Proces spájkovaniadosky plošných spojovje kľúčovým krokom pri zabezpečovaní spoľahlivých elektrických spojení medzi elektronickými komponentmi a doskami plošných spojov. Dobrý proces spájkovania môže nielen zabezpečiť normálnu prevádzku obvodu, ale tiež výrazne zlepšiť stabilitu a životnosť elektronických zariadení. Od jednoduchého ručného spájkovania až po vysoko automatizované spájkovanie pretavením je kľúčový každý detail procesu spájkovania.
1, Význam spájkovania dosiek plošných spojov
Elektronické komponenty na doske plošných spojov musia byť pevne spojené s obvodom spájkovaním, aby sa dosiahol prenos signálu a funkčná prevádzka. Počas výrobného procesu sa môžu vyskytnúť chyby ako virtuálne spájkovanie a spájkovanie za studena v dôsledku nepresných parametrov zvárania a oxidácie kolíkov komponentov; Počas používania zariadenia môžu aj dlhodobé- faktory prostredia, ako sú vibrácie a vysoká teplota, spôsobiť uvoľnenie a prasknutie spájkovaných spojov. Tieto problémy môžu spôsobiť zlé pripojenie obvodov, prerušenie signálu a dokonca aj poruchy zariadenia. Napríklad, ak čip na základnej doske mobilného telefónu nie je pevne prispájkovaný, môže to spôsobiť časté pády a nemožnosť normálnej komunikácie. Zvládnutie správneho procesu spájkovania má preto veľký význam pre zabezpečenie výkonu a spoľahlivosti dosiek plošných spojov.
2, Bežné nástroje a materiály na zváranie
(1) Zváracie nástroje
Elektrická spájkovačka: Je to bežne používaný nástroj na ručné zváranie, rozdelený na typy s vnútorným ohrevom a vonkajším ohrevom. Elektrická spájkovačka s vnútorným ohrevom má vysokú účinnosť ohrevu a rýchly nárast teploty, vhodná na spájkovanie malých elektronických súčiastok; Elektrická spájkovačka s vonkajším ohrevom má vysoký výkon a je vhodná na spájkovanie veľkých-súčiastok alebo na veľkoplošné spájkovanie-. Výkon elektrickej spájkovačky je všeobecne medzi 20W-60W, čo je možné zvoliť podľa potreby spájkovania. Napríklad spájkovanie komponentov na povrchovú montáž zvyčajne používa elektrickú spájkovačku s výkonom 20-30 W, zatiaľ čo zariadenia na spájkovanie si vyžadujú elektrickú spájkovačku s výkonom 40 W alebo viac.
Teplovzdušná pištoľ: používa sa hlavne na zváranie a demontáž komponentov pre povrchovú montáž, fúkanie horúceho vzduchu na roztavenie spájky. Teplotu a rýchlosť vetra teplovzdušnej pištole je možné nastaviť a rôzne komponenty majú rôzne požiadavky na teplotu a rýchlosť vetra. Napríklad pri zváraní malých rezistorov a kondenzátorov na povrchovú montáž je teplota vo všeobecnosti nastavená na 300-350 stupňov a rýchlosť vetra je nastavená na 2-3 úrovne; Pri spájkovaní BGA čipov by mala byť teplota nastavená na 350-400 stupňov a rýchlosť vetra by mala byť nastavená na 4-5 úrovní.
Spájkovacie zariadenie pretavením: široko používané v sériovej výrobe, roztaví spájkovaciu pastu na doske plošných spojov zahrievaním vzduchu v peci alebo pomocou infračerveného žiarenia na dosiahnutie spájkovania medzi komponentmi a doskou plošných spojov. Spájkovacie zariadenie pretavením má výhody presného riadenia teplotnej krivky, dobrej konzistencie zvárania a vysokej efektivity výroby, čo môže spĺňať potreby-výroby vo veľkom meradle.
(2) Materiály na zváranie
Spájkovací drôt: zložený zo zliatiny cínu a taviva, obyčajne vrátane cínového olovnatého spájkovacieho drôtu a bezolovnatého spájkovacieho drôtu -. Cínový olovený spájkovací drôt má nízku teplotu topenia a dobrý zvárací výkon, ale olovo je toxické a neprispieva k ochrane životného prostredia; Bezolovnatý spájkovací drôt sa skladá hlavne zo zliatiny cínu a medi a iných materiálov s vysokým bodom topenia, ktorý spĺňa environmentálne požiadavky. V súčasnosti je široko používaný. Priemer spájkovacieho drôtu sa dodáva v rôznych špecifikáciách, ako je 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm atď., A vhodný priemer by sa mal zvoliť podľa veľkosti kolíkov komponentov.
Spájkovacia pasta: pasta vyrobená zmiešaním zliatinového spájkovacieho prášku, taviva a iných prísad, používaných hlavne v technológii povrchovej montáže. Spájkovacia pasta má pri izbovej teplote určitú viskozitu a možno ju použiť na pripevnenie komponentov na dosky plošných spojov. Po spájkovaní pretavením sa spájkovací prášok roztaví a vytvorí spájkované spoje. Rôzne druhy spájkovacej pasty sú vhodné pre rôzne procesy zvárania a komponenty. Napríklad nečistiaca spájkovacia pasta môže znížiť čistiace procesy a zlepšiť efektivitu výroby.
