فهرست مطالب
لحیم کاری موجی چیست؟ راهنمای کامل فرآیند لحیم کاری موجی برای PCBA
این مقاله در ابتدا در دسامبر ۲۰۲۲ منتشر شد و آخرین بار در ۱۲ ژوئن ۲۰۲۶ بهروزرسانی شد.
لحیم کاری موجی چیست؟
اصول کار سیستمهای لحیمکاری موجی
- موج آشفته – کاملاً نازک اما بسیار سریع است. جریان رو به بالا و همچنین جانبی بسیار قوی دارد. قادر است لحیم را در سوراخهای بسیار کوچک و اطراف پایههای قطعات فشار دهد. به همین دلیل، بعید است که هیچ ناحیه اتصالی خالی بماند، حتی اگر دسترسی به آن بسیار دشوار باشد.
- موج آرام – موج صاف و پهنی که پس از موج آشفته میآید. این موج، لحیم اضافی را از بین میبرد، احتمال پل زدن را کاهش میدهد و منجر به یک فیلت مرتب و روشن میشود.
مراحل فرآیند لحیم کاری موجی
مرحله 1: اعمال شار
مرحله 2: پیش گرم کردن
مرحله 3: لحیم کاری کنتاکت موجی
مرحله ۴: خنکسازی
مرحله اختیاری: تمیز کردن
دستگاه لحیم کاری موجی و پودر لحیم کاری موجی
- اعمال کننده شار – روشهای مختلفی مانند فوم، اسپری یا موج برای اعمال شار لحیمکاری موجی استفاده میشود.
- منطقه پیش گرم – دمای برد به تدریج با استفاده از بخاریهای مادون قرمز یا همرفتی افزایش مییابد.
- دیگ لحیم کاری با نازل موجی – دیگ لحیم حاوی لحیم مذاب است و از یک پمپ برای ایجاد موج لحیم استفاده میشود.
- منطقه خنک کننده – اتصالات با استفاده از هوای فشرده یا گاز بیاثر محکم میشوند.
- سیستم نوار نقاله – برد مدار چاپی (PCB) توسط نوار نقاله با زاویه و سرعت کنترل شده از میان تمام مناطق عبور داده میشود.
| نوع شار | ویژگیها | تمیز کردن مورد نیاز است |
| مبتنی بر رزین | فعالیت خوب، بقایایی از خود به جا میگذارد | بله (حلال) |
| محلول در آب | فعالیت بالا، باقیماندههای خورنده | بله (آب دیونیزه) |
| تمیز نشده | باقیمانده کم، فعالیت حداقلی | خیر |
لحیمکاری موج انتخابی برای بردهای با فناوری ترکیبی
- محافظت از SMD ها در برابر شوک حرارتی و آسیب مکانیکی
- مقدار لحیم و شار مورد استفاده را کاهش دهید
- نیاز به پالتهای حامل گرانقیمت مورد استفاده برای پوشش مناطق خاص را از بین ببرید
- مناسب برای تولید و نمونهسازی با حجم کم تا متوسط
لحیم کاری موجی برای قطعات SMD
- انتخاب چسب – اگر به درستی انجام شود، چسب اپوکسی یا اکریلیک با دوز صحیح چیزی است که SMD را در طول موج بدون هیچ حرکتی در جای خود نگه میدارد.
- ترازبندی اجزا – جهت انتقال توسط محور بلندتر SMD تنظیم میشود. این جهتگیری است که منجر به حداقل یا عدم سایه میشود و لحیم به راحتی به سرپیچها میرسد.
- طرح پد – جفتهای پد لحیم باید طوری از هم فاصله داشته باشند که روی هم قرار نگیرند. علاوه بر فاصله بین پدها، کوتاه شدن طول پدها نیز باید در نظر گرفته شود.
- انواع اجزا – قطعات پسیو پایه مانند مقاومتها و خازنهای تراشهای (0402، 0603، 0805، 1206) مناسب هستند. آیسیهای گام دقیق، کانکتورها و بستههای BGA با این قطعات سازگار نیستند.
- این فقط به اجزایی محدود میشود که انتهای آنها در قسمت زیرین برد نمایان است.
- معرفی مواد چسبنده به معنای هزینه مواد و فرآیند است.
- با افزایش تراکم قطعات، احتمال ایجاد پل لحیمکاری افزایش مییابد.
- همه SMD ها قادر به تحمل شوک حرارتی موج لحیم نیستند.
