تفاوت بین لحیم کاری مجدد و لحیم کاری موجی تصویر مقاله برای آموزش ساخت PCB و خریداران PCBA

کیفیت و قابلیت اطمینان

تفاوت بین لحیم کاری مجدد و لحیم کاری موجی

لحیم کاری مجدد و موجی را برای مونتاژ PCB مقایسه کنید. بیاموزید که چه زمانی از هر فرآیند استفاده کنید، چگونه بر کیفیت تأثیر می گذارد و چرا بازرسی برای قابلیت اطمینان اهمیت دارد.

نکات کلیدی

  • لحیم کاری Reflow استاندارد اجزای SMT است که کنترل حرارتی دقیق و قرارگیری با چگالی بالا را ارائه می دهد، در حالی که لحیم کاری موجی برای تخته های سوراخ دار و با فناوری مخلوط بهینه شده است.
  • قابلیت اطمینان فرآیند به پروفیل حرارتی بستگی دارد. جریان مجدد نیاز به مدیریت دقیق خمیر و منحنی های جریان مجدد دارد، در حالی که لحیم کاری موجی به سرعت نوار نقاله دقیق و کنترل دمای دیگ لحیم کاری نیاز دارد.
  • استراتژی های بازرسی به طور قابل توجهی متفاوت است: AOI و اشعه ایکس برای اتصالات جریان تحت بسته های BGA حیاتی هستند، در حالی که لحیم کاری موجی اغلب به بازرسی بصری و آزمایش الکتریکی برای اتصالات از طریق سوراخ متکی است.
  • بردهای با فناوری ترکیبی اغلب به یک رویکرد ترکیبی نیاز دارند، ابتدا از جریان مجدد برای SMT استفاده می کنند، سپس از لحیم کاری موجی برای قطعات سوراخ شده یا لحیم کاری انتخابی برای تولید با مخلوط بالا و با حجم کم استفاده می کنند.

پاسخ مستقیم

لحیم کاری با جریان و لحیم کاری موجی دو روش اصلی برای اتصال قطعات به بردهای مدار چاپی هستند، اما نقش‌های متمایزی در تولید الکترونیک مدرن دارند. لحیم کاری Reflow استاندارد صنعتی برای Surface Mount Technology (SMT) است، که در آن خمیر لحیم کاری بر روی پدها چاپ می شود، اجزای آن قرار می گیرند و کل مجموعه در یک کوره جریان مجدد گرم می شود تا خمیر ذوب شود و اتصالات ایجاد شود. در مقابل، لحیم کاری موجی اساساً برای بردهای فناوری از طریق سوراخ (THT) و با فناوری ترکیبی استفاده می‌شود، جایی که قسمت پایین PCB از روی موج آشفته لحیم مذاب عبور می‌کند تا لیدها و لنت‌های در معرض قرار گرفته خیس شود.

انتخاب بین این فرآیندها قوانین طراحی، انتخاب اجزا و پروتکل های بازرسی را برای پروژه شما دیکته می کند. Reflow دقت فوق‌العاده‌ای را برای قطعات با چگالی بالا و گام‌های ریز ارائه می‌دهد و برای کوچک‌سازی مدرن ضروری است، در حالی که لحیم کاری موجی راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه برای اتصالات سوراخ قوی و اتصالات بزرگ‌تر فراهم می‌کند. درک پروفیل های حرارتی، تجهیزات مورد نیاز و حالت های نقص هر فرآیند برای اطمینان از کیفیت و قابلیت اطمینان محصول نهایی شما بسیار مهم است، به ویژه در هنگام مدیریت مجموعه های پیچیده با فناوری ترکیبی در شریکی مانند Omini.

مکانیک لحیم کاری مجدد در مونتاژ SMT

لحیم کاری Reflow ستون فقرات خطوط مونتاژ مدرن SMT است. این فرآیند با استفاده دقیق از خمیر لحیم کاری بر روی پدهای PCB با استفاده از یک شابلون و یک اسکاج آغاز می شود. این خمیر مخلوطی از کره های لحیم کاری ریز و شار است که برای نگه داشتن اجزا قبل از حرارت دادن طراحی شده است. هنگامی که قطعات توسط ماشین های انتخاب و جاسازی قرار می گیرند، برد وارد کوره جریان مجدد می شود. این اجاق به چندین ناحیه تقسیم می شود که هر کدام دارای مشخصات دمایی خاصی هستند: پیش گرم کردن، خیس کردن، جریان مجدد و خنک کردن.

