlərinin müəyyən edilməsi və qarşısının alınması
Defektlərin qarşısının alınması, yenidən ərimə ilə lehimləmə proseslərində mərkəzi nəzərdə tutulan məsələdir. Tombstoninq — komponentin bir lövhə üzərində dik vəziyyətdə dayanması — kiçik passiv komponentlərdə yenidən ərimə ilə lehimləmə prosesləri zamanı bərabərsiz islanma qüvvələrinin yaranması nəticəsində baş verir. Bu, adətən, balanssız lövhə dizaynları və ya qeyri-bərabər pasta çapı nəticəsində meydana gəlir. BGA paketlərində baş-üstün-yastıq defektləri, yenidən ərimə ilə lehimləmə prosesləri zamanı deformasiya və ya yetərlilik olmayan zirvə temperaturu səbəbiylə tam lehim birləşməsinin əldə edilməməsi nəticəsində yaranır. Lehim köprüsü isə artıq pasta həcmi ilə birlikdə yenidən ərimə ilə lehimləmə proseslərinin ərimiş lehimin lövhə sərhədlərini keçməsinə səbəb olması nəticəsində meydana gəlir.
Avtomatlaşdırılmış optik yoxlama (AOI) və rentgen yoxlaması — qaynatma lehimləmə proseslərinin nəticələrini qiymətləndirmək üçün istifadə olunan standart alətlərdir. AOI görünən birləşmə geometriyasını yoxlayır və səthi səhvləri tez aşkar edir. Rentgen yoxlaması komponentin bədəni altında gizlənən birləşmələrə malik sahə şəbəkəsi paketləri ilə əlaqəli qaynatma lehimləmə prosesləri üçün hər bir birləşmənin yoxlanılması üçün vacibdir. Hər iki yoxlama üsulunun birləşdirilməsi avtomobil, tibbi və kosmik sənaye elektronikası istehsalı kimi sahələrdə tələb olunan keyfiyyət standartlarına uyğun qaynatma lehimləmə proseslərinin təmin edilməsini təmin edir.
Prosesin Optimallaşdırılması Strategiyaları
Reflow lehimləmə proseslərinin davamlı yaxşılaşdırılması, tam istehsal seriyalarından əvvəl hər yeni lövhə dizaynının profilini çıxarmağı nəzərdə tutur. Termoparla təchiz edilmiş profil çıxarma lövhələrindən istifadə edərək mühəndislər reflow lehimləmə prosesinin gözlənilən termal profillə uyğunluğunu doğrulamaq üçün bir neçə yerlərdə real temperaturu ölçür. Pasta yoxlaması məlumatları və AOI nəticələrinə tətbiq olunan statistik proses nəzarəti, onların verim problemlərinə çevriləcəyindən əvvəl tendensiyaları müəyyən etməyə kömək edir. Ən yaxşı işləyən reflow lehimləmə prosesləri termal profil idarəetməsini canlı sənəd kimi qəbul edir və lövhə dizaynı, komponentlərin tərkibi və ya lehim alloyunun spesifikasiyasında dəyişiklik olduqda bu profil yenilənir.
Tez-tez verilən suallar
Reflow lehimləmə proseslərində soyuma zonasının (soak zonası) məqsədi nədir?
Reflow lehimləmə proseslərində islatma zonası iki əsas funksiya yerinə yetirir: bütün lövhə yığımında temperaturu bərabərləşdirir və lehim pastasındakı fluxu aktivləşdirir. Düzgün flux aktivləşməsi pad səthlərindən və komponent çıxışlarından oksidləşməni aradan qaldırır və lövhə pik reflow zonasına daxil olduqda təmiz lehim birləşmələrinin yaranmasını təmin edir. Reflow lehimləmə proseslərində islatma zonasını atlamaq və ya qısaldmaq tez-tez son birləşmələrdə pis yaşlanma və boşluq nisbətinin artmasına səbəb olur.
Qurğuşunsuz lehim reflow lehimləmə proseslərini necə təsir edir?
Qurğular və PCB altlıqları üçün daha yüksək termal gərginlik yaradan, ənənəvi qurğuşun-qurğuşun qarışımlarına nisbətən daha yüksək zirvə temperaturu tələb edən qurğuşunsuz lehimləmə ərintiləri. Bu səbəbdən, termal profilinin dəqiq dizaynı daha da vacib hala gəlir. Qurğuşunsuz lehimləmə ərintilərindən istifadə edilən lehimləmə prosesləri tam maye halına gəlməni təmin etmək və isti həssas cihazlara zərər verməmək arasında tarazlığı saxlamalıdır. Bu yüksək temperaturda oksidləşməni qarşısını almaq üçün qurğuşunsuz lehimləmə proseslərində azot atmosferli sobalar daha çox istifadə olunur.
Lehimləmə prosesləri delikli komponentlər üçün istifadə edilə bilərmi?
Bəli, intruziv reflow və ya pin-in-paste adı verilən bir texnika var ki, bu texnika reflow lehimləmə proseslərinin səthə montaj olunan detallarla eyni zamanda bəzi keçidli (through-hole) komponentləri də tək soba keçidində lehimləməyə imkan verir. Komponentlərin quraşdırılmasından əvvəl lehim pastası keçidli deliklərə çap edilir və sonra reflow lehimləmə prosesləri pastanı əritməklə birləşməni yaradır. Bu yanaşma, reflow temperaturunu dözə bilən çıxıntıları (lead) olan konektorlar və digər keçidli hissələr üçün yaxşı işləyir və ayrı-ayrı dalğa lehimləmə əməliyyatlarına ehtiyacın azaldılması ilə istehsalı optimallaşdırır.