Proces lemljenjaštampane pločeje ključni korak u osiguravanju pouzdanih električnih veza između elektroničkih komponenti i ploča. Dobar proces 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 ploča
Elektronske komponente na ploči moraju biti čvrsto povezane sa strujnim krugom putem lemljenja kako bi se postigao prijenos signala i funkcionalan rad. Tokom proizvodnog procesa mogu se pojaviti defekti kao što su virtualno lemljenje i hladno lemljenje zbog netačnih parametara zavarivanja i oksidacije pinova komponenti; Tokom upotrebe opreme, dugotrajni-faktori okoline kao što su vibracije i visoka temperatura također mogu uzrokovati otpuštanje i pucanje lemnih spojeva. Ovi problemi mogu uzrokovati loše veze u krugu, 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 procesom lemljenja od velikog značaja za osiguranje performansi i pouzdanosti ploča.
2, Uobičajeni alati i materijali za zavarivanje
(1) Alati za zavarivanje
Električno lemilo: To je uobičajeni alat za ručno zavarivanje, podijeljen na tipove unutrašnjeg i vanjskog grijanja. Električno lemilo za unutarnje grijanje ima visoku efikasnost grijanja i brz porast temperature, pogodno za lemljenje malih elektronskih komponenti; Električno lemilo za vanjsko grijanje ima veliku snagu i pogodno je za lemljenje velikih-komponenti ili provođenje velikih-lemljenja. Snaga električnog lemilice je uglavnom između 20W-60W, koja se može odabrati prema potrebama lemljenja. Na primjer, za lemljenje komponenti za površinsku montažu obično se koristi električni lemilo od 20-30W, dok je za lemljenje energetskih uređaja potreban električni lemilo od 40W ili više.
Pištolj za vrući zrak: uglavnom se koristi za zavarivanje i rastavljanje komponenti za površinsku montažu, upuhujući vrući zrak kako bi se rastopio lem. Temperatura i brzina vjetra pištolja za vrući zrak se mogu podesiti, a različite komponente imaju različite zahtjeve za temperaturu i brzinu vjetra. Na primjer, kod zavarivanja malih otpornika i kondenzatora za površinsku montažu, temperatura je općenito postavljena na 300-350 stepeni, a brzina vjetra je postavljena na 2-3 nivoa; Prilikom lemljenja BGA čipova, temperaturu treba postaviti na 350-400 stepeni i brzinu vjetra na 4-5 nivoa.
Oprema za lemljenje reflow: široko se koristi u masovnoj proizvodnji, topi pastu za lemljenje na pločici zagrijavanjem zraka u peći ili korištenjem infracrvenog zračenja za postizanje lemljenja između komponenti i ploče. Oprema za lemljenje povratnim tokom ima prednosti precizne kontrole temperaturnih krivulja, dobre konzistencije zavarivanja i visoke efikasnosti proizvodnje, što može zadovoljiti potrebe velike-proizvodnje.
(2) Materijali za zavarivanje
Žica za lemljenje: sastoji se od legure kalaja i fluksa, obično uključujući žicu za lemljenje od kositra i -bez olova. Žica za lemljenje od kalaja ima nisku tačku topljenja i dobre performanse zavarivanja, ali olovo je toksično i ne doprinosi zaštiti okoliša; Žica za lemljenje bez olova uglavnom se sastoji od legure kalajnog bakra i drugih materijala, sa visokom tačkom topljenja koja zadovoljava ekološke zahtjeve. Trenutno se široko koristi. Prečnik žice za lemljenje dolazi u različitim specifikacijama kao što su 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm, itd., a odgovarajući prečnik treba odabrati prema veličini pinova komponenti.
Lemna pasta: pasta napravljena mešanjem praha za lemljenje legure, fluksa i drugih aditiva, uglavnom se koristi u tehnologiji površinske montaže. Lemna pasta ima određeni viskozitet na sobnoj temperaturi i može se koristiti za pričvršćivanje komponenti na ploče. Nakon ponovnog lemljenja, prašak za lemljenje se topi i formira spojeve za lemljenje. Različite vrste pasta za lemljenje pogodne su za različite procese i komponente zavarivanja. Na primjer, pasta za lemljenje koja ne čisti može smanjiti procese čišćenja i poboljšati efikasnost proizvodnje.
