مقدمة
مقدمةيُعد اللحام عملية بالغة الأهمية في صناعة الإلكترونيات، حيث يتم ربط المكونات معًا باستخدام سبيكة معدنية تسمى اللحام. تضمن هذه العملية التوصيلات الكهربائية الموثوقة والاستقرار الميكانيكي في الأجهزة الإلكترونية. هناك طريقتان شائعتان للحام تستخدمان في الصناعة هما اللحام الموجي وإعادة اللحام بالإنحسار. يعد فهم الاختلافات بين هاتين الطريقتين أمرًا ضروريًا لاختيار العملية المناسبة
اللحام الموجي
التعريف
اللحام بالموجات هي عملية يتم فيها لحام المكونات الإلكترونية على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) عن طريق تمرير اللوحة فوق موجة من اللحام المنصهر.
العملية
التدفق: يتم تمرير ثنائي الفينيل متعدد الكلور أولاً من خلال أداة تطبيق التدفق، والتي تقوم بوضع طبقة رقيقة من التدفق على اللوح. يساعد التدفق على إزالة الأكاسيد ويعزز ترطيب اللحام بشكل أفضل.
التسخين المسبق: ثم تدخل لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى منطقة التسخين المسبق، حيث يتم تسخينها تدريجيًا إلى درجة حرارة أقل بقليل من درجة انصهار اللحام.
عملية الموجة: يتم تمرير ثنائي الفينيل متعدد الكلور المسخن مسبقًا فوق موجة من اللحام المنصهر، الذي يبلل الوسادات المعدنية المكشوفة وأسلاك المكونات عبر الثقب، مما يؤدي إلى إنشاء وصلات لحام.
التنظيف: بعد عملية اللحام الموجي، يتم تنظيف ثنائي الفينيل متعدد الكلور لإزالة أي بقايا تدفق أو لحام زائد.
المزايا
- فعالة لـ عبر الفتحة المكونات
- إنتاجية عالية
- مناسبة للإنتاج بكميات كبيرة
- راسخة ومستخدمة على نطاق واسع
العيوب
- توافق محدود مع التركيب السطحي المكونات
- إمكانية التجسير واللحام العيوب
- مخاوف بيئية بسبب استخدام اللحام المحتوي على الرصاص
إعادة تدفق اللحام
التعريف
Reflow soldering is a process in which solder paste is applied to the PCB, and surface-mount components are placed on the board. The entire assembly is then heated in a reflow oven, melting the solder paste and creating solder joints between the components and the PCB.
العملية
ترسيب معجون اللحام: يتم تطبيق معجون اللحام، وهو خليط من جزيئات اللحام والتدفق، على وسادات اللحام على ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام استنسل أو موزع حقنة.
وضع المكونات: يتم وضع المكونات المثبتة على السطح بدقة على رواسب عجينة اللحام، عادةً بواسطة ماكينة التقاط ووضع.
فرن إعادة التدفق: ثم يتم بعد ذلك تمرير مجموعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور من خلال فرن إعادة التدفق، والذي يتبع ملف تعريف درجة حرارة محدد لإذابة معجون اللحام وإنشاء وصلات لحام.
المزايا
- ممتازة للمكونات المثبتة على السطح
- ارتفاع كثافة المكونات وتصغير حجمها
- تحكم أفضل في جودة وصلة اللحام
- خيارات اللحام الخالي من الرصاص متاحة
العيوب
- توافق محدود مع المكونات عبر الفتحات
- تكاليف إعداد أولية أعلى
- احتمالية حدوث تحجر أو تحول المكونات أثناء إعادة التدفق
مقارنة بين اللحام الموجي وإعادة تدفق اللحام
الإنتاجية
يتميز اللحام بالموجات عمومًا بمعدل إنتاجية أعلى مقارنة باللحام بإعادة التدفق، مما يجعله مناسبًا للإنتاج بكميات كبيرة. ومع ذلك، يمكن أن يحقق لحام إعادة التدفق معدل إنتاجية أعلى باستخدام معدات مؤتمتة متقدمة.
توافق المكونات
اللحام بالموجات هو الأنسب للمكونات ذات الفتحات العابرة، بينما اللحام بإعادة التدفق هو الطريقة المفضلة للمكونات المثبتة على السطح، خاصةً الحزم ذات الحواف الدقيقة والكثافة العالية.
التكلفة
عادةً ما يكون للحام الموجي تكاليف إعداد أولية أقل مقارنةً باللحام بإعادة التدفق، والذي يتطلب معدات وأتمتة أكثر تخصصًا. ومع ذلك، قد تكون التكاليف الجارية للمواد والصيانة أعلى بالنسبة للحام الموجي.
الموثوقية
يوفر اللحام بإعادة التدفق بشكل عام موثوقية وجودة أفضل لمفصل اللحام بسبب تحسين التحكم في العملية والقدرة على التعامل مع المكونات الأصغر حجمًا.
