Postopek spajkanjavezjaje ključen korak pri zagotavljanju zanesljivih električnih povezav med elektronskimi komponentami in vezji. Dober postopek spajkanja ne more le zagotoviti normalnega delovanja vezja, temveč tudi bistveno izboljša stabilnost in življenjsko dobo elektronskih naprav. Od enostavnega ročnega spajkanja do visoko avtomatiziranega spajkanja z reflowom je vsaka podrobnost postopka spajkanja ključnega pomena.
1, Pomen spajkanja vezja
Elektronske komponente na vezju morajo biti trdno povezane z vezjem s spajkanjem, da se doseže prenos signala in funkcionalno delovanje. Med proizvodnim procesom lahko pride do napak, kot sta navidezno spajkanje in hladno spajkanje zaradi netočnih parametrov varjenja in oksidacije zatičev komponent; Med uporabo opreme lahko tudi dolgotrajni okoljski dejavniki, kot so vibracije in visoka temperatura, povzročijo zrahljanje in pokanje spajkalnih spojev. Te težave lahko povzročijo slabe povezave tokokroga, prekinitve signala in celo okvare opreme. Na primer, če čip na matični plošči mobilnega telefona ni trdno spajkan, lahko povzroči pogoste okvare in nezmožnost normalne komunikacije. Zato je obvladovanje pravilnega postopka spajkanja velikega pomena za zagotavljanje delovanja in zanesljivosti tiskanih vezij.
2, Skupna orodja in materiali za varjenje
(1) Orodja za varjenje
Električni spajkalnik: Je pogosto uporabljeno orodje za ročno varjenje, razdeljeno na vrste notranjega in zunanjega ogrevanja. Električni spajkalnik z notranjim gretjem ima visoko učinkovitost ogrevanja in hiter dvig temperature, primeren za spajkanje majhnih elektronskih komponent; Električni spajkalnik z zunanjim gretjem ima visoko moč in je primeren za spajkanje velikih-komponent ali izvedbo spajkanja velike-površine. Moč električnega spajkalnika je običajno med 20 W in 60 W, ki jo lahko izberete glede na potrebe spajkanja. Na primer, spajkanje komponent za površinsko montažo običajno uporablja električni spajkalnik z močjo 20-30 W, medtem ko za spajkanje napajalnih naprav potrebujete električni spajkalnik z močjo 40 W ali več.
Pištola na vroč zrak: uporablja se predvsem za varjenje in razstavljanje komponent za površinsko montažo, pihanje vročega zraka za taljenje spajke. Temperaturo in hitrost vetra pištole na vroč zrak je mogoče prilagoditi, različne komponente pa imajo različne zahteve glede temperature in hitrosti vetra. Na primer, pri varjenju majhnih površinsko nameščenih uporov in kondenzatorjev je temperatura običajno nastavljena na 300-350 stopinj, hitrost vetra pa na 2-3 stopnjah; Pri spajkanju čipov v paketu BGA mora biti temperatura nastavljena na 350-400 stopinj, hitrost vetra pa na 4-5 stopenj.
Spajkalna oprema za reflow: pogosto se uporablja v množični proizvodnji, topi spajkalno pasto na vezju s segrevanjem zraka v peči ali z uporabo infrardečega sevanja za doseganje spajkanja med komponentami in vezjem. Oprema za spajkanje z reflowom ima prednosti natančnega nadzora temperaturne krivulje, dobre konsistence pri varjenju in visoke proizvodne učinkovitosti, ki lahko zadosti potrebam -velike proizvodnje.
(2) Materiali za varjenje
Spajkalna žica: sestavljena iz kositrne zlitine in talila, ki običajno vključuje kositrno svinčeno spajkalno žico in nesvinčeno spajkalno žico. Žica za spajkanje iz kositra in svinca ima nizko tališče in dobro varilno zmogljivost, vendar je svinec strupen in ne prispeva k varstvu okolja; Žica za spajkanje brez svinca je v glavnem sestavljena iz bakrove zlitine in drugih materialov z visokim tališčem, ki izpolnjuje okoljske zahteve. Trenutno se pogosto uporablja. Premer spajkalne žice je na voljo v različnih specifikacijah, kot so 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm itd., ustrezen premer pa je treba izbrati glede na velikost zatičev komponente.