Tok: Môže odstrániť oxidy z kovového povrchu, znížiť povrchové napätie spájky, zlepšiť tekutosť a zmáčanie spájky a urobiť spájkovanie pevnejším. Spájkovacie tavidlo sa delí na kyslé, neutrálne a zásadité typy. Kyslé spájkovacie tavidlo má silnú aktivitu, ale je vysoko korozívne; Neutrálny spájkovací tok je nekorozívny a vhodný pre väčšinu scenárov spájkovania; Alkalické spájkovacie tavidlo sa používa hlavne na špecifické spájkovanie kovov. Pri elektronickom spájkovaní sa kolofónia bežne používa ako neutrálne tavidlo.
3, Spôsob zvárania
(1) Ručné zváranie
Príprava: Predhrejte spájkovačku zapnutím, vyberte vhodný hrot spájkovačky podľa spájkovacej zložky a na hrot spájkovačky naneste tenkú vrstvu spájky, aby ste zabránili oxidácii. Medzitým si pripravte spájkovací drôt a tavidlo.
Zváracia operácia: Pomocou hrotu spájkovačky zahrejte kolíky prvku a spájkovacie plôšky dosky plošných spojov tak, aby obe dosiahli teplotu zvárania súčasne; Potom spojte spájkovací drôt s oblasťou ohrevu, počkajte, kým sa spájkovací drôt primerane roztopí, a odstráňte spájkovací drôt; Nakoniec odstráňte hrot spájkovačky a nechajte spájku prirodzene vychladnúť a stuhnúť. Počas procesu zvárania by sa mala venovať pozornosť kontrole času zvárania. Vo všeobecnosti je čas zvárania pre každý bod zvárania 2-3 sekundy, aby sa predišlo poškodeniu komponentov alebo podložiek v dôsledku nadmerného času. Pre komponenty na povrchovú montáž je možné použiť techniku „pretiahnutia“, ktorá zahŕňa najskôr pocínovanie na spájkovacej podložke, potom zarovnanie kolíkov komponentu s pocínovanou spájkovacou podložkou pomocou hrotu spájkovačky, zahriatie, aby sa spájka roztavila, a ťahanie hrotu spájkovačky, aby sa spájka rovnomerne rozdelila na kolíky a spájkovacie plôšky.
(2) Zváranie teplovzdušnou pištoľou
Upevnenie súčiastok: Na upevnenie súčiastky na doske plošných spojov v správnej polohe použite pásku odolnú voči vysokej teplote alebo spájkovaciu pastu, pričom zaistite, aby kolíky súčiastok boli zarovnané so spájkovacími plôškami.
Nahrievacie zváranie: Zapnite teplovzdušnú pištoľ, nastavte vhodnú teplotu a rýchlosť vetra, zarovnajte výstup vzduchu teplovzdušnej pištole so súčiastkou, udržujte primeranú vzdialenosť a rovnomerne zohrejte súčiastku a spájkovaciu podložku. Po roztopení spájkovacej pasty teplovzdušnú pištoľ vypnite a počkajte, kým spájkovaný spoj prirodzene vychladne. Pri zváraní teplovzdušnou pištoľou je dôležité vyhnúť sa nadmernej teplote alebo predĺženému času ohrevu, aby nedošlo k poškodeniu komponentov.
(3) Spájkovanie pretavením
Nanášacia spájkovacia pasta: Sieťotlačou alebo dávkovaním rovnomerne naneste spájkovaciu pastu na spájkovacie plôšky dosky plošných spojov.
Montáž komponentov: Použite stroj na povrchovú montáž na presnú montáž elektronických komponentov na spájkovacie podložky potiahnuté spájkovacou pastou.
Spájkovanie pretavením: Dosku plošných spojov s pripojenými súčiastkami odošlite do spájkovacej pece pretavením a zohrejte ju podľa nastavenej teplotnej krivky. Teplotná krivka spájkovania pretavením je vo všeobecnosti rozdelená do štyroch stupňov: predhrievacia zóna, izolačná zóna, pretavovacia zóna a chladiaca zóna. Predhrievacia zóna sa používa na pomalé zvyšovanie teploty dosky plošných spojov, čo spôsobuje odparovanie rozpúšťadla v spájkovacej paste; Izolačná zóna zaisťuje, že doska s plošnými spojmi a komponenty dosiahnu rovnomernú teplotu, čím sa ďalej odstraňujú nečistoty zo spájkovacej pasty; Zóna pretavenia je kritickým štádiom spájkovania, kde teplota dosiahne bod topenia spájkovacej pasty, čo spôsobí roztavenie spájkovacieho prášku a zmáčanie kolíkov a podložiek komponentov; Chladiaca zóna rýchlo ochladzuje a tuhne spájkované spoje, čím vytvára pevné spojenie.