A forrasztási folyamatáramköri lapokkulcsfontosságú lépés az elektronikus alkatrészek és az áramköri lapok közötti megbízható elektromos kapcsolatok biztosításában. A jó forrasztási eljárás nemcsak az áramkör normál működését biztosítja, hanem jelentősen javítja az elektronikus eszközök stabilitását és élettartamát is. Az egyszerű kézi forrasztástól a nagymértékben automatizált újrafolyós forrasztásig a forrasztási folyamat minden részlete kulcsfontosságú.
1, Az áramköri lapok forrasztásának jelentősége
A jelátvitel és a működőképes működés érdekében az áramköri lapon lévő elektronikus alkatrészeket szilárdan az áramkörhöz kell forrasztani. A gyártási folyamat során hibák, például virtuális forrasztás és hidegforrasztás léphetnek fel a pontatlan hegesztési paraméterek és az alkatrészek csapjainak oxidációja miatt; A berendezés használata során a hosszú távú környezeti tényezők, például a vibráció és a magas hőmérséklet szintén a forrasztási kötések meglazulását és megrepedését okozhatják. Ezek a problémák rossz áramköri csatlakozásokat, jelmegszakításokat, sőt a berendezés hibás működését is okozhatják. Például, ha a mobiltelefon alaplapján lévő chip nincs szilárdan forrasztva, az gyakori összeomlásokat és a normális kommunikáció képtelenségét okozhatja. Ezért a helyes forrasztási folyamat elsajátítása nagy jelentőséggel bír az áramköri lapok teljesítményének és megbízhatóságának biztosításában.
2, Általános hegesztési eszközök és anyagok
(1) Hegesztőszerszámok
Elektromos forrasztópáka: A kézi hegesztéshez általánosan használt eszköz, amely belső fűtési és külső fűtési típusokra osztható. A belső fűtésű elektromos forrasztópáka magas fűtési hatásfokkal és gyors hőmérséklet-emelkedéssel rendelkezik, alkalmas kis elektronikai alkatrészek forrasztására; A külső fűtésű elektromos forrasztópáka nagy teljesítményű, és alkalmas nagy-méretű alkatrészek forrasztására vagy nagy-felületű forrasztásra. Az elektromos forrasztópáka teljesítménye általában 20W-60W között van, amely a forrasztási igények szerint választható. Például a forrasztófelületre szerelhető alkatrészek általában 20-30 W-os elektromos forrasztópákát használnak, míg a forrasztókészülékekhez legalább 40 W-os elektromos forrasztópáka szükséges.
Forrólevegős pisztoly: elsősorban felületre szerelhető alkatrészek hegesztésére és szétszerelésére használják, forró levegő fújásával a forrasztás megolvasztásához. A hőlégfúvó hőmérséklete és szélsebessége állítható, és a különböző alkatrészek eltérő hőmérsékletet és szélsebességet igényelnek. Például kis felületre szerelhető ellenállások és kondenzátorok hegesztésekor a hőmérsékletet általában 300-350 fokra, a szélsebességet pedig 2-3 fokozatra állítják be; A BGA csomagolt chipek forrasztásakor a hőmérsékletet 350-400 fokra, a szélsebességet 4-5 fokozatra kell beállítani.
Reflow forrasztóberendezés: széles körben használják tömeggyártásban, a kemencében lévő levegő felmelegítésével vagy infravörös sugárzással megolvasztja az áramköri lapon lévő forrasztópasztát, hogy az alkatrészek és az áramköri lap között forrasztást érjen el. A visszafolyó forrasztóberendezések előnyei a pontos hőmérsékletgörbe szabályozás, a jó hegesztési konzisztencia és a nagy gyártási hatékonyság, amelyek kielégítik a nagy-léptékű gyártás igényeit.
(2) Hegesztőanyagok
Forrasztóhuzal: ónötvözetből és folyasztószerből áll, általában ónból készült ólomforrasztóhuzalból és ólom-mentes forrasztóhuzalból. Az ón ólom forrasztóhuzal alacsony olvadásponttal és jó hegesztési teljesítménnyel rendelkezik, de az ólom mérgező és nem kedvez a környezetvédelemnek; Az ólommentes forrasztóhuzal főként ón-rézötvözetből és más anyagokból áll, magas olvadásponttal, amely megfelel a környezetvédelmi követelményeknek. Jelenleg széles körben használják. A forrasztóhuzal átmérője különböző specifikációkban kapható, például 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm stb., és a megfelelő átmérőt az alkatrésztüskék méretének megfelelően kell kiválasztani.
Forrasztópaszta: ötvözött forrasztópor, folyasztószer és egyéb adalékok összekeverésével készült paszta, amelyet főként felületszerelési technológiában használnak. A forrasztópaszta szobahőmérsékleten bizonyos viszkozitású, és felhasználható alkatrészek áramköri lapokhoz való rögzítésére. Az újrafolyós forrasztás után a forrasztópor megolvad, és forrasztási kötéseket képez. Különböző típusú forrasztópaszták alkalmasak különböző hegesztési eljárásokhoz és alkatrészekhez. Például a nem tisztító forrasztópaszta csökkentheti a tisztítási folyamatokat és javíthatja a termelés hatékonyságát.