در طول مناطق پیش‌گرم و خیساندن، دمای صفحه به تدریج افزایش می‌یابد تا شار و تبخیر حلال‌ها فعال شود و از شوک حرارتی جلوگیری شود. منطقه جریان مجدد فاز بحرانی است که در آن دما از نقطه ذوب آلیاژ لحیم کاری فراتر می رود (معمولاً در حدود 217 درجه سانتی گراد برای لحیم کاری بدون سرب SAC305)، که باعث می شود کره های لحیم به لحیم مایع ادغام شوند که سرب ها و لنت های اجزا را خیس می کند. در نهایت، منطقه خنک کننده، اتصال را محکم می کند و یک پیوند متالورژیکی ایجاد می کند.

دقت لحیم کاری جریان مجدد امکان مونتاژ اجزای بسیار کوچک را فراهم می کند، مانند غیرفعال های 01005 و BGA های ریز با گام های کمتر از 0.4 میلی متر. با این حال، این دقت با الزامات دقیق همراه است. خمیر لحیم کاری باید به درستی ذخیره و نگهداری شود تا از جذب رطوبت جلوگیری شود، که می تواند باعث ایجاد پاپ کورن یا تخلیه در هنگام جریان مجدد شود. علاوه بر این، مشخصات حرارتی باید به دقت برای هر طراحی تخته تنظیم شود. یک پروفیل خیلی داغ می تواند به اجزای حساس آسیب برساند یا باعث سنگ قبر شود، جایی که یک انتهای قطعه به دلیل کشش سطحی ناهموار از روی پد بلند می شود. پروفیل بیش از حد سرد می تواند منجر به سردی مفاصل یا خیس شدن ناکافی شود.

در تولید با حجم بالا، کوره‌های جریان مجدد اغلب به قابلیت‌های پروفیل حرارتی پیشرفته برای نظارت بر دمای هر تخته در زمان واقعی مجهز هستند. این داده ها برای حفظ ثبات و قابلیت ردیابی بسیار مهم است. برای مهندسانی که تابلوهایی را طراحی می‌کنند که تحت جریان مجدد قرار می‌گیرند، درک جرم حرارتی برد و ظرفیت گرمایی اجزا حیاتی است. یک تخته با صفحه زمین بزرگ در کنار یک جزء کوچک ممکن است نیاز به مشخصات حرارتی متفاوتی نسبت به تخته ای با توزیع مس یکنواخت داشته باشد. به همین دلیل است که بررسی‌های DFM (طراحی برای تولید) قبل از شروع تولید ضروری است و اطمینان حاصل می‌کند که طراحی با قابلیت‌های فرآیند جریان مجدد مطابقت دارد.

لحیم کاری موج: اصول و کاربردهای از طریق سوراخ

لحیم کاری موجی موجودی متفاوت است، که عمدتاً برای اجزای سوراخ دار و بردهای با فناوری ترکیبی طراحی شده است که جریان مجدد به تنهایی نمی تواند همه قسمت ها را ایمن کند. در این فرآیند، PCB از طریق پمپی منتقل می‌شود که موجی پیوسته و متلاطم از لحیم مذاب ایجاد می‌کند. قبل از رسیدن به موج، تخته از یک ایستگاه فلاکس عبور می کند، که یک شار را به پایین تخته اعمال می کند تا لنت ها را تمیز کند و خیس شدن را تقویت کند.

همانطور که تخته از روی موج می گذرد، لحیم مذاب سرنخ های در معرض اجزای سوراخ و لنت های پایین تخته را لمس می کند. عمل مویرگی لحیم کاری آن را از طریق سوراخ‌های آبکاری شده بالا می‌کشد، بشکه را پر می‌کند و یک فیله در سمت پایین تشکیل می‌دهد. این موج معمولاً با شکل و تلاطم خاصی طراحی می‌شود تا از پل زدن بین پین‌های با فاصله نزدیک و حصول اطمینان از مرطوب شدن کافی جلوگیری کند. سیستم های دو موج معمولی هستند که دارای یک موج آشفته برای نفوذ به تخته و یک موج آرام برای صاف کردن اتصالات و حذف لحیم اضافی هستند.

