نظرة عامة موجزة
يتمثل الفرق الرئيسي بين إعادة التدفق واللحام الموجي في ما يلي: يتم استخدام اللحام بإعادة التدفق للوحات التي تحتوي على أجزاء مثبتة على السطح، بينما يتم استخدام اللحام الموجي للوحات ذات الأجزاء ذات الفتحات. إعادة التدفق هي إحدى العمليات الثلاث الرئيسية في SMT التنسيب. تقوم إعادة التدفق بشكل أساسي بلحام لوحات الدارات الكهربية التي تم وضع أجزاء عليها بالفعل. أثناء إعادة التدفق، يذوب معجون اللحام ثم يبرد. يعمل التبريد على تثبيت الأجزاء والوسادات معًا.
فيما يشرح قسم معدات اللحام بإعادة التدفق من Nitto أدناه المبدأ التقني للحام بإعادة التدفق. كما أنه يعطي نظرة مفصلة على تقنية التنسيب المستخدمة في صناعة SMT. تستخدم آلات إعادة التدفق من نيتو دينكو تصميمًا معياريًا ورقميًا وسهل الاستخدام. وهي تتميز بأداء قوي وموثوقية وأمان وسهولة الصيانة وسهولة الاستخدام. تساعد هذه الميزات العملاء على خفض تكاليف التشغيل. كما أنها تساعد العملاء على إنتاج منتجات عالية الجودة في الوقت المحدد. بالنسبة لمنتجات اللحام الموجي، تُعد هذه الماكينات الخيار الأفضل والاستثمار الجيد.
أربع تقنيات جديدة في نظام فرن اللحام الموجي
1) الرش العمودي على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور (مع نظام تحسين المسار)
A. عندما ترش الفوهة بشكل عمودي على ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ينتشر التدفق على اللوحة بشكل متساوٍ أكثر. يتغلغل الرذاذ بشكل أفضل في الثقوب. وهذا يحسن من قدرة اللحام المنصهر على الصعود والتبلل.
B. يضمن نظام تحسين المسار الأوتوماتيكي أن يكون طلاء التدفق متساويًا.
C. يمكن للبرنامج المتقدم ضبط إعدادات الرش بناءً على سرعة الناقل وعرض ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
(لم يتم تضمين الصور المشار إليها في النص الأصلي هنا).
2) يستخدم اللحام الموجي خزان صب الحديد مع سطح من السيراميك لإطالة العمر الافتراضي
A. يزيد استخدام جدار الخزان المصنوع من الحديد الزهر بسمك 10 مم من مقاومة الخزان للتشوه عند تسخينه.
B. يحتوي الحديد الزهر على الكثير من الجرافيت. لا يتبلل الجرافيت جيدًا باللحام، لذا فإنه يسبب تآكلًا قليلًا للخزان. ولزيادة تحسين مقاومة الخزان للتآكل ونعومته، يتم تطبيق معالجة بالسيراميك على سطح الحديد الزهر. وهذا يزيد من عمر الخدمة.
3) قنوات تدفق جديدة وتصميمات فوهات جديدة لتقليل الأكسدة وخفض تكاليف التشغيل
تقلل هذه التغييرات من كمية الأكسدة وبالتالي تقلل من تكلفة التشغيل للعميل.
4) تصميم جديد للدافعة وقناة التدفق لجعل موجة اللحام أكثر استقرارًا
- تؤثر الفوهة وقناة التدفق وهيكل المكره بشكل مباشر على استقرار الموجة.
- يمكن التحكم في ارتفاع الموجة في حدود ± 0.5 مم.
- ميزة التسخين المسبق المختلط أ. التسخين المسبق بالأشعة تحت الحمراء يرفع درجة الحرارة بسرعة. ب. استخدام كل من الأشعة تحت الحمراء والهواء الساخن يوفر تسخينًا سريعًا ودرجة حرارة موحدة أفضل. ج. التسخين المسبق المختلط مناسب بشكل خاص للتدفق القابل للذوبان في الماء.