Flux: Može ukloniti okside sa metalne površine, smanjiti površinsku napetost lema, poboljšati fluidnost i vlaženje lema i učiniti lemljenje čvršćim. Fluks za lemljenje dijeli se na kiseli, neutralni i alkalni tip. Kiseli fluks za lemljenje ima jaku aktivnost, ali je vrlo korozivan; Neutralni fluks za lemljenje nije korozivan i pogodan za većinu scenarija lemljenja; Alkalni fluks za lemljenje se uglavnom koristi za specifično lemljenje metala. U elektronskom lemljenju kolofonij se obično koristi kao neutralni fluks.
3, Metoda zavarivanja
(1) Ručno zavarivanje
Priprema: Prethodno zagrijte lemilicu uključivanjem, odaberite odgovarajući vrh za lemljenje na osnovu komponente za lemljenje i nanesite tanak sloj lemljenja na vrh lemilice kako biste spriječili oksidaciju. U međuvremenu pripremite žicu za lemljenje i fluks.
Operacija zavarivanja: Koristite vrh za lemljenje da zagrejete igle elementa i lemne jastučiće na ploči, tako da oboje istovremeno dostignu temperaturu zavarivanja; Zatim kontaktirajte žicu za lemljenje sa područjem grijanja, pričekajte da se žica za lemljenje na odgovarajući način otopi i uklonite žicu za lemljenje; Na kraju, uklonite vrh lemilice i ostavite da se lem ohladi i prirodno stvrdne. Tokom procesa zavarivanja treba obratiti pažnju na kontrolu vremena zavarivanja. Općenito, vrijeme zavarivanja za svaku tačku 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 kalajisanu podlogu za lemljenje, zatim poravnavanje pinova komponenti sa kalajisanom podlogom za lemljenje pomoću vrha za lemljenje, zagrijavanje da se lem otopi, i povlačenje vrha lemljenja kako bi se ravnomjerno rasporedio lem na pinove i jastučiće za lemljenje.
(2) Zavarivanje pištoljem na vrući zrak
Pričvršćivanje komponenti: Koristite traku otpornu na-temperaturu ili pastu za lemljenje da pričvrstite komponentu u ispravan položaj na ploči, osiguravajući da su pinovi komponenti poravnati sa jastučićima za lemljenje.
Zavarivanje grijanjem: Uključite pištolj za vrući zrak, postavite odgovarajuću temperaturu i brzinu vjetra, poravnajte izlaz zraka pištolja za vrući zrak sa komponentom, održavajte odgovarajuću udaljenost i ravnomjerno zagrijte komponentu i jastučić za lemljenje. Nakon što se pasta za lemljenje otopi, isključite pištolj za vrući zrak i pričekajte da se lemni spoj prirodno ohladi. Prilikom zavarivanja pištoljem za vrući zrak važno je izbjegavati previsoku temperaturu ili produženo vrijeme zagrijavanja kako biste spriječili oštećenje komponenti.
(3) Reflow lemljenje
Premazivanje paste za lemljenje: Sitotiskom ili doziranjem ravnomjerno nanesite pastu za lemljenje na jastučiće za lemljenje ploče.
Montaža komponenti: Koristite mašinu za površinsku montažu da biste precizno montirali elektronske komponente na jastučiće za lemljenje premazane pastom za lemljenje.
Lemljenje povratnim strujanjem: pošaljite pločicu sa komponentama pričvršćenim na nju u peć za lemljenje povratnim tokom i zagrijte je prema zadanoj temperaturnoj krivulji. Temperaturna kriva povratnog lemljenja općenito je podijeljena u četiri stupnja: zona predgrijavanja, zona izolacije, zona reflow i zona hlađenja. Zona predgrijavanja se koristi za polagano povećanje temperature ploče, uzrokujući isparavanje rastvarača u pasti za lemljenje; Zona izolacije osigurava da ploča i komponente dostignu ujednačenu temperaturu, dodatno uklanjajući nečistoće iz paste za lemljenje; Zona povratnog toka je kritična faza lemljenja, gdje temperatura dostiže tačku topljenja paste za lemljenje, uzrokujući da se prah za lemljenje topi i navlaži pinove i jastučiće komponenti; Zona hlađenja se brzo hladi i učvršćuje lemne spojeve, formirajući jaku vezu.