لحیم کاری موجی به ویژه برای قطعاتی که به استحکام مکانیکی بالا یا ظرفیت حمل جریان بالا نیاز دارند، مانند اتصال دهنده های بزرگ، بلوک های ترمینال و سلف های قدرت، سودمند است. این قطعات اغلب دارای سرنخ هایی هستند که بیش از حد ضخیم هستند یا به حجمی از لحیم کاری نیاز دارند که دستیابی به آن با جریان مجدد دشوار است. علاوه بر این، لحیم کاری موجی می تواند برای تخته هایی با درصد بالایی از قطعات سوراخ دار مقرون به صرفه باشد، زیرا از نیاز به دستگاه های لحیم کاری انتخابی پیچیده یا لحیم کاری دستی جلوگیری می کند.

با این حال، لحیم کاری موج محدودیت هایی دارد. به طور کلی برای اجزای SMT ریز در قسمت پایین تخته مناسب نیست، زیرا موج لحیم کاری می تواند پین های مجاور را پل کند یا باعث تشکیل توپ های لحیم کاری شود. به همین دلیل است که تخته‌های با فناوری ترکیبی معمولاً ابتدا برای اتصال قطعات SMT و سپس لحیم‌کاری موجی برای قطعات سوراخ شده، مجدداً جریان می‌یابند. فرآیند جریان مجدد باید به گونه ای طراحی شود که تنش حرارتی اضافی مرحله لحیم کاری موج را تحمل کند. قطعاتی که به دماهای بالا حساس هستند ممکن است لازم باشد در قسمت بالایی تخته قرار داده شوند یا در طول فرآیند موج محافظ شوند.

کیفیت اتصال لحیم کاری موجی به شدت به دمای دیگ لحیم کاری، سرعت نوار نقاله و زاویه تخته نسبت به موج بستگی دارد. اگر نوار نقاله خیلی کند باشد، تخته ممکن است بیش از حد گرم شود و به اجزای سازنده آسیب برساند یا باعث لحیم کاری بیش از حد شود. اگر خیلی سریع باشد، ممکن است لحیم کاری زمان کافی برای خیس کردن لنت ها نداشته باشد که منجر به پر نشدن کافی یا سرد شدن مفاصل می شود. برنامه شار نیز باید بهینه شود. شار بسیار کم منجر به خیس شدن ضعیف می شود، در حالی که مقدار زیاد آن می تواند بقایایی بر جای بگذارد که باعث خوردگی یا نشت الکتریکی می شود.

پروفایل های حرارتی و کنترل فرآیند برای قابلیت اطمینان

قابلیت اطمینان یک اتصال لحیم شده مستقیماً با مشخصات حرارتی آن در طول فرآیند لحیم کاری مرتبط است. هر دو لحیم کاری جریان و موج نیاز به کنترل دقیق دما و زمان دارند تا اطمینان حاصل شود که لحیم کاری یک پیوند متالورژیکی قوی بدون آسیب رساندن به اجزا یا بستر PCB ایجاد می کند. در لحیم کاری مجدد، مشخصات با منحنی دما از طریق مناطق کوره مشخص می شود. پارامترهای کلیدی شامل نرخ سطح شیب دار، زمان بالای مایع (TAL) و دمای پیک است. TAL از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا تعیین می کند که چه مدت لحیم کاری در حالت مایع باقی می ماند و امکان مرطوب شدن مناسب و تشکیل ترکیبات بین فلزی (IMCs) را فراهم می کند.