Fluxus: Eltávolíthatja az oxidokat a fémfelületről, csökkentheti a forrasztás felületi feszültségét, javíthatja a forrasztás folyékonyságát és nedvesítését, és szilárdabbá teheti a forrasztást. A forrasztófolyasztószer savas, semleges és lúgos típusokra oszlik. A savas forrasztófolyasztószer erős aktivitású, de erősen korrozív; A semleges forrasztófolyasztószer nem korrozív, és a legtöbb forrasztási forgatókönyvhöz alkalmas; A lúgos forrasztófolyasztószert elsősorban speciális fémforrasztáshoz használják. Az elektronikus forrasztás során a gyantát általában semleges folyasztószerként használják.
3, Hegesztési módszer
(1) Kézi hegesztés
Elkészítés: A forrasztópákát bekapcsolással előmelegítjük, a forrasztóelem alapján válasszuk ki a megfelelő pákahegyet, majd az oxidáció megelőzése érdekében vigyünk fel vékony forrasztóréteget a forrasztópáka hegyére. Közben készítse elő a forrasztóhuzalt és a folyasztószert.
Hegesztési művelet: Forrasztópáka hegyével melegítse fel az elem csapjait és az áramköri lap forrasztóbetéteit úgy, hogy mindkettő egyszerre érje el a hegesztési hőmérsékletet; Ezután érintse meg a forrasztóhuzalt a fűtőterülettel, várja meg, amíg a forrasztóhuzal megfelelően megolvad, és távolítsa el a forrasztóhuzalt; Végül távolítsa el a forrasztópáka hegyét, és hagyja a forrasztóanyagot lehűlni és természetes módon megszilárdulni. A hegesztési folyamat során ügyelni kell a hegesztési idő szabályozására. Általában az egyes hegesztési pontok hegesztési ideje 2-3 másodperc, hogy elkerülje az alkatrészek vagy a betétek károsodását a túlzott idő miatt. A felületre szerelhető alkatrészeknél a "húzásos forrasztás" technika használható, amely magában foglalja először a forrasztópárnán történő ónozást, majd az alkatrészek csapjait az ónozott forrasztóbetéttel forrasztópáka hegyével, melegítéssel a forrasztás megolvadásához, és a forrasztópáka hegyének húzásával a forrasztóanyag egyenletes eloszlását a csapokon és a forrasztóbetéteken.
(2) Forrólevegős pisztolyos hegesztés
Alkatrészrögzítés: Magas-hőmérsékletálló szalaggal vagy forrasztópasztával rögzítse az alkatrészt a megfelelő pozícióban az áramköri lapon, ügyelve arra, hogy az alkatrészek tüskéi egy vonalban legyenek a forrasztóbetétekkel.
Fűtőhegesztés: Kapcsolja be a hőlégpisztolyt, állítsa be a megfelelő hőmérsékletet és szélsebességet, igazítsa a hőlégpisztoly levegőkimenetét az alkatrészhez, tartsa be a megfelelő távolságot, és egyenletesen melegítse fel az alkatrészt és a forrasztóbetétet. Miután a forrasztópaszta megolvadt, kapcsolja ki a hőlégpisztolyt, és várja meg, amíg a forrasztási kötés természetes módon lehűl. Forrólevegős pisztollyal történő hegesztéskor fontos elkerülni a túl magas hőmérsékletet vagy a hosszabb melegítési időt, hogy elkerüljük az alkatrészek károsodását.
(3) Reflow forrasztás
Forrasztópaszta bevonása: Szitanyomással vagy adagolással egyenletesen vigye fel a forrasztópasztát az áramköri lap forrasztópárnáira.
Alkatrészek rögzítése: Használjon felületszerelő gépet az elektronikus alkatrészek pontos rögzítéséhez forrasztópasztával bevont forrasztólapokra.
Reflow forrasztás: küldje be az áramköri lapot a hozzáerősített alkatrészekkel egy reflow forrasztókemencébe, és melegítse fel a beállított hőmérsékleti görbe szerint. A visszafolyó forrasztás hőmérsékleti görbéje általában négy szakaszra oszlik: előmelegítő zóna, szigetelési zóna, visszafolyási zóna és hűtési zóna. Az előmelegítő zóna az áramköri lap hőmérsékletének lassú növelésére szolgál, ami a forrasztópasztában lévő oldószer elpárologtatását okozza; A szigetelési zóna biztosítja, hogy az áramköri lap és az alkatrészek egyenletes hőmérsékletet érjenek el, tovább eltávolítva a szennyeződéseket a forrasztópasztából; A visszafolyási zóna a forrasztás kritikus szakasza, ahol a hőmérséklet eléri a forrasztópaszta olvadáspontját, aminek következtében a forrasztópor megolvad, és nedvesíti az alkatrészek csapjait és párnákat; A hűtési zóna gyorsan lehűti és megszilárdítja a forrasztási kötéseket, erős kapcsolatot hozva létre.