لحیم کاری موجی در مقابل لحیم کاری جریانی
| ویژگی | لحیم کاری موجی | لحیم کاری مجدد |
| کاربرد اولیه | لحیم کاری قطعات THT (DIP). | لحیم کاری قطعات نصب سطحی (SMD). |
| کاربرد لحیم کاری | لحیم در طول فرآیند از طریق یک موج پویا اعمال میشود. | لحیم قبل از قرار دادن قطعات، به صورت خمیر (مخلوطی از پودر و شار) اعمال میشود. |
| اصل فرآیند | قسمت زیرین برد در معرض موجی از لحیم مذاب قرار دارد. | کل برد از یک کوره چند ناحیهای کنترلشده عبور میکند که در آن خمیر لحیم از پیش اعمالشده ذوب میشود (دوباره جریان مییابد). |
| مشخصات حرارتی | فرآیند جرم حرارتی بالا؛ برد از زیر توسط خود لحیم گرم میشود. | یک پروفایل دمایی با دقت مدیریتشده (پیشگرم کردن، خیساندن، جریان مجدد، خنک کردن) کل مجموعه را گرم میکند. |
| کاربرد معمول | بردهایی با اجزای عمدتاً THT یا فناوری ترکیبی با SMDها فقط در قسمت بالا. | بردهایی با اجزای عمدتاً یا منحصراً SMD. |
| هزینه | برای THT جرمی کمتر است | به دلیل چاپ خمیری و کورهها، بالاتر است |
| مشکلات رایج | پل زدن، توپهای لحیم | سنگ قبر، فضاهای خالی |
- لحیم کاری موجی برای قطعات سوراخ دار مناسب است در حالی که لحیم کاری جریانی برای قطعات نصب شده روی سطح مناسب است.
- برای بردهای با فناوری ترکیبی، تولیدکنندگان معمولاً ابتدا یک مرحلهی جریاندهی مجدد انجام میدهند و پس از آن، لحیمکاری موجی (یا موج انتخابی) را برای قطعات درون سوراخی انجام میدهند.
- از آنجایی که در لحیمکاری موجی فقط قسمت پایین برد در معرض گرما قرار میگیرد، اجزای بالایی/جانبی که به گرما حساس هستند، محافظت میشوند.
- لحیمکاری جریانی به مشخصات دمایی دقیقی نیاز دارد؛ در لحیمکاری موجی پارامترهای اصلی عبارتند از ارتفاع موج، سرعت نوار نقاله و پیشگرمایش.
لحیم کاری موجی در مقابل لحیم کاری دستی
| جنبه | لحیم کاری موجی | لحیم کاری دستی |
| سرعت | صدها اتصال در ثانیه | یک مفصل در یک زمان |
| ثبات | بالا - کنترل شده توسط ماشین | وابسته به اپراتور |
| مهارت اپراتور | حداقل (فقط تنظیمات) | بحرانی برای کیفیت |
| هزینه به ازای هر مفصل | خیلی کم (با صدای بلند) | زیاد (نیازمند نیروی کار زیاد) |
| انعطافپذیری | فرآیند ثابت | قابل تنظیم برای دوباره کاری، نمونه های اولیه |
- سرعت – کل یک برد مدار چاپی را میتوان در عرض چند ثانیه با دستگاه لحیمکاری موجی لحیم کرد. اگر لحیمکاری دستی روی همان برد انجام شود، بسته به تعداد اتصالات، ممکن است چند دقیقه یا حتی چند ساعت طول بکشد.
- ثبات – فرآیند لحیمکاری موجی نتایج یکسانی را در هزاران برد ارائه میدهد. کیفیت لحیمکاری دستی با توجه به خستگی اپراتور، تکنیک و وضعیت نوک هویه متفاوت است.
- بهترین موارد استفاده لحیم کاری موجی برای برد سوراخ دار طراحی شده است تولید انبوه. لحیم کاری دستی هنوز هم ضروری است نمونهسازی اولیه, ، دستههای کوچک، دوبارهکاریها، و اجزایی که لحیمکاری موجی را تحمل نمیکنند (مثلاً قطعات حساس به حرارت، اجزای با شکل عجیب و غریب).
- هزینه – برای حجمهای بیش از چند صد برد، لحیمکاری موجی تاکنون مقرونبهصرفهترین روش بوده است. لحیمکاری دستی فقط برای موارد زیر از نظر اقتصادی امکانپذیر است. کم حجم یا کار تخصصی.
مزایا و معایب لحیم کاری موجی
- توان عملیاتی بالا - صدها یا هزاران اتصال در هر برد را در عرض چند ثانیه لحیم میکند.
- هزینه کم به ازای هر اتصال برای تولید انبوه.
- کیفیت اتصال لحیم همیشه یکسان باقی میماند.
- کاملاً خودکار، کاهش وابستگی به نیروی کار.
- مناسب برای طیف وسیعی از اندازههای قطعات سوراخدار.
- همچنین میتوان قطعات SMD خاصی را (با چسب) لحیم کرد.
- احتمال شوک حرارتی برای اجزای ظریف یا بردهای بسیار نازک
- برای SMD های گام ریز یا بردهای SMT دو طرفه مناسب نیست.
- هزینه بالای تجهیزات اولیه و نیاز به فضای زیاد در کف.
- اشکال نامنظم برد به پالت یا وسایل لحیم کاری نیاز دارند.
- لحیم کاری بدون سرب شامل دمای بالاتر و نگهداری بیشتر است.
- بسته به نوع شار، ممکن است بقایای شار نیاز به تمیز کردن داشته باشند.
- مشکلاتی مانند پل زدن، پر شدن ناکافی یا حفرهها نیاز به تنظیم دقیق فرآیند دارند.
نقصهای رایج و نکات عیبیابی
| نقص | توضیحات | علل احتمالی | نکات عیبیابی |
| پل زدن | لحیم دو پین مجاور را به هم متصل میکند | - ارتفاع موج بیش از حد مجاز - سرعت نوار نقاله خیلی کم است - طراحی ضعیف پد - شار ناکافی | کاهش ارتفاع موج، افزایش سرعت، بررسی پوشش شار، تنظیم زاویه نوار نقاله |
| پر کردن ناکافی | لحیم به طور کامل سوراخ آبکاری شده را پر نمیکند | - دمای پیش گرمایش پایین - خیس شدن ضعیف سوراخ - سرعت نوار نقاله خیلی بالاست | پیش گرمایش را افزایش دهید، نوار نقاله را کند کنید، فعالیت روانکار را بررسی کنید، کیفیت سوراخ را تأیید کنید |
| سوراخهای ریز / سوراخهای دمشی | حفرهها یا سوراخهای کوچک در محل اتصال لحیم | - رطوبت محبوس شده یا خروج گاز - برد یا کابلهای آلوده - شار بیش از حد | قبل از لحیم کاری، تخته ها را بپزید، تخته ها را تمیز کنید، مقدار شار را تنظیم کنید |
| توپهای لحیم | کرههای لحیم کوچک روی سطح برد | – پاشش لحیم از موج - شار اضافی - سرعت بالای نوار نقاله | ارتفاع موج را کاهش دهید، شار را کاهش دهید، سرعت را تنظیم کنید، پیش گرمایش شار را بررسی کنید |
| قندیلها | برآمدگیهای تیز و مخروطی شکل لحیم | - پیش گرمایش ناکافی - سرعت نوار نقاله خیلی بالاست - جداسازی ضعیف امواج | افزایش پیشگرمایش، کاهش سرعت، اطمینان از جداسازی مناسب موج لایهای |
| بدون لحیم کاری (رد کردن) | لحیم کاری روی بعضی از پین ها وجود ندارد | – تخته تاب برداشته - شار ناکافی - ارتفاع موج کم | از ابزار پشتیبانی تخته استفاده کنید، پوشش فلاکس را بررسی کنید، ارتفاع موج را افزایش دهید |
نتیجهگیری
سوالات متداول در مورد لحیم کاری موجی
با FS Technology همکاری کنید، از خدمات حرفهای PCBA بهرهمند شوید
وبلاگهای مرتبط
Table of Contents What is an Integrated Circuit (IC): Types, Working Principle & Manufacturing Process This article was originally published in Aug 2023 and last
فهرست مطالب قطعات SMD: راهنمای مبتدی برای دستگاههای نصب سطحی این مقاله در ابتدا در نوامبر 2022 منتشر شد و آخرین بار در 1 ژوئن بهروزرسانی شد.,
فهرست مطالب SMT در مقابل SMD: تفاوت بین SMD و SMT چیست؟ راهنمای کاملی برای فناوری نصب سطحی و دستگاه نصب سطحی
Table of Contents Wire Soldering 101: How to Solder Wires to a Circuit Board Soldering wire is the fundamental skill in electronics where wire to
فهرست مطالب چگونه دوام و طول عمر PCBA را افزایش دهیم PCB و PCBA ها به طور گسترده در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند و برای الکترونیک ضروری هستند
فهرست مطالب بررسی قوانین طراحی در گردش کار طراحی PCB: راهنمای گام به گام بررسی قوانین طراحی (DRC) چیست؟ بررسی قوانین طراحی (DRC) یک ...