اگر TAL خیلی کوتاه باشد، لحیم کاری ممکن است سطوح را به طور کامل خیس نکند و منجر به اتصالات ضعیف شود. اگر بیش از حد طولانی باشد، لایه IMC ممکن است بیش از حد ضخیم شود و در اثر چرخه حرارتی یا استرس مکانیکی، مفصل شکننده و مستعد ترک خوردن شود. برای لحیم کاری های بدون سرب که دارای نقطه ذوب بالاتری نسبت به آلیاژهای قلع سرب سنتی هستند، مشخصات حرارتی باید به دقت مدیریت شود تا از حداکثر درجه حرارت اجزای حساس جلوگیری شود. به همین دلیل است که پروفیل حرارتی یک روش استاندارد در تولید با قابلیت اطمینان بالا است. مهندسان از ترموکوپل های متصل به نقاط بحرانی روی برد برای اندازه گیری مشخصات دمای واقعی در طول آزمایش استفاده می کنند و تنظیمات فر را تا زمانی تنظیم می کنند که مشخصات با مشخصات هدف مطابقت داشته باشد.

در لحیم کاری موجی، مشخصات حرارتی با دمای دیگ لحیم کاری، دمای پیش گرمایش و سرعت نوار نقاله تعیین می شود. مرحله پیش گرم کردن برای فعال کردن شار و رساندن برد به دمایی که ضربه حرارتی را هنگام برخورد با موج لحیم کاری کاهش می دهد، بسیار مهم است. دمای دیگ لحیم کاری معمولا بین 250 تا 270 درجه سانتیگراد برای آلیاژهای بدون سرب حفظ می شود. سرعت نوار نقاله زمان تماس بین برد و موج لحیم کاری را کنترل می کند. سرعت آهسته‌تر زمان تماس را افزایش می‌دهد و امکان مرطوب شدن بهتر را فراهم می‌کند اما خطر آسیب حرارتی را افزایش می‌دهد. سرعت بیشتر زمان تماس را کاهش می دهد که می تواند منجر به خیس شدن ناکافی شود.

کنترل فرآیند در هر دو روش به تکنیک‌های کنترل فرآیند آماری (SPC) برای نظارت بر پارامترهای کلیدی و تشخیص انحرافات قبل از اینکه منجر به نقص شود، متکی است. در جریان مجدد، این شامل نظارت بر دمای فر، ویسکوزیته خمیر لحیم کاری و حجم رسوب خمیر است. در لحیم کاری موجی، شامل نظارت بر دمای دیگ لحیم کاری، چگالی شار و ارتفاع موج است. تعمیر و نگهداری منظم تجهیزات نیز برای جلوگیری از مشکلاتی مانند تجمع زباله در دیگ لحیم کاری یا گرفتگی نازل ها در اپلیکاتور فلاکس ضروری است.

برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا، مانند الکترونیک خودرو یا هوافضا، مشخصات حرارتی باید تحت شرایط شدید تأیید شود تا اطمینان حاصل شود که اتصالات می توانند در برابر چرخه حرارتی، لرزش و شوک مقاومت کنند. این اغلب شامل انجام تست عمر تسریع شده (ALT) بر روی تخته های نمونه است تا تأیید شود که اتصالات لحیم کاری در طول زمان ترک نمی خورند یا از کار نمی افتند. داده‌های این آزمایش‌ها برای اصلاح پارامترهای فرآیند و اطمینان از اینکه فرآیند تولید به اندازه کافی قوی است تا استانداردهای قابلیت اطمینان مورد نیاز را برآورده کند، استفاده می‌شود.

استراتژی های بازرسی و آزمایش برای اتصالات لحیم کاری

اطمینان از کیفیت اتصالات لحیم کاری نیازمند یک استراتژی بازرسی و آزمایش جامع است که فرآیندهای لحیم کاری مجدد و موجی را پوشش می دهد. انتخاب روش بازرسی به نوع جزء، چگالی برد و بحرانی بودن کاربرد بستگی دارد. برای لحیم کاری مجدد، بازرسی نوری خودکار (AOI) رایج ترین روش برای تشخیص عیوب سطحی مانند پل زدن، سنگ قبر و لحیم کاری ناکافی است. سیستم‌های AOI از دوربین‌های با وضوح بالا برای مقایسه اتصالات لحیم روی برد با یک تصویر طلایی یا یک مرجع برنامه‌ریزی شده استفاده می‌کنند. در حالی که AOI برای نقص های سطحی سریع و موثر است، نمی تواند زیر اجزایی مانند BGA یا QFN را ببیند.

برای بازرسی مفاصل پنهان، بازرسی اشعه ایکس (یا توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس) ضروری است. سیستم های اشعه ایکس از تشعشعات پرانرژی برای نفوذ به جزء و تجسم اتصالات لحیم زیرین استفاده می کنند. این به مهندسان امکان می‌دهد تا حفره‌ها، لحیم کاری ناکافی و ناهماهنگی‌هایی را که برای بازرسی نوری نامرئی هستند، شناسایی کنند. بازرسی اشعه ایکس به ویژه برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا که در آن یکپارچگی مفاصل BGA حیاتی است، مهم است. همانطور که در راهنمای ما در مورد بازرسی AOI و اشعه ایکس در مونتاژ PCB بحث شد، ترکیب این دو روش دید جامعی از کیفیت اتصال لحیم کاری ارائه می دهد.

برای لحیم کاری موجی، بازرسی اغلب بصری تر است، زیرا اتصالات معمولاً در پایین تخته قرار دارند. با این حال، هنوز هم می توان از سیستم های خودکار برای بررسی کیفیت فیله ها و تشخیص پل زدن یا لحیم کاری ناکافی استفاده کرد. علاوه بر بازرسی بصری، آزمایش الکتریکی برای تأیید اتصال برد بسیار مهم است. تست درون مدار (ICT) و تست پروب پرنده روش های رایج برای بررسی یکپارچگی الکتریکی اتصالات لحیم کاری هستند. ICT از یک بستر ناخن برای برقراری تماس با نقاط آزمایشی خاص روی برد استفاده می کند، در حالی که آزمایش Flying Probe از پروب های متحرک برای دسترسی به نقاط آزمایش بدون نیاز به اتصال سفارشی استفاده می کند.

تست عملکرد یکی دیگر از مراحل مهم در فرآیند تضمین کیفیت است. این شامل روشن کردن برد و تأیید اینکه آیا عملکرد مورد نظر خود را در شرایط واقعی انجام می دهد. تست عملکردی می‌تواند مشکلاتی را که ممکن است تست الکتریکی از دست بدهد، مانند اتصالات متناوب یا خرابی قطعات که فقط تحت بار رخ می‌دهند، تشخیص دهد. برای تولید با حجم بالا، آزمایش عملکردی اغلب خودکار است تا از ثبات و سرعت اطمینان حاصل شود. نتایج این آزمایش‌ها ثبت و تجزیه و تحلیل می‌شوند تا روندها و مسائل احتمالی فرآیند را شناسایی کنند.

قابلیت ردیابی نیز یکی از جنبه های کلیدی بازرسی و آزمایش است. در صنایع با قابلیت اطمینان بالا، پیگیری تاریخچه هر برد، از جمله مواد مورد استفاده، پارامترهای فرآیند و نتایج بازرسی ضروری است. این به سازندگان اجازه می دهد تا در صورت خرابی میدان، واحدهای معیوب را به سرعت شناسایی و جداسازی کنند. با حفظ سوابق دقیق و استفاده از تجزیه و تحلیل داده های پیشرفته، تولید کنندگان می توانند به طور مداوم فرآیندهای خود را بهبود بخشند و از بالاترین سطح کیفیت و قابلیت اطمینان اطمینان حاصل کنند. برای اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی اطمینان از کیفیت در فرآیند تولید، به مقاله ما در مورد تست مونتاژ کارت مدار: نکات و بهترین روش مراجعه کنید.

رویکردهای ترکیبی و چالش‌های فناوری ترکیبی

بسیاری از PCBهای مدرن صرفاً SMT یا صرفاً THT نیستند. آنها تخته هایی با فناوری ترکیبی هستند که هم نیاز به لحیم کاری مجدد و هم موجی دارند. این چالش های منحصر به فردی را برای فرآیند تولید ایجاد می کند. متداول ترین روش این است که ابتدا لحیم کاری مجدد برای اتصال اجزای SMT انجام شود و سپس لحیم کاری موجی برای اتصال قطعات از طریق سوراخ انجام شود. با این حال، این دنباله نیاز به برنامه ریزی دقیق دارد تا اطمینان حاصل شود که اجزای SMT می توانند تنش حرارتی فرآیند لحیم کاری موج را تحمل کنند.