الأثر البيئي
يوفر اللحام بإعادة التدفق خيار استخدام لحام خالٍ من الرصاص، مما يقلل من المخاوف البيئية. يستخدم اللحام بالموجات تقليديًا لحامًا قائمًا على الرصاص، والذي يمكن أن يكون له تأثير بيئي أكبر.
التطبيقات
تطبيقات اللحام الموجي
يُستخدم اللحام بالموجات بشكل شائع في الصناعات التي تتطلب إنتاج كميات كبيرة من المكونات من خلال الثقب، مثل الإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة وإلكترونيات السيارات.
تطبيقات اللحام بإعادة التدفق السريع
يُستخدم اللحام بإعادة التدفق على نطاق واسع في إنتاج المكونات المثبتة على السطح، مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر وغيرها من الأجهزة الإلكترونية عالية الكثافة. كما أنها منتشرة في صناعات الفضاء والطب والاتصالات السلكية واللاسلكية، حيث يكون التصغير والموثوقية أمرًا بالغ الأهمية.
خاتمة
يعد كل من اللحام الموجي وإعادة اللحام بالإنحسار عمليتين أساسيتين في صناعة الإلكترونيات، ولكل منهما نقاط قوتها وحدودها. يتفوق اللحام الموجي في الإنتاج بكميات كبيرة للمكونات ذات الفتحات العابرة، بينما يعتبر اللحام بإعادة التدفق أكثر ملاءمة للمكونات المثبتة على السطح والتطبيقات عالية الكثافة. ويعتمد الاختيار بين هاتين الطريقتين على عوامل مختلفة، بما في ذلك أنواع المكونات وأحجام الإنتاج واعتبارات التكلفة والمخاوف البيئية. يعد فهم الاختلافات بين اللحام الموجي وإعادة اللحام بالإنحسار أمرًا بالغ الأهمية لاختيار العملية المناسبة التي تلبي المتطلبات المحددة للتطبيق الخاص بك.
أسئلة وأجوبة
1. هل يمكن استخدام كل من اللحام الموجي ولحام إعادة التدفق على نفس ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟
نعم، من الممكن استخدام مزيج من اللحام الموجي وإعادة اللحام بالإنحسار على نفس ثنائي الفينيل متعدد الكلور. في هذه الحالة، عادةً ما يتم لحام المكونات ذات الفتحات العابرة، ثم يتم لحام المكونات ذات التركيب السطحي بعملية إعادة التدفق.
2. هل اللحام بإعادة التدفق أكثر ملاءمة للبيئة من اللحام الموجي؟
يوفر اللحام بإعادة التدفق خيار استخدام اللحام الخالي من الرصاص، والذي يعتبر بشكل عام أكثر ملاءمة للبيئة من اللحام التقليدي القائم على الرصاص المستخدم في اللحام الموجي. ومع ذلك، يعتمد التأثير البيئي الكلي أيضًا على عوامل مثل استهلاك الطاقة وممارسات إدارة النفايات.
3. هل يمكن استخدام اللحام الموجي للمكونات المثبتة على السطح؟
في حين أن اللحام الموجي مصمم في المقام الأول للمكونات من خلال الثقب، إلا أنه يمكن استخدامه لمكونات معينة مثبتة على السطح، مثل الرقائق أو الموصلات الأكبر حجمًا. ومع ذلك، يُفضل عمومًا استخدام اللحام بإعادة التدفق لمعظم تطبيقات التركيب السطحي، خاصةً للمكونات ذات الرقائق الدقيقة والكثافة العالية.
4. ما هي نطاقات درجات الحرارة النموذجية للحام الموجي وإعادة اللحام بالإنحسار؟
في اللحام الموجي، تتراوح درجة حرارة موجة اللحام المنصهر عادةً بين 240 درجة مئوية و260 درجة مئوية (464 درجة فهرنهايت و500 درجة فهرنهايت). في لحام إعادة التدفق، تكون درجة حرارة يتضمن ملف تعريف درجة حرارة فرن إعادة التدفق مناطق مختلفةحيث تتراوح درجة الحرارة القصوى عادةً من 215 درجة مئوية إلى 245 درجة مئوية (419 درجة فهرنهايت إلى 473 درجة فهرنهايت)، اعتمادًا على سبيكة اللحام المستخدمة.
5. كيف تقارن جودة وصلة اللحام بين اللحام الموجي وإعادة اللحام بالإنحسار؟
يوفر اللحام بإعادة التدفق بشكل عام جودة وموثوقية أفضل لمفصل اللحام بسبب التحكم في درجة الحرارة والقدرة على التعامل مع المكونات الأصغر. في اللحام الموجي، هناك خطر أكبر لحدوث عيوب في اللحام، مثل التجسير أو ضعف الترطيب، خاصةً بالنسبة للمكونات ذات الرتبة الدقيقة.