- نظام الرش الانتقائي المحلي المدمج أ. يتحرك الرش الموضعي في X وY باستخدام محرك متدرج مع حزام توقيت، وبرغي كروي، وموجه خطي. وهذا يسمح برش انتقائي محلي انتقائي للتدفق. ب. يمكن للفوهات المختارة القيام بالرش الموضعي والرش الخطي والرش المستطيل. ج. يستخدم النظام جهاز كمبيوتر شخصي بالإضافة إلى لوحة تحكم في الحركة. يستجيب بسرعة ويعطي دقة عالية وقابل للبرمجة. إنه سهل التشغيل والتنظيف. د. هذا مناسب عندما تكون مساحة الرش أقل من 50% من المساحة الكلية. يمكن أن يوفر أكثر من 50% من التدفق.
- جهاز تعبئة النيتروجين الموضعي في منطقة وعاء اللحام A. يمكن لجهاز تعبئة النيتروجين المحلي في وعاء اللحام أن يوفر تركيزًا عاليًا من النيتروجين تحت اللوح وحول فوهة اللحام باستخدام كمية صغيرة من النيتروجين. ب. يستخدم أنبوبًا خاصًا من الفولاذ المقاوم للصدأ مساميًا نانويًا دقيقًا. ينتشر النيتروجين ويملأ المنطقة بالتساوي بتركيز عالٍ. ج. ثلاثة مقاييس تدفق تتحكم في ثلاثة خطوط نيتروجين. يبلغ استخدام النيتروجين حوالي 12 متر مكعب/ساعة. يبلغ تركيز الأكسجين بالقرب من تدفق اللحام بواسطة الفوهة حوالي 1000 جزء في المليون. D. وهذا يحسن جودة اللحام ويقلل من أكسدة اللحام. لا يوفر الجهاز كشف تركيز الأكسجين عبر الإنترنت.
1. مبدأ إعادة تدفق اللحام
نظرًا لأن ألواح ثنائي الفينيل متعدد الكلور الإلكترونية أصبحت أصغر حجمًا، أصبحت أجزاء الرقائق أكثر شيوعًا. لم تعد طرق اللحام التقليدية تناسب الحاجة. بالنسبة لتجميع لوحات الدوائر المتكاملة المختلطة، يتم استخدام لحام إعادة التدفق. عادةً ما تكون الأجزاء الخاصة بهذا التجميع عبارة عن مكثفات رقاقة، ومحثات رقاقة، وترانزستورات رقاقة، وثنائيات، وما إلى ذلك.
ومع تطور تكنولوجيا SMT واكتمالها، ظهر المزيد من أجزاء SMC وأجهزة SMC وأجهزة SMD. كما تحسنت أيضًا عملية ومعدات اللحام بإعادة التدفق. أصبح استخدام إعادة التدفق واسع النطاق. يستخدم كل منتج إلكترونيات تقريبًا الآن لحام إعادة التدفق.
إعادة تدفق اللحام (بالإنجليزية: إعادة التدفق) يذيب معجون اللحام الذي تم وضعه مسبقًا على وسادات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. في عملية الذوبان، تتصل أسلاك أو أطراف الأجزاء المثبتة على السطح أو أطراف التوصيل ميكانيكيًا وكهربائيًا بلوحات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تقوم إعادة التدفق بتوصيل الأجزاء باللوحة. تعمل إعادة التدفق عن طريق تدفق الهواء الساخن الذي يعمل على وصلات اللحام. يتفاعل تدفق المعجون تحت درجة حرارة عالية معينة لتكوين وصلات SMD. الاسم إعادة التدفق يشير إلى دوران الغاز الساخن داخل الماكينة الذي يحقق درجة الحرارة العالية اللازمة للحام.
2. الوصف الأساسي لماكينة إعادة اللحام بإعادة التدفق (مع منحنى درجة الحرارة)
عندما تدخل ثنائي الفينيل متعدد الكلور في منطقة التسخين:
A. تتبخر المذيبات والغازات الموجودة في معجون اللحام. في نفس الوقت الذي يبلل فيه التدفق اللبادات وسدادات الأجزاء والدبابيس. يلين المعجون وينهار. ويغطي اللبادات ويمنع الأكسجين من اللبادات وأسلاك الأجزاء.
B. عندما تدخل لوحة PCB منطقة النقع، تحصل اللوحة والأجزاء على درجة حرارة كافية للتسخين المسبق. وهذا يمنع التلف الناتج عن القفزة المفاجئة في درجة حرارة اللحام.
C. عندما تدخل لوحة PCB منطقة إعادة التدفق، ترتفع درجة الحرارة بسرعة وتذوب العجينة. يقوم اللحام السائل بترطيب اللبادات وأجزاء الخيوط والدبابيس. ينتشر ويتدفق ويشكل وصلات اللحام عن طريق الترطيب والخلط.
D. تدخل لوحة PCB منطقة التبريد ويتصلب اللحام. وبذلك يكتمل لحام إعادة التدفق.
(عادةً ما يظهر شكل درجة حرارة إعادة التدفق القياسي هنا في الكتيبات الإرشادية).
3. متطلبات عملية إعادة تدفق اللحام
إعادة التدفق أمر شائع في تصنيع الإلكترونيات. تستخدم الألواح في أجهزة الكمبيوتر لدينا هذه العملية. وتتمثل مزاياها في: سهولة التحكم في درجة الحرارة، ويمكن الحد من الأكسدة أثناء اللحام، ويسهل التحكم في تكلفة الإنتاج.
تحتوي الماكينة على نظام تسخين. يتم نفخ النيتروجين الساخن أو الهواء الساخن على اللوحة التي تحتوي بالفعل على أجزاء. يذوب اللحام ويربط الأجزاء بلوحة PCB.
النقاط الرئيسية:
- تعيين ملف تعريف مناسب لدرجة حرارة إعادة التدفق. اختبر التشكيل الجانبي باستخدام مسبار حراري في الوقت الفعلي.
- اتبع اتجاه اللحام المصمم للوحة أثناء المعالجة.
- تجنب اهتزاز الناقل أثناء اللحام.
- افحص الألواح الملحومة للتأكد من جودتها.
- افحص ما إذا كان اللحام ممتلئًا، وسطح الوصلة مبلل، وشكل الوصلة نصف قمرية جميلة، وابحث عن كرات وبقايا اللحام وبقايا اللحام والتقبير والوصلات الباردة. تحقق أيضًا من تغير اللون على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور. اضبط ملف تعريف درجة الحرارة بناءً على نتائج الفحص. أثناء التشغيل الكامل للإنتاج، تحقق بانتظام من جودة اللحام.
4. العوامل التي تؤثر على إعادة اللحام بإعادة التدفق
- الأجزاء الكبيرة مثل PLCC وQFP وبعض أجزاء الرقائق المنفصلة لها كتلة حرارية أكبر. لحام جزء كبير أصعب من لحام جزء صغير.
- ينقل الناقل في فرن إعادة التدفق الأجزاء في حلقة. يعمل الناقل أيضًا مثل المشتت الحراري. تختلف الحالة الحرارية عند الحافة ومركز قسم التسخين. لذلك حتى داخل المنطقة الواحدة، تختلف درجات الحرارة. يمكن أن يكون لكل منطقة درجة حرارة في الفرن وكل موضع على اللوح درجات حرارة مختلفة.
- يؤثر تحميل المنتج على قابلية التكرار. عند ضبط منحنى درجة حرارة إعادة التدفق، يجب أن يتأكد المهندسون من أنه يعطي نتائج متسقة في حالة عدم التحميل ومع التحميل وتحت عوامل تحميل مختلفة. عامل التحميل LF = L / (L + S)، حيث L = طول الألواح المجمعة على الناقل وS = الفجوة بين الألواح. من الصعب الحصول على قابلية تكرار جيدة عندما يكون LF كبيرًا. النطاق النموذجي لعامل التحميل الكبير هو 0.5-0.9، اعتمادًا على المنتج (كثافة المكونات، ونوع اللوح) ونوع الفرن. يحتاج اللحام الجيد وقابلية التكرار إلى خبرة عملية.
5. مزايا عملية إعادة اللحام بالإنحسر
- لا يغمر لحام إعادة التدفق في لحام ثنائي الفينيل متعدد الكلور في اللحام المنصهر. وبدلاً من ذلك، فإنه يستخدم التسخين الموضعي. لذلك تشهد الأجزاء صدمة حرارية أقل. يقل احتمال تلف الأجزاء بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
- نظرًا لأن اللحام يتم تطبيقه فقط عند الوصلة ويتم تطبيق الحرارة محليًا، يسهل تجنب العيوب مثل التجسير.