برخی از اجزای SMT، به ویژه آنهایی که دارای جرم حرارتی بزرگ یا مواد حساس به حرارت هستند، ممکن است نتوانند در دمای بالای فرآیند لحیم کاری موجی دوام بیاورند. در این موارد، از دستگاه های لحیم کاری انتخابی برای لحیم کاری تنها اجزای سوراخ عبوری استفاده می شود و از قطعات SMT اجتناب می شود. لحیم کاری انتخابی از یک موج لحیم کاری کوچک و موضعی یا یک آهن لحیم کاری استفاده می کند تا گرما را فقط به پین ​​های خاصی که نیاز به لحیم کاری دارند اعمال کند. این روش نسبت به لحیم کاری موجی سنتی انعطاف پذیرتر است و برای دوره های تولید با حجم کم و مخلوط بالا ایده آل است.

چالش دیگر در بردهای با فناوری ترکیبی، پتانسیل لحیم کاری است که از سوراخ‌های روکش شده و روی قسمت بالایی برد عبور کند، جایی که می‌تواند با اجزای SMT تداخل ایجاد کند. برای جلوگیری از این امر، سازندگان اغلب از ماسک های لحیم کاری یا ماسک های توقف برای جلوگیری از جریان لحیم استفاده می کنند. علاوه بر این، طراحی تخته باید برای به حداقل رساندن جرم حرارتی و تضمین گرمایش یکنواخت در طول هر دو فرآیند بهینه شود. اینجاست که بررسی‌های DFM بسیار مهم هستند، زیرا می‌توانند مشکلات احتمالی را قبل از شروع تولید شناسایی کنند.

در Omini، ما از نزدیک با مشتریان خود کار می کنیم تا جریان فرآیند بهینه را برای تخته های فناوری ترکیبی آنها ایجاد کنیم. این شامل بررسی دقیق BOM، فایل‌های Gerber، و قرار دادن اجزا برای تعیین بهترین توالی عملیات است. ما همچنین شبیه‌سازی‌های حرارتی را برای پیش‌بینی نحوه رفتار برد در طول فرآیند لحیم کاری انجام می‌دهیم و پارامترها را بر اساس آن تنظیم می‌کنیم. با اتخاذ رویکردی جامع در طراحی فرآیند، می‌توانیم اطمینان حاصل کنیم که محصول نهایی با بالاترین استانداردهای کیفیت و قابلیت اطمینان مطابقت دارد.

ملاحظات طراحی برای تابلوهای با کارایی بالا

هنگام طراحی PCB برای تولید انبوه، ضروری است که فرآیند لحیم کاری را از همان ابتدا در نظر بگیرید. انتخاب روش لحیم کاری بر انتخاب جزء، چیدمان برد و هزینه کلی محصول تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، اگر یک طرح نیاز به تراکم بالایی از اجزای با گام ریز داشته باشد، لحیم کاری مجدد تنها گزینه قابل اجرا است. با این حال، اگر طراحی شامل اتصال دهنده های بزرگ یا مسیرهای با جریان بالا باشد، ممکن است اجزای سوراخ عبوری ضروری باشند که نیاز به یک مرحله لحیم کاری موجی دارند.

چیدمان برد نیز باید برای فرآیند لحیم کاری بهینه شود. برای لحیم کاری مجدد، لنت های خمیر لحیم کاری باید طوری طراحی شوند که از خیس شدن مناسب و جلوگیری از پل زدن اطمینان حاصل شود. این شامل بررسی دقیق اندازه، شکل و فاصله پد است. برای لحیم کاری موجی، پدهای سوراخ عبوری باید طوری طراحی شوند که جریان لحیم کاری مناسب را داشته باشند و از فتیله لحیم کاری به سمت بالای تخته جلوگیری کنند. الگوهای تسکین حرارتی برای اجزای سوراخ نیز باید طوری طراحی شوند که اطمینان حاصل شود که لحیم کاری می تواند آزادانه بدون ایجاد اتلاف حرارت بیش از حد جریان یابد.

