คู่มือการบัดกรีเบื้องต้น - วิธีการประสานชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

เทคนิคการบัดกรีที่เหมาะสมและคุณภาพของการบัดกรีเป็นเส้นชีวิตของการ ผลิตและประกอบ PCB ใด ๆ หากคุณเข้าสู่ อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คุณจะต้องรู้ว่าการบัดกรีนั้นเป็นเทคนิคในการเชื่อมโลหะสองชนิดโดยใช้โลหะหรือโลหะผสมที่สาม ใน การผลิต PCB อิเล็กทรอนิกส์ การประกอบและการทำใหม่ โลหะที่จะเข้าร่วมเป็นผู้นำของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ (ผ่านรูหรือ SMD) ด้วยแทร็กทองแดงบน PCB โลหะผสมที่ใช้ในการเชื่อมโลหะสองชนิดนี้คือบัดกรีซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นตะกั่วดีบุก (Sn-Pb) หรือดีบุกทองแดงเงิน (Sn-Ag-Cu) บัดกรีตะกั่วดีบุกเรียกว่าตะกั่วบัดกรีเพราะตะกั่วอยู่ในนั้นในขณะที่บัดกรีดีบุกทองแดงเงินเรียกว่าตะกั่วบัดกรีเพราะไม่มีตะกั่วอยู่ในนั้น ประสานจะละลายโดยใช้ เครื่องบัดกรีคลื่น หรือ เตาอบ reflow หรือหัวแร้งปกติและประสานละลายนี้จะใช้ในการประสานชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บน PCB PCB หรือ Printed Circuit Board หลังจากประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เรียกว่า PCA หรือ Printed Circuit Assembly

คำอื่น ๆ น้อย ๆ เช่นการประสานและการเชื่อมมักจะเชื่อมโยงกับการบัดกรี แต่

การประสาน

เราควรจำไว้ว่าการบัดกรีการประสานและการเชื่อมนั้นแตกต่างกัน การบัดกรีทำได้โดยการบัดกรีในขณะที่การประสานนั้นใช้โลหะฟิลเลอร์ที่อุณหภูมิหลอมเหลวต่ำกว่า ในการเชื่อมโลหะฐานก็จะหลอมละลายขณะที่เชื่อมโลหะสองชนิดเข้าด้วยกันในขณะที่การบัดกรีและการประสานนั้นไม่ใช่กรณีนี้

คุณภาพของการบัดกรีและเทคนิคการบัดกรีจะตัดสินชีวิตและประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์หรืออุปกรณ์ใด ๆ

ฟลักซ์ - ประเภทและบทบาทของฟลักซ์ในการบัดกรี

ฟลักซ์

ฟลักซ์มีบทบาทสำคัญในกระบวนการบัดกรีและการผลิตและประกอบแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ฟลักซ์จะกำจัดออกไซด์ใด ๆ และป้องกันการเกิดออกซิเดชันของโลหะจึงช่วยให้คุณภาพการบัดกรีดีขึ้น ในกระบวนการประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ฟลักซ์จะกำจัดออกไซด์ใด ๆ ออกจากรางทองแดงบน PCB และออกไซด์จากตัวนำของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ออกไซด์เหล่านี้มีความต้านทานที่ดีที่สุดในการบัดกรีที่ดีและโดยการกำจัดออกไซด์เหล่านี้ฟลักซ์มีบทบาทสำคัญมากที่นี่

ฟลักซ์มีสามประเภทที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์:

1. R Type flux - ฟลักซ์เหล่านี้เป็นแบบไม่ทำงานและถูกใช้เมื่อมีการเกิดออกซิเดชั่นน้อยที่สุด

2. RMA Type Flux - ฟลักซ์เหล่านี้เป็น Rosin เปิดใช้งานอย่างอ่อนโยน ฟลักซ์เหล่านี้จะทำงานได้ดีกว่าฟลักซ์ R-Type และใช้ในสถานที่ที่มีการเกิดออกซิเดชันมากขึ้น

3. RA Type Flux - ฟลักซ์เหล่านี้คือ Rosin Activated Flux เหล่านี้เป็นฟลักซ์ที่ใช้งานมากและใช้ในสถานที่ที่มีการเกิดออกซิเดชันมากเกินไป

ฟลักซ์ที่มีอยู่บางตัวสามารถละลายในน้ำได้ พวกเขาละลายในน้ำโดยไม่มีมลพิษ นอกจากนี้ยังมีฟลักซ์ No-Clean ที่ไม่ต้องทำความสะอาดหลังจากกระบวนการบัดกรี

ประเภทของฟลักซ์ที่ใช้ในการบัดกรีขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นประเภทของ PCB ที่จะประกอบประเภทของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ประเภทของเครื่องบัดกรีและอุปกรณ์ที่ใช้และสภาพแวดล้อมในการทำงาน

ประสาน - ประเภทและบทบาทของบัดกรีในการบัดกรี

ประสานคือชีวิตและเลือดของ PCB ใด ๆ คุณภาพของบัดกรีที่ใช้ในระหว่างการบัดกรีและการประกอบ PCB จะเป็นตัวตัดสินอายุและประสิทธิภาพของเครื่องอิเล็คทรอนิคส์อุปกรณ์เครื่องใช้หรือแกดเจ็ตใด ๆ

ประสาน

มีตัวประสานต่าง ๆ ให้เลือกใช้ แต่ตัวจริงคือตัวยูเทคติก ประสานยูเทคทิคเป็นหนึ่งที่ละลายที่อุณหภูมิ 183 องศาเซลเซียส โลหะผสมของดีบุกและตะกั่วในการปันส่วน 63/37 เป็นยูเทคติกและด้วยเหตุนี้การบัดกรีดีบุกตะกั่ว 63/37 เรียกว่ายูเทคติกบัดกรี ทหารที่ไม่ใช่ยูเทคทิคจะไม่เปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลวที่ 183 องศาเซลเซียส พวกมันอาจอยู่กึ่งแข็งที่อุณหภูมินี้ โลหะผสมที่ใกล้ที่สุดเพื่อประสานยูเทคติกคือตะกั่วดีบุกในอัตราส่วน 60/40 ประสานที่ชื่นชอบสำหรับผู้ผลิตอิเล็กทรอนิกส์ได้รับ 63/37 เป็นเวลาหลายปี มันยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก

เนื่องจากสารตะกั่วเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์สหภาพยุโรปจึงริเริ่มที่จะห้ามสารตะกั่วจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ มันได้รับการตัดสินใจที่จะกำจัดสารตะกั่วจากบัดกรีและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ สิ่งนี้ทำให้เกิดรูปแบบของการบัดกรีที่เรียกว่าการบัดกรีแบบไร้สารตะกั่ว ประสานนี้เรียกว่าฟรีเพราะไม่มีสารตะกั่ว โลหะบัดกรีที่ปราศจากสารตะกั่วหลอมละลายประมาณ 250 ° C (482 ° F) ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ โลหะผสมไร้สารตะกั่วที่พบมากที่สุดคือดีบุก / เงิน / ทองแดงในอัตราส่วน Sn96.5 / Ag3.0 / Cu0.5 (SAC) บัดกรีไร้สารตะกั่วยังเรียกว่า "บัดกรีไร้สารตะกั่ว"

รูปแบบของการประสาน:

ประสานมีหลายรูปแบบ:

• ลวด

• บาร์ประสาน

• ประสาน Preforms

• วางประสาน

• ลูกบอลบัดกรีสำหรับ BGA

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ มีสองประเภท - ใช้งานและแฝง

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

ส่วนประกอบที่ใช้งานคือสิ่งที่ได้รับหรือทิศทาง เช่นทรานซิสเตอร์วงจรรวมหรือไอซีลอจิกเกต

ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบพาสซีฟคือชิ้นส่วนที่ไม่ได้รับหรือทิศทาง พวกเขาจะเรียกว่าองค์ประกอบไฟฟ้าหรือส่วนประกอบไฟฟ้า เช่นตัวต้านทานตัวเก็บประจุไดโอดตัวเหนี่ยวนำ

ส่วนประกอบทางอิเล็กทรอนิกส์อาจอยู่ในรูร้อยของ SMD (Surface Mount Devices หรือ Chips)

บริษัท อิเล็กทรอนิกส์

เนื่องจาก บริษัท อิเล็กทรอนิกส์เป็น บริษัท ที่ทำการผลิตการบัดกรีและ PCB ทั้งหมดจึงไม่สามารถเพิกเฉยได้ที่นี่ บริษัท อิเล็กทรอนิกส์ชั้นนำบางแห่ง ได้แก่ : Apple , Cisco , Texas Instruments , Fujitsu , Mitsubishi Electric, TCL , Bharat Electronics Limited , siemens , Philips

เครื่องมือและอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการบัดกรี

ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นการบัดกรีสามารถทำได้ 3 วิธี:

1. Wave Soldering : ทำการบัดกรีด้วยคลื่นเพื่อการผลิตจำนวนมาก อุปกรณ์และวัตถุดิบที่จำเป็นสำหรับการบัดกรีด้วยคลื่น ได้แก่ - เครื่องบัดกรีแบบคลื่น, แท่งประสาน, ฟลักซ์, เครื่องตรวจสอบการไหล, เครื่องทดสอบการจุ่ม, ฟลักซ์สเปรย์, คอนโทรลเลอร์ฟลักซ์

2. Reflow Soldering: Reflow Soldering นั้นใช้สำหรับการผลิตจำนวนมากและใช้สำหรับการบัดกรีส่วนประกอบ SMD บน PCB อุปกรณ์และวัตถุดิบที่จำเป็นสำหรับการบัดกรีแบบ reflow ได้แก่ - เตาอบ Reflow, เครื่อง ตรวจสอบ Reflow, เครื่องพิมพ์ลายฉลุ , เครื่อง บัดกรี, ฟลักซ์

3. Hand Soldering : การบัดกรีด้วยมือนั้นทำในการผลิตขนาดเล็กและการซ่อมแซมและการทำงานซ้ำของ PCB อุปกรณ์และวัตถุดิบที่จำเป็นในการบัดกรีด้วยมือคือ - หัวแร้ง, หัวแร้ง, ลวดบัดกรี, เครื่องบัดกรี, ฟลักซ์, เหล็ก desoldering หรือสถานี desoldering, แหนบ, หม้อบัดกรี, ระบบอากาศร้อน, สายรัดข้อมือ, เครื่องดูดควัน, เครื่องกำจัดไฟฟ้าสถิต, ปืนความร้อน , เครื่องมือเก็บ, ตะกั่ว formers, เครื่องมือตัด, กล้องจุลทรรศน์และโคมไฟขยาย, ลูกประสาน, ปากกาฟลักซ์, ถักเกลียวหรือไส้ตะเกียง, ปั๊ม desoldering หรือ sppon, ปากกาเสื้อคลุม, วัสดุ esd ของ

4. BGA Soldering : อีกรูปแบบหนึ่งของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์คือ BGA หรือ Ball Grid Array พวกเขาเป็นส่วนประกอบพิเศษและจำเป็นต้องมีการบัดกรีพิเศษ พวกเขาไม่มีผู้นำใด ๆ แต่พวกเขาใช้ลูกประสานที่ใช้ภายใต้ส่วนประกอบ เนื่องจากต้องวางลูกประสานไว้ใต้ส่วนประกอบและทำการบัดกรีการบัดกรีของ BGA จึงเป็นงานที่ยากมาก จำเป็นต้องมีการบัดกรี BGA ระบบการบัดกรีและทำซ้ำ BGA และลูกประสาน

Wave Soldering

เครื่องบัดกรีเวฟ

เครื่องบัดกรีแบบคลื่นสามารถมีได้หลายแบบเหมาะสำหรับการบัดกรีแบบคลื่นตะกั่วและการบัดกรีแบบไร้คลื่น แต่ทั้งหมดนั้นมีกลไกเดียวกัน มีสามโซนในเครื่องบัดกรีคลื่นใด ๆ -

• โซนอุ่น - โซนนี้อุ่น PCB ก่อนบัดกรี

• Fluxing zone - โซนนี้จะไหลไปยัง PCB

• บัดกรีโซน - โซนที่สำคัญที่สุดที่มีการประสานหลอมเหลว

อาจมีโซนโซนที่สี่ที่เรียกว่าการทำความสะอาดฟลักซ์หลังจากการบัดกรีเสร็จสิ้น

กระบวนการของการบัดกรีด้วยคลื่น:

สายพานลำเลียงเคลื่อนที่ข้ามโรงงาน พนักงานใส่ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ลงบน PCB ที่เดินหน้าต่อไปบนสายพาน เมื่อส่วนประกอบทั้งหมดอยู่ในตำแหน่ง PCB จะเคลื่อนที่ไปที่เครื่องบัดกรีคลื่นที่ผ่านโซนต่าง ๆ คลื่นประสานในอ่างบัดกรีประสานส่วนประกอบและ PCB เคลื่อนออกจากเครื่องที่มีการทดสอบเพื่อหาข้อบกพร่องที่เป็นไปได้ หากมีข้อบกพร่องใด ๆ จะมีการทำงานซ้ำ / ซ่อมโดยใช้การบัดกรีด้วยมือ

Reflow บัดกรี

เตาอบ Reflow

Reflow Soldering ใช้ SMT (Surface Mount Technology) เพื่อบัดกรี SMD (Surface Mount Devices) ไปยัง PCB ใน Reflow บัดกรีมีสี่ขั้นตอน - อุ่นอุ่นความร้อน reflow และระบายความร้อน

ในขั้นตอนนี้การวางประสานจะถูกพิมพ์บนแทร็กของแผงวงจรที่จะต้องบัดกรีส่วนประกอบ การพิมพ์ของวางประสานสามารถทำได้โดยใช้เครื่องวางประสานหรือผ่านเครื่องพิมพ์ลายฉลุ บอร์ดที่มีการวางประสานและส่วนประกอบของการวางนั้นจะถูกส่งผ่านไปยังเตาอบ reflow ซึ่งส่วนประกอบจะถูกบัดกรีให้กว้าง บอร์ดจะถูกทดสอบเพื่อหาข้อบกพร่องใด ๆ และหากมีข้อบกพร่องการทำงานซ้ำและการซ่อมแซมจะทำโดยใช้ระบบลมร้อน

การบัดกรีด้วยมือ

การบัดกรีด้วยมือนั้นใช้สำหรับการผลิตหรือซ่อมแซมขนาดเล็กและการทำงานซ้ำ

การบัดกรีด้วยมือ

การบัดกรีด้วยมือสำหรับส่วนประกอบที่ผ่านรูทำโดยใช้หัวแร้งหรือสถานีบัดกรี

การบัดกรีส่วนประกอบ SMD ด้วยมือนั้นใช้ดินสอลมร้อนหรือระบบการทำลมร้อน การบัดกรีด้วยมือของส่วนประกอบรูทะลุนั้นง่ายกว่าการบัดกรีด้วยมือของ SMD

ประเด็นสำคัญที่ต้องจำในขณะบัดกรี:

การบัดกรีทำได้โดยการให้ความร้อนกับชิ้นส่วนโลหะอย่างรวดเร็วจากนั้นจึงใช้ฟลักซ์และประสานกับพื้นผิวการผสมพันธุ์ ข้อต่อที่ทำจากโลหะประสานจะเชื่อมติดกับชิ้นส่วนที่ก่อให้เกิดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างสายไฟและข้อต่อเชิงกลที่แข็งแรงระหว่างชิ้นส่วนโลหะ ความร้อนถูกนำไปใช้กับหัวแร้งหรือวิธีการอื่น ฟลักซ์เป็นสารเคมีทำความสะอาดซึ่งเตรียมพื้นผิวที่ร้อนสำหรับการบัดกรีที่หลอมเหลว การบัดกรีเป็นจุดหลอมเหลวต่ำของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

1. ควรให้ปลายที่เคลือบด้วยบัดกรีบาง ๆ เสมอ

2. ใช้ฟลักซ์ที่อ่อนที่สุด แต่ก็ยังให้ข้อต่อที่แข็งแรง

3. รักษาอุณหภูมิให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในขณะที่รักษาอุณหภูมิให้เพียงพอเพื่อประสานรอยต่อได้อย่างรวดเร็ว (สูงสุด 2 ถึง 3 วินาทีสำหรับการบัดกรีแบบอิเล็กทรอนิกส์)

4. จับคู่ขนาดเคล็ดลับกับงาน

5. ใช้ปลายที่สั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด

วิธีการบัดกรีด้วยมือ SMD:

1. วิธีที่ 1 - พินทีละพินใช้สำหรับ: สองพินส่วนประกอบ (0805 แคป & res), พิทช์> = 0.0315″ ในแพ็คเกจ Small Outline Package, (T) QFP และ SOT (Mini 3P)

2. วิธีที่ 2 - น้ำท่วมและการดูดใช้สำหรับ: โหมโรง <= 0.0315″="" ในแพคเกจเค้าร่างขนาดเล็กและ="" (t)="">

3. วิธีที่ 3 - การวางประสานที่ใช้สำหรับแพ็คเกจ BGA, MLF / MLA; โดยที่หมุดอยู่ด้านล่างของชิ้นส่วนและไม่สามารถเข้าถึงได้

BGA หรือ Ball Grid Array เป็นบรรจุภัณฑ์ประเภทหนึ่งสำหรับ PCBs ที่ติดตั้งบนพื้นผิว (ซึ่งส่วนประกอบถูกติดตั้งจริงหรือติดอยู่บนพื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์) แพคเกจ BGA นั้นดูเหมือนเวเฟอร์บาง ๆ ของวัสดุกึ่งตัวนำที่มีส่วนประกอบวงจรอยู่เพียงใบหน้าเดียว แพคเกจ Ball Grid Array ถูกเรียกเช่นนี้เพราะโดยทั่วไปแล้วจะเป็นอาร์เรย์ของลูกบอลโลหะผสมที่จัดเรียงในตาราง ลูกบอล BGA เหล่านี้โดยปกติจะเป็นดีบุก / ตะกั่ว (Sn / Pb 63/37) หรือดีบุก / ตะกั่ว / เงิน (Sn / Pb / Ag)

RoHS : ข้อ จำกัด ของสารอันตราย [lead (Pb), ปรอท (Hg), แคดเมียม (Cd), hexavalent chromium (CrVI), polybrominated biphenyls (PBB) และ polybrominated diphenyl ethers (PBDE)

WEEE : ของเสียจากอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

บัดกรีไร้สารตะกั่ว : บัดกรีด้วยไม่มีตะกั่ว (Pb)

ไร้สารตะกั่วกำลังนำพาโมเมนตัมอย่างรวดเร็วไปทั่วโลกหลังจากที่สหภาพยุโรป (สหภาพยุโรป) สั่งให้กำจัดสารตะกั่ว (พิษ) จากการบัดกรีแบบอิเล็กทรอนิกส์โดยคำนึงถึงผลกระทบต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม

ไม่ต้องสงสัยว่าจะมีเวลาเมื่อคุณต้องการที่จะลบประสานจากข้อต่อ: อาจจะแทนที่องค์ประกอบที่ผิดพลาดหรือแก้ไขข้อต่อแห้ง วิธีปกติคือการใช้เครื่องสูบน้ำที่มีความดัน

NeoDen ให้บริการโซลูชั่นการประกอบ smt เต็มรูปแบบรวมถึง เตาอบ reflow SMT, เครื่องบัดกรีคลื่น, เครื่อง รับและวาง , เครื่องพิมพ์วางประสาน , โหลด PCB , PCB ขนถ่าย , ชิปเมานท์ , เครื่อง SMT AOI , เครื่อง SMT SPI , เครื่อง SMT X-Ray อุปกรณ์การประกอบสาย SMT, อุปกรณ์การผลิต PCB   smt อะไหล่ ฯลฯ เครื่อง SMT ชนิดใด ๆ ที่คุณอาจต้องการกรุณาติดต่อเรา สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:

หางโจว NeoDen เทคโนโลยี จำกัด

เพิ่ม: อาคาร 3, สวนอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี Diