مقدمة
بالنسبة للعديد من الشركات التي بدأت للتو في إنشاءخط إنتاج SMT، أسئلة مثل "ما هو لحام إنحسر؟"، و"كيف يجب ضبط درجة حرارة اللحام بإعادة التدفق؟"، و"لماذا تختلف نتائج اللحام عند التبديل إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور مختلف على نفس الجهاز؟" غالبًا ما تستدعي اهتمامًا أكبر من شراء المعدات نفسها.
ببساطة، اللحام بإعادة التدفق هو عملية لحام SMT تستخدم درجة حرارة يمكن التحكم فيها ووقت المكوث لإخضاع معجون اللحام الموجود على PCB للتسخين المسبق والتنشيط والذوبان والتبريد، مما يؤدي في النهاية إلى تشكيل وصلات لحام مستقرة.
إن فرن اللحام بإعادة التدفق ليس مجرد مسألة "تسخين ثنائي الفينيل متعدد الكلور حتى يذوب اللحام". إن ما يحدد جودة اللحام حقًا هو ملف تعريف درجة الحرارة الذي يخضع له ثنائي الفينيل متعدد الكلور في جميع أنحاء الفرن-والمعروف باسم ملف تعريف درجة حرارة إعادة التدفق.
ما هو فرن إنحسر؟ كيف يعمل؟
في عملية SMT، تتم طباعة معجون اللحام أولاً على منصات ثنائي الفينيل متعدد الكلور من خلال استنسل فولاذي، ثماختيار ومكانآلةتضع المكونات مثل المقاومات والمكثفات والدوائر المتكاملة وشبكات QFN وBGAs في مواقعها المقابلة. في هذه المرحلة، يتم لصق المكونات مؤقتًا فقط بمعجون اللحام ولم تشكل بعد وصلات لحام نهائية.
بمجرد دخول PCB إلىفرن إنحسر، يخضع معجون اللحام لسلسلة من التغييرات مع ارتفاع درجة الحرارة تدريجيًا. يتم إطلاق المذيبات والمواد المتطايرة، ويبدأ التدفق في التنشيط، ويصل PCB والمكونات تدريجيًا إلى درجة الحرارة المثالية للحام. ثم يذوب معجون اللحام، ويبلل اللحام المنصهر الوسادات وأسلاك المكونات، وأخيرًا، تتصلب وصلات اللحام عند التبريد.
لذلك، يمكن تلخيص عملية SMT النموذجية على النحو التالي:
طباعة معجون اللحام → وضع المكونات→ لحام إنحسر → تشكيل وصلة اللحام →تقتيش
NeoDen IN12C عبارة عن آلة لحام بإعادة التدفق الأوتوماتيكيةمصممة خصيصا لهذه العملية. ويتميز بـ 12 منطقة درجة حرارة-6 في الأعلى و6 في الأسفل-ويستخدم الحمل الحراري للهواء الساخن لتسخين لوحة PCB.
ما هو الفرق بين آلة لحام إنحسر وآلة لحام الموجة؟
كلاهمالحام إنحسرآلةولحام الموجةآلةتستخدم في لحام ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ولكنها تعمل بشكل مختلف.
يعتمد اللحام بإعادة التدفق بشكل أساسي على معجون اللحام وملف تعريف درجة الحرارة الذي يمكن التحكم فيه لمكونات تركيب سطح اللحام-، مما يجعله واحدًا من القطع الأساسية للمعدات فيخط إنتاج SMT. من ناحية أخرى، تشتمل آلة اللحام الموجي على تمرير ثنائي الفينيل متعدد الكلور من خلال موجة من اللحام المنصهر ويتم استخدامها بشكل أكثر شيوعًا من خلال -مكونات الثقب أو عمليات التجميع- المختلطة المحددة.
إذا كان الإنتاج يتضمن في المقام الأول مكونات سطحية-، فإن اللحام بإعادة التدفق يعد عادةً قطعة لا غنى عنها من المعدات في خط إنتاج SMT.
كيف يعمل لحام إنحسر؟ شرح مفصل لمراحل درجة الحرارة الأربعة
جوهر آلة اللحام بإعادة التدفق ليس درجة حرارة ثابتة واحدة، بل منحنى درجة حرارة كامل يتبعه ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع مرور الوقت. الدليل المستخدم نيودن IN12Cتقسم هذه العملية إلى عدة مراحل رئيسية: التسخين المسبق، التنشيط، إعادة التدفق، والتبريد.
المرحلة 1: منطقة التسخين
عندما يدخل ثنائي الفينيل متعدد الكلور لأول مرة إلى فرن إعادة التدفق، يجب ألا ترتفع درجة الحرارة بشكل حاد أو مفاجئ. الغرض الأساسي من مرحلة التسخين المسبق هو تسخين ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمكونات ومعجون اللحام تدريجيًا استعدادًا للحام اللاحق.
إذا ارتفعت درجة الحرارة بسرعة كبيرة جدًا، فقد تتعرض لوحة PCB والمكونات لصدمة حرارية كبيرة، وقد يؤدي التبخر السريع للمذيبات الموجودة في معجون اللحام أيضًا إلى زيادة احتمالية حدوث عيوب اللحام.
لذلك، في منطقة التسخين المسبق للحام بإعادة التدفق، يجب الانتباه ليس فقط إلى درجة الحرارة النهائية ولكن أيضًا إلى معدل ارتفاع درجة الحرارة.
المرحلة الثانية: منطقة التنشيط والاحتفاظ
عند دخول منطقة التنشيط، تستمر درجة حرارة PCB في الارتفاع أو تظل ضمن نطاق مستقر نسبيًا. إحدى الوظائف الرئيسية لهذه المرحلة هي معادلة درجة الحرارة تدريجيًا عبر مناطق مختلفة من PCB مع السماح للتدفق في معجون اللحام بأن يسري مفعوله بالكامل.
بالنسبة لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات المساحات السطحية الكبيرة، أو طبقات النحاس السميكة، أو كثافة المكونات العالية، فإن توزيع الحرارة عبر اللوحة ليس موحدًا تمامًا. إذا كانت بعض المناطق تسخن بشكل أسرع بكثير من غيرها، فقد يؤثر ذلك على نتائج اللحام اللاحقة.
النيودن IN12Cتتميز وحدة التسخين بتصميم التعويض الحراري وتدعم سرعات تدفق الهواء القابلة للتعديل في كل منطقة درجة حرارة، مما يوفر المرونة لتحسين ملفات تعريف درجة الحرارة لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المختلفة.
المرحلة 3: منطقة إنحسر
بمجرد دخول PCB إلى منطقة إعادة التدفق، تستمر درجة الحرارة في الارتفاع، ويصل اللحام الموجود في معجون اللحام إلى نقطة الانصهار. يبلل اللحام المنصهر وسادات ثنائي الفينيل متعدد الكلور وأسلاك المكونات، مما يؤدي في النهاية إلى تشكيل وصلات لحام.
من المهم أن نلاحظ أنه في لحام إعادة التدفق، فإن درجات الحرارة المرتفعة ليست بالضرورة أفضل.
إذا كانت درجة الحرارة غير كافية أو كان وقت الطور السائل قصيرًا جدًا، فقد لا يذوب معجون اللحام تمامًا، مما يؤدي إلى وصلات لحام غير مكتملة؛ إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا أو كانت المدة طويلة جدًا، فقد يزيد ذلك من خطر أكسدة ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمكونات ومعجون اللحام.
الدليل المستخدم نيودن IN12ينص على أنه يجب تحديد درجة حرارة الذروة بشكل عام بناءً على نقطة انصهار معجون اللحام ويؤكد على أن ملف درجة حرارة إعادة التدفق الفعلي يجب أن يعتمد على المعلمات المقدمة من قبل الشركة المصنعة لمعجون اللحام، بدلاً من تطبيق قيمة ثابتة.
المرحلة 4: منطقة التبريد
بعد اكتمال عملية إعادة التدفق، يبدأ اللحام السائل في التبريد وتشكيل وصلات اللحام النهائية. يعد التبريد جزءًا لا يتجزأ من عملية اللحام بإعادة التدفق؛ إنها ليست مجرد مسألة "السماح للتجميع بالتبريد بشكل طبيعي بعد اللحام".
تم تجهيز NeoDen IN12C بمنطقة تبريد تتميز بتصميم مستقل لتدوير الهواء، مما يقلل من تأثير البيئة الخارجية على غرفة درجة الحرارة الداخلية مع السماح بسرعة تدفق الهواء القابلة للتعديل في منطقة التبريد.
ما هو ملف تعريف درجة حرارة اللحام بإنحسر؟ لماذا هي أكثر أهمية من درجة حرارة الفرن؟
يميل العديد من المبتدئين إلى تفسير "درجة حرارة فرن إعادة التدفق" كرقم واحد، مثل "فقط اضبطها على 250 درجة". وفي الواقع، هذا الفهم غير دقيق.
درجة الحرارة المعروضة على فرن إعادة التدفق لا تساوي بالضرورة درجة الحرارة الفعلية على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور. الدليل المستخدم IN12C تنص على وجه التحديد على أن الشاشة الموجودة على لوحة المعدات تعرض درجة الحرارة الفعلية-لوحدة التسخين، وليس درجة الحرارة الفعلية على سطح PCB. تتأثر درجة حرارة ثنائي الفينيل متعدد الكلور الفعلية أيضًا بعوامل مثل سرعة الناقل وحجم ثنائي الفينيل متعدد الكلور والسمك والمواد وكثافة المكونات.
لذلك، ما يحتاج المهندسون حقًا إلى التركيز عليه هو ملف درجة حرارة ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
1. كيف يمكنك اختبار ملف درجة حرارة اللحام بإعادة التدفق الفعلي لثنائي الفينيل متعدد الكلور؟
عادة، يتم تركيب أجهزة استشعار درجة الحرارة المزدوجة الحرارية في مواقع تمثيلية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم بعد ذلك تمرير لوحة PCB عبر فرن إعادة التدفق عبر نظام الناقل، ويتم تسجيل درجات الحرارة في الوقت الفعلي- في مواقع مختلفة.
تم تجهيز NeoDen IN12C بنظام مراقبة درجة حرارة سطح PCB ذو 4 قنوات والذي يمكنه جمع بيانات درجة الحرارة الفعلية عبر أجهزة الاستشعار وعرض ملف تعريف درجة حرارة PCB.
بمجرد الحصول على ملف تعريف درجة الحرارة الأولي، يجب مقارنته مع ملف التعريف الموصى به المقدم من قبل الشركة المصنعة لمعجون اللحام لتحديد ما إذا كان سيتم ضبط درجات حرارة المنطقة أو سرعة الناقل.نيودنIN12Cمستخدميدويكما توصي صراحة بإجراء اختبار درجة الحرارة وتحسينها قبل الإنتاج الفعلي.
2. لماذا تؤثر سرعة ناقل الفرن على نتائج اللحام؟
تحدد سرعة الناقل مدة بقاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور في كل منطقة درجة حرارة.
تعمل السرعات البطيئة على زيادة وقت بقاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور داخل الفرن، مما يؤدي عادةً إلى زيادة امتصاص الحرارة؛ وعلى العكس من ذلك، تعمل السرعات الأعلى على تقليل وقت تسخين PCB. لذلك، حتى لو ظلت إعدادات درجة الحرارة دون تغيير، فإن تغيير سرعة الناقل وحده يمكن أن يسبب تغييرات كبيرة في ملف تعريف درجة الحرارة النهائية.