علاوه بر چیدمان فیزیکی، انتخاب مواد نیز حیاتی است. بستر PCB باید قادر به تحمل دمای بالای فرآیند لحیم کاری بدون لایه برداری یا تاب برداشتن باشد. برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا، اغلب از مواد با دمای انتقال شیشه ای بالا (Tg) برای اطمینان از پایداری تحت تنش حرارتی استفاده می شود. انتخاب آلیاژ لحیم کاری نیز مهم است، زیرا آلیاژهای مختلف دارای نقاط ذوب و خواص مکانیکی متفاوتی هستند. لحیم‌های بدون سرب در حال حاضر استاندارد صنعتی هستند، اما به دمای پردازش بالاتری نیاز دارند و اگر به درستی پردازش نشوند، بیشتر مستعد نقص خواهند بود.

برای بردهای پرسرعت، یکپارچگی سیگنال نیز یک نگرانی است. فرآیند لحیم کاری می تواند خازن و اندوکتانس انگلی را معرفی کند که می تواند بر عملکرد برد تأثیر بگذارد. به همین دلیل مهم است که تأثیر فرآیند لحیم کاری بر عملکرد الکتریکی برد در نظر گرفته شود. برای جزئیات بیشتر در مورد نحوه مدیریت این مشکلات، به مقاله ما در مورد PCB Stack-Up and Signal Integrity for High-Speed ​​Boards مراجعه کنید. با در نظر گرفتن این عوامل در مرحله طراحی، مهندسان می توانند از دوباره کاری های پرهزینه اجتناب کنند و اطمینان حاصل کنند که محصول نهایی با مشخصات عملکرد مورد نیاز مطابقت دارد.

یادداشت های میدانی عملی در مورد انتخاب فرآیند

انتخاب بین جریان مجدد و لحیم کاری موج به ندرت یک انتخاب باینری در دنیای واقعی است. این یک تصمیم استراتژیک بر اساس محدودیت های خاص پروژه است. هنگام ارزیابی یک طرح جدید، اولین سوال همیشه باید در مورد ترکیب اجزا باشد. اگر برد 95% SMT تنها با چند کانکتور بزرگ باشد، یک فرآیند فقط جریان مجدد با لحیم کاری انتخابی برای کانکتورها ممکن است کارآمدترین مسیر باشد. این کار از شوک حرارتی یک چرخه لحیم کاری موج کامل جلوگیری می کند و خطر آسیب دیدن قطعات حساس SMT را کاهش می دهد. با این حال، اگر برد یک طراحی قدیمی با 40٪ اجزای سوراخ است، لحیم کاری موجی مقرون به صرفه ترین راه حل برای بخش عمده مونتاژ باقی می ماند.

نرخ بازده عامل مهم دیگری است. در تجربه من، فرآیندهای جریان مجدد به دلیل دقت چاپ و قرار دادن خمیر، عموماً بازده بالاتری را برای اجزای ریز ارائه می دهند. با این حال، لحیم کاری موجی می تواند بازده بسیار خوبی برای قطعات از طریق سوراخ به دست آورد اگر اعمال شار و سرعت نوار نقاله به شدت کنترل شود. نکته کلیدی درک حالت های نقص مرتبط با هر فرآیند و اجرای استراتژی بازرسی مناسب برای تشخیص زودهنگام آنها است. به عنوان مثال، اگر یک تخته دارای سابقه سنگ قبر در حین جریان مجدد باشد، ممکن است مشکل عدم تطابق در جرم حرارتی پدها یا نمایه جریان مجدد نادرست باشد. به طور مشابه، اگر لحیم کاری موج منجر به پل زدن بیش از حد شود، ممکن است مشکل کمبود شار یا سرعت بسیار کند نوار نقاله باشد.

قابلیت ردیابی و جمع آوری داده ها در صنعت اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. شرکای تولیدی مدرن مانند Omini سرمایه گذاری زیادی روی تجزیه و تحلیل داده ها برای ردیابی هر جنبه ای از فرآیند تولید، از شماره دسته خمیر لحیم کاری گرفته تا مشخصات حرارتی دقیق هر برد، انجام می دهند. این داده ها امکان تجزیه و تحلیل سریع علت ریشه ای را در هنگام بروز نقص فراهم می کند و بهبود مستمر فرآیند را امکان پذیر می کند. با استفاده از این داده ها، تولیدکنندگان می توانند نرخ ضایعات را کاهش دهند، عملکرد را بهبود بخشند و در نهایت محصول قابل اعتمادتری را به مشتری تحویل دهند. برای بررسی عمیق‌تر نحوه اطمینان از کیفیت و قابلیت اطمینان در انتخاب شریک تولیدی خود، راهنمای ما در مورد سازنده برد PCB سفارشی: چگونه کیفیت و قابلیت اطمینان را تضمین کنیم را بررسی کنید.

در نهایت، اهمیت آزمایش را نادیده نگیرید. حتی بهترین فرآیند لحیم کاری باعث ایجاد برخی عیوب می شود و تنها راه حل آنها از طریق آزمایش دقیق است. چه آزمایش AOI، اشعه ایکس، ICT یا تست عملکردی باشد، هر روش دارای نقاط قوت و ضعف خود است. یک استراتژی آزمایش جامع که چندین روش را ترکیب می کند، بهترین راه برای اطمینان از خروج تنها بردهای با کیفیت بالا از کارخانه است. همانطور که در Demystifying Flying Probe PCB Testing: The What, Why, and How بررسی می کنیم، انتخاب روش تست مناسب می تواند در زمان و هزینه صرفه جویی کند و در عین حال اطمینان حاصل شود که محصول نهایی بالاترین استانداردهای کیفیت و قابلیت اطمینان را دارد. هدف فقط ساخت تابلویی کارآمد نیست، بلکه ساخت تابلویی است که سال به سال به طور قابل اعتماد در این زمینه کار کند.

یادداشت های مهندسی Omini مرتبط

یادداشت های مهندسی Omini مرتبط

یادداشت های مهندسی Omini مرتبط

پرسش‌های متداول

آیا یک PCB می تواند از لحیم کاری مجدد و موجی استفاده کند؟

بله، تخته‌های با فناوری ترکیبی معمولاً ابتدا برای اتصال اجزای نصب سطحی تحت لحیم کاری مجدد قرار می‌گیرند، و سپس لحیم کاری موجی برای محکم کردن قطعات از طریق سوراخ انجام می‌شود. این دستور برای جلوگیری از آسیب حرارتی به اجزای SMT حساس به حرارت در طول فرآیند موج بسیار مهم است.

کدام فرآیند برای کاربردهای هوافضا با قابلیت اطمینان بالا بهتر است؟

لحیم کاری Reflow به دلیل کنترل حرارتی دقیق و توانایی در کار با اجزای ریز به طور کلی برای بردهای با چگالی بالا و قابلیت اطمینان بالا ترجیح داده می شود. با این حال، لحیم کاری موج برای اتصال دهنده های سوراخ خاص در هوافضا ضروری است، مشروط بر اینکه این فرآیند به شدت کنترل و بازرسی شود.

چرا بازرسی اشعه ایکس در جریان مجدد بیشتر از لحیم کاری موجی است؟

لحیم کاری Reflow اغلب شامل بسته‌های آرایه شبکه توپی (BGA) و بسته‌های چهار تخت بدون سرب (QFN) می‌شود که در آن مفاصل در زیر قطعه پنهان هستند. بازرسی اشعه ایکس برای بررسی حجم لحیم کاری و تشخیص فضاهای خالی یا پل زدن ضروری است. اتصالات لحیم کاری موجی به طور معمول قابل مشاهده است، که بازرسی بصری و آزمایش الکتریکی را رایج تر می کند.

چگونه خمیر لحیم کاری بر انتخاب بین جریان مجدد و موج تأثیر می گذارد؟

لحیم کاری مجدد نیاز به استفاده از خمیر لحیم کاری از طریق چاپ شابلون دارد، که باید دقیقاً تراز شود. لحیم کاری موجی از لحیم کاری مذاب از یک گلدان استفاده می کند، که نیاز به چاپ خمیری را از بین می برد، اما برای جلوگیری از اکسیداسیون و اطمینان از خیس شدن روی سرب های سوراخ، نیاز به اعمال شار دارد.

منابع مرتبط