كيفية ضبط درجة حرارة لحام إنحسر خالية من الرصاص

نموذجي Sn96.5Ag3.0Cu0.5 منحنى درجة حرارة اللحام التقليدي الخالي من الرصاص.A هي منطقة التسخين، B هي منطقة درجة الحرارة الثابتة (منطقة الترطيب)، و C هي منطقة ذوبان القصدير.بعد 260S هي منطقة التبريد.

Sn96.5Ag3.0Cu0.5 منحنى درجة حرارة اللحام التقليدي الخالي من الرصاص

الغرض من منطقة التسخين A هو تسخين لوحة PCB بسرعة إلى درجة حرارة تنشيط التدفق.ترتفع درجة الحرارة من درجة حرارة الغرفة إلى حوالي 150 درجة مئوية في حوالي 45-60 ثانية، ويجب أن يكون المنحدر بين 1 و3. إذا ارتفعت درجة الحرارة بسرعة كبيرة، فقد تنهار وتؤدي إلى عيوب مثل خرزات اللحام والجسور.

منطقة درجة الحرارة الثابتة B، ترتفع درجة الحرارة بلطف من 150 درجة مئوية إلى 190 درجة مئوية.يعتمد الوقت على متطلبات المنتج المحددة ويتم التحكم فيه بحوالي 60 إلى 120 ثانية لإفساح المجال كاملاً لنشاط مذيب التدفق وإزالة الأكاسيد من سطح اللحام.إذا كان الوقت طويلاً جدًا، فقد يحدث تنشيط مفرط، مما يؤثر على جودة اللحام.في هذه المرحلة، يبدأ العامل النشط في مذيب التدفق في العمل، ويبدأ راتينج الصنوبري في التليين والتدفق.ينتشر العامل النشط ويتسلل مع راتنج الصنوبري الموجود على لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور والسطح الطرفي للحام للجزء، ويتفاعل مع الأكسيد السطحي لللوحة وسطح اللحام الجزئي.التفاعل، تنظيف السطح المراد لحامه وإزالة الشوائب.وفي الوقت نفسه، يتوسع راتنج الصنوبري بسرعة ليشكل طبقة واقية على الطبقة الخارجية لسطح اللحام ويعزلها عن ملامسة الغاز الخارجي، مما يحمي سطح اللحام من الأكسدة.الغرض من ضبط وقت درجة حرارة ثابتة كافٍ هو السماح للوحة PCB والأجزاء بالوصول إلى نفس درجة الحرارة قبل إعادة التدفق وتقليل فرق درجة الحرارة، لأن قدرات امتصاص الحرارة للأجزاء المختلفة المثبتة على PCB مختلفة جدًا.منع مشاكل الجودة الناجمة عن عدم توازن درجة الحرارة أثناء إعادة التدفق، مثل شواهد القبور واللحام الزائف وما إلى ذلك. إذا ارتفعت درجة حرارة منطقة درجة الحرارة الثابتة بسرعة كبيرة، فإن التدفق في معجون اللحام سوف يتوسع ويتطاير بسرعة، مما يسبب مشاكل جودة مختلفة مثل المسام، والنفخ القصدير، وخرز القصدير.إذا كان وقت درجة الحرارة الثابتة طويلًا جدًا، فسوف يتبخر مذيب التدفق بشكل مفرط ويفقد نشاطه ووظيفته الوقائية أثناء اللحام بإعادة التدفق، مما يؤدي إلى سلسلة من العواقب الضارة مثل اللحام الافتراضي، وبقايا وصلات اللحام السوداء، ومفاصل اللحام الباهتة.في الإنتاج الفعلي، يجب ضبط وقت درجة الحرارة الثابتة وفقًا لخصائص المنتج الفعلي ومعجون اللحام الخالي من الرصاص.

الوقت المناسب لمنطقة اللحام C هو 30 إلى 60 ثانية.قد يؤدي قصر وقت ذوبان القصدير إلى حدوث عيوب مثل اللحام الضعيف، في حين أن الوقت الطويل جدًا قد يتسبب في زيادة المعدن العازل أو تغميق وصلات اللحام.في هذه المرحلة، يذوب مسحوق السبيكة الموجود في عجينة اللحام ويتفاعل مع المعدن الموجود على السطح الملحوم.يغلي مذيب التدفق في هذا الوقت ويسرع التطاير والتسلل، ويتغلب على التوتر السطحي عند درجات حرارة عالية، مما يسمح لحام السبائك السائلة بالتدفق مع التدفق، وينتشر على سطح الوسادة ويغلف سطح طرف اللحام للجزء ليتشكل. تأثير ترطيب.من الناحية النظرية، كلما ارتفعت درجة الحرارة، كان تأثير الترطيب أفضل.ومع ذلك، في التطبيقات العملية، يجب مراعاة الحد الأقصى لتحمل درجة الحرارة للوحة PCB وأجزائها.إن ضبط درجة الحرارة ووقت منطقة اللحام بإعادة التدفق هو البحث عن توازن بين درجة حرارة الذروة وتأثير اللحام، أي تحقيق جودة اللحام المثالية ضمن درجة حرارة ووقت ذروة مقبولين.

بعد منطقة اللحام تأتي منطقة التبريد.في هذه المرحلة يبرد اللحام من السائل إلى الصلب لتكوين وصلات لحام، وتتكون حبيبات بلورية داخل وصلات اللحام.يمكن للتبريد السريع أن ينتج وصلات لحام موثوقة ذات لمعان لامع.وذلك لأن التبريد السريع يمكن أن يجعل وصلة اللحام تشكل سبيكة ذات هيكل محكم، في حين أن معدل التبريد الأبطأ سوف ينتج كمية كبيرة من المعادن البينية ويشكل حبيبات أكبر على سطح المفصل.موثوقية القوة الميكانيكية لمفصل اللحام هذا منخفضة، وسيكون سطح مفصل اللحام داكنًا ومنخفض اللمعان.

ضبط درجة حرارة لحام إنحسر خالية من الرصاص

في عملية اللحام بإعادة التدفق الخالية من الرصاص، يجب معالجة تجويف الفرن من قطعة كاملة من الصفائح المعدنية.إذا كان تجويف الفرن مصنوعًا من قطع صغيرة من الصفائح المعدنية، فإن تشويه تجويف الفرن سيحدث بسهولة تحت درجات الحرارة العالية الخالية من الرصاص.من الضروري جدًا اختبار توازي المسار عند درجات حرارة منخفضة.إذا تعرض المسار للتشوه عند درجات الحرارة العالية بسبب المواد والتصميم، فلن يكون من الممكن تجنب تشويش وسقوط اللوحة.في الماضي، كان اللحام المحتوي على الرصاص Sn63Pb37 بمثابة لحام شائع.تتمتع السبائك البلورية بنفس نقطة الانصهار ودرجة حرارة نقطة التجمد، وكلاهما 183 درجة مئوية.وصلة اللحام الخالية من الرصاص في SnAgCu ليست سبيكة سهلة الانصهار.نطاق نقطة الانصهار هو 217 درجة مئوية -221 درجة مئوية.تكون درجة الحرارة صلبة عندما تكون درجة الحرارة أقل من 217 درجة مئوية، وتكون درجة الحرارة سائلة عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 221 درجة مئوية.عندما تكون درجة الحرارة بين 217 درجة مئوية و221 درجة مئوية تظهر السبيكة حالة غير مستقرة.