- يتم استخدام اللحام في إعادة التدفق مرة واحدة فقط. لا تتم إعادة استخدام اللحام. وهذا يحافظ على اللحام نظيفًا وخاليًا من الشوائب ويساعد على ضمان وجود وصلات لحام جيدة.
6. تدفق عملية إعادة التدفق
يتم استخدام إعادة التدفق للوحات المثبتة على السطح. التدفق معقد نسبيًا وله نوعان رئيسيان: التركيب من جانب واحد والتركيب من جانبين.
A. التركيب من جانب واحد: وضع معجون اللحام ← وضع الأجزاء (يدويًا أو آليًا) ← إعادة التدفق ← الفحص والاختبار الكهربائي.
B. تركيب مزدوج الجانب: تطبيق معجون من الجانب A ← وضع العجينة ← وضع الأجزاء ← إعادة التدفق ← تطبيق معجون من الجانب B ← وضع الأجزاء ← إعادة التدفق ← الفحص والاختبار الكهربائي.
ملخص بسيط هو: “طباعة معجون اللحام بالغربلة ← وضع القطع ← إعادة التدفق.” المفتاح هو طباعة الشاشة بدقة. يعتمد إنتاجية الوضع على ماكينات الالتقاط والتركيب على عدد الوحدات في الدقيقة. لإعادة التدفق، تحكم في منحدر درجة الحرارة وذروة درجة الحرارة ومنحنى التبريد.
7. قواعد صيانة ماكينات إعادة التدفق الانسيابي
بعد استخدام ماكينة إعادة التدفق، يجب عليك إجراء الصيانة. يساعد ذلك في الحفاظ على عمر المعدات طويلاً.
- افحص يوميًا كل جزء من أجزاء الماكينة. انتبه بشكل خاص للسير الشبكي الناقل. تأكد من عدم انحشاره أو سقوطه.
- عند إصلاح الماكينة، قم بفصل الطاقة عن الماكينة لتجنب حدوث صدمة كهربائية أو ماس كهربائي.
- حافظ على ثبات الماكينة. يجب ألا تميل أو تكون غير مستقرة.
- إذا توقفت منطقة التدفئة عن التسخين، تحقق أولاً من الصمامات ذات الصلة. (في النص الأصلي تبدو هذه الجملة مقطوعة؛ وغالباً ما يكون المصهر هو أول ما يجب فحصه).
8. ملاحظات السلامة والتشغيل لماكينات إعادة التدفق
- لضمان السلامة الشخصية، يجب على المشغلين إزالة شارات الأسماء والمجوهرات المعلقة. لا ترتدي أكماماً فضفاضة.
- احترس من ارتفاع درجة الحرارة وتجنب الحروق. ارتدِ واقيًا مناسبًا.
- لا تغير مناطق درجة حرارة الفرن أو سرعة الناقل حسب الرغبة.
- تأكد من تهوية الغرفة. يجب أن تؤدي قناة العادم إلى خارج النافذة.
ملخص ختامي قصير
- إعادة التدفق للوحات SMD. أما اللحام بالموجات فهو للوحات ذات الفتحات.
- إعادة التدفق يذوب المعجون المطبق مسبقًا بالحرارة والتبريد المتحكم فيهما. يغمس اللوح في موجة لحام متحركة.
- توفر إعادة التدفق تحكمًا جيدًا في درجة الحرارة والأكسدة وتستخدم على نطاق واسع في تجميع SMT.
- تضيف أنظمة اللحام الموجي الحديثة رذاذًا رأسيًا، ومواد أفضل للأفران، وتصميمًا محسنًا للتدفق، وتسخينًا مسبقًا مختلطًا، ورذاذًا محليًا، ونيتروجينًا محليًا لتحسين الإنتاجية وخفض التكلفة.
- تُعد الملامح الصحيحة لدرجات الحرارة، وتخطيط الحمل، والفحص الدقيق، والصيانة الدورية هي مفتاح الإنتاجية المستقرة لكل من عمليات إعادة التدفق والعمليات الموجية.