ما هي المواصفات التي يجب مراعاتها عند اختيار فرن إعادة التدفق؟
بالنسبة لشراء مصنع SMT، حدد أفرن إنحسرلا ينبغي أن يقتصر على مقارنة الأسعار وعدد مناطق درجة الحرارة. والأهم من ذلك، يجب أن تكون المعدات قادرة على تحقيق درجة الحرارة المستهدفة للوحة PCB بشكل مستمر.
أولاً، ضع في اعتبارك الحد الأقصى لأبعاد ثنائي الفينيل متعدد الكلور ونطاق ناقل المعدات. يحتوي NeoDen IN12C على أقصى عرض لثنائي الفينيل متعدد الكلور يبلغ 300 مم وتتراوح درجة الحرارة من درجة حرارة الغرفة إلى 300 درجة.
التالي هو التحكم في درجة الحرارة وقدرات اختبار المنحنى. إذا كان الجهاز قادرًا فقط على عرض درجة الحرارة المحددة داخل الفرن ولكن لا يمكنه التحقق بسهولة من درجة الحرارة الفعلية لثنائي الفينيل متعدد الكلور، فسيواجه المهندسون قيودًا عند تحسين العملية.
بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة عوامل مثل دوران الهواء الساخن، والتحكم المستقل في درجة حرارة المنطقة، ونظام التبريد، واستقرار الناقل، وإجراءات الصيانة، -وظروف إمداد الطاقة بالموقع.
ما هي مميزات ماكينة اللحام بإعادة التدفق NeoDen IN12C؟
من خلال تطبيق متطلبات العملية المذكورة أعلاه على المعدات الفعلية، يمكن تلخيص الميزات الرئيسية لـ NeoDen IN12C على النحو التالي: التحكم في درجة حرارة المناطق المتعددة-، والحمل الحراري للهواء الساخن-، ومراقبة درجة الحرارة الفعلية، وإمكانات ضبط درجة الحرارة الشاملة.
تتميز الماكينة بإجمالي 12 منطقة تسخين-6 في الأعلى و6 في الأسفل باستخدام سلك نيتشروم وعناصر تسخين من سبائك الألومنيوم. تتراوح سرعة الناقل من 50 إلى 600 مم/دقيقة، مع أقصى عرض لثنائي الفينيل متعدد الكلور يبلغ 300 مم.
يدعم نظام التحكم مراقبة درجة الحرارة على أربعة أسطح لثنائي الفينيل متعدد الكلور، ويعرض منحنيات درجة الحرارة في الوقت الفعلي، ويمكنه تخزين ما يصل إلى 40 ملف مهمة. بالنسبة لمصانع SMT التي تحتاج إلى التبديل بين منتجات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المختلفة، فهذا يعني أنه يمكن حفظ واسترجاع معلمات العملية التي تم التحقق من صحتها.
يدعم IN12C أيضًا تعديل تدفق الهواء في جميع مناطق درجات الحرارة ومنطقة التبريد، مما يسمح بتعديلات العملية بناءً على متطلبات اللحام لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المختلفة. يستخدم نظام التحكم الخاص به خوارزمية التحكم PID، مع دقة التحكم في درجة الحرارة المحددة بـ ±0.5%.
بالنسبة لمصنعي الإلكترونيات، لا تكمن أهمية هذه الميزات في وجود المزيد من المعلمات، ولكن في مساعدة المهندسين على إنشاء واختبار وتكرار عملية لحام مستقرة بإعادة التدفق بسهولة أكبر.
التعليمات
س1. ما هي الوظيفة الأساسية للحام إنحسر؟
تتمثل الوظيفة الأساسية للحام بإعادة التدفق في إذابة معجون اللحام، وتبليل الوسادات وأسلاك المكونات، وفي النهاية تشكيل وصلات لحام موثوقة من خلال التحكم في درجة الحرارة والوقت.
س2. ما هي درجة الحرارة المطلوبة عموما لإعادة التدفق لحام؟
لا توجد درجة حرارة ثابتة تنطبق على جميع المنتجات. يجب تحديد المعلمات الفعلية بناءً على ملف تعريف درجة الحرارة الذي توفره الشركة المصنعة لمعجون اللحام، وسبائك معجون اللحام، وخصائص ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ومتطلبات المكونات.
س3. هل درجة الحرارة المرتفعة دائمًا أفضل للحام بإعادة التدفق؟
لا. قد تؤدي درجة الحرارة المنخفضة جدًا إلى عدم ذوبان معجون اللحام بشكل كافٍ، بينما قد تؤدي درجة الحرارة المرتفعة جدًا أو وقت التعرض المفرط إلى مشكلات مثل أكسدة PCB والمكونات ومعجون اللحام. وفي نهاية المطاف، يجب أن يكون ملف درجة حرارة ثنائي الفينيل متعدد الكلور الفعلي بمثابة أساس للحكم.
س 4. لماذا من الضروري اختبار ملف درجة حرارة اللحام بإعادة التدفق؟
لأن درجة الحرارة المعروضة بواسطة الجهاز لا تساوي درجة حرارة السطح الفعلية لثنائي الفينيل متعدد الكلور. فقط من خلال قياس التغيرات الفعلية في درجة الحرارة لثنائي الفينيل متعدد الكلور-باستخدام طرق مثل المزدوجات الحرارية-يمكن للمرء تحديد ما إذا كانت العملية تلبي بالفعل متطلبات معجون اللحام.
س5. كم مرة يجب معايرة درجة حرارة فرن إعادة التدفق؟
تختلف متطلبات الصيانة حسب المعدات وبيئة الإنتاج. لا يحدد دليل مستخدم NeoDen IN12C دورة معايرة موحدة؛ لذلك، لا يُنصح باعتماد فاصل زمني ثابت كمعيار لجميع خطوط الإنتاج. النهج الأكثر منطقية هو إجراء عمليات التفتيش على أساس متطلبات صيانة المعدات، وتكرار الإنتاج، ونتائج اختبارات ملف درجة الحرارة الفعلية.
خاتمة
بالنسبة لمصانع SMT وشركات تصنيع الإلكترونيات، فإن الاعتبارات الرئيسية هي: ما إذا كانت المعدات يمكنها التحكم في درجة الحرارة بشكل ثابت، وما إذا كان يمكنها اختبار ملف تعريف درجة حرارة ثنائي الفينيل متعدد الكلور الفعلي، وما إذا كان يمكنها ضبط العملية لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المختلفة، وما إذا كان يمكنها إعادة إنتاج معلمات الإنتاج التي تم التحقق من صحتها مسبقًا.
يتميز NeoDen IN12C بتصميم الحمل الحراري للهواء الساخن المكون من 12-منطقة، كما أنه مجهز بمراقبة درجة حرارة سطح PCB بأربع قنوات، واختبار ملف تعريف درجة الحرارة، وتخزين ملفات المهام، وسرعة الناقل وتدفق الهواء القابلة للتعديل. إنه يوفر نطاقًا شاملاً من خيارات تعديل المعلمات لتطوير وإنتاج عملية اللحام بإعادة التدفق SMT.
إذا كنت كذلكإنشاء خط إنتاج SMTأو تتطلع إلى تحديد فرن إعادة التدفق المناسب لإنتاج PCBA الموجود لديك،نحن ندعوك لاستكشاف المواصفات الفنية التفصيلية والتكوينات لجهاز NeoDen IN12C. بالنسبة لمتطلبات محددة لثنائي الفينيل متعدد الكلور ومعجون اللحام والقدرة الإنتاجية،يمكنك أيضًا الاتصال بفريق NeoDen مباشرةً للحصول على توصيات بشأن اختيار المعدات.