Spajkalna pasta: pasta, narejena z mešanjem zlitine spajkalnega prahu, talila in drugih dodatkov, ki se večinoma uporablja v tehnologiji površinske montaže. Spajkalna pasta ima določeno viskoznost pri sobni temperaturi in se lahko uporablja za pritrjevanje komponent na vezja. Po reflow spajkanju se spajkalni prah stopi in tvori spajkalne spoje. Različne vrste spajkalne paste so primerne za različne varilne postopke in komponente. Na primer, nečistilna spajkalna pasta lahko zmanjša procese čiščenja in izboljša učinkovitost proizvodnje.
Flux: lahko odstrani okside s kovinske površine, zmanjša površinsko napetost spajke, izboljša fluidnost in omočenost spajke ter naredi spajkanje bolj trdno. Topilo za spajkanje delimo na kislo, nevtralno in alkalno. Kislo spajkalno talilo ima močno aktivnost, vendar je zelo jedko; Nevtralni spajkalni tok ni jedek in primeren za večino scenarijev spajkanja; Alkalni spajkalni tok se uporablja predvsem za specifično spajkanje kovin. Pri elektronskem spajkanju se kolofonija običajno uporablja kot nevtralni tok.
3, metoda varjenja
(1) Ročno varjenje
Priprava: Predgrejte spajkalnik tako, da ga vključite, izberite ustrezno spajkalno konico glede na spajkalno komponento in nanesite tanko plast spajke na konico spajkalnika, da preprečite oksidacijo. Medtem pripravite spajkalno žico in talilo.
Postopek varjenja: s konico spajkalnika segrejte nožice elementa in spajkalne plošče vezja, tako da oboje hkrati dosežeta temperaturo varjenja; Nato dotaknite spajkalno žico z grelnim območjem, počakajte, da se spajkalna žica ustrezno stopi, in odstranite spajkalno žico; Na koncu odstranite konico spajkalnika in pustite, da se spajka naravno ohladi in strdi. Med postopkom varjenja je treba pozornost nameniti nadzoru časa varjenja. Na splošno je čas varjenja za vsako varilno točko 2-3 sekunde, da se izognete poškodbam komponent ali blazinic zaradi predolgega časa. Za komponente za površinsko montažo je mogoče uporabiti tehniko "vlečnega spajkanja", ki vključuje prvo pocinkanje spajkalne ploščice, nato poravnavo zatičev komponente s pocinkano spajkalno ploščico s konico spajkalnika, segrevanje, da se spajka stopi, in vlečenje konice spajkalnika, da se spajka enakomerno porazdeli po nožicah in spajkalni plošči.
(2) Varjenje s pištolo na vroč zrak
Pritrditev komponent: uporabite visoko{0}}temperaturno odporen trak ali pasto za spajkanje, da pritrdite komponento v pravilnem položaju na tiskanem vezju in zagotovite, da so nožice komponente poravnane s spajkalnimi blazinicami.
Varjenje z ogrevanjem: Vklopite pištolo za vroč zrak, nastavite ustrezno temperaturo in hitrost vetra, poravnajte izhod zraka pištole za vroč zrak s komponento, vzdržujte ustrezno razdaljo in enakomerno segrejte komponento in spajkalno ploščo. Ko se spajkalna pasta stopi, izklopite vroč zrak in počakajte, da se spajkalni spoj naravno ohladi. Pri varjenju s pištolo za vroč zrak je pomembno, da se izogibate previsoki temperaturi ali daljšemu času segrevanja, da preprečite poškodbe komponent.
(3) Reflow spajkanje
Prevlečna spajkalna pasta: S sitotiskom ali doziranjem enakomerno nanesite spajkalno pasto na spajkalne ploščice vezja.
Montaža komponent: Uporabite stroj za površinsko montažo za natančno montažo elektronskih komponent na spajkalne ploščice, prevlečene s spajkalno pasto.
Reflow spajkanje: Pošljite vezje s komponentami, pritrjenimi nanj, v peč za reflow spajkanje in ga segrejte glede na nastavljeno temperaturno krivuljo. Temperaturna krivulja reflow spajkanja je na splošno razdeljena na štiri stopnje: cona predgretja, izolacijska cona, cona reflow in cona hlajenja. Območje predgretja se uporablja za počasno zvišanje temperature vezja, kar povzroči izhlapevanje topila v spajkalni pasti; Izolacijsko območje zagotavlja, da vezje in komponente dosežejo enakomerno temperaturo, kar dodatno odstranjuje nečistoče iz spajkalne paste; Območje reflowa je kritična stopnja spajkanja, kjer temperatura doseže tališče spajkalne paste, kar povzroči, da se spajkalni prah stopi in zmoči zatiče in blazinice komponent; Hladilno območje hitro ohladi in utrdi spajkalne spoje ter tvori močno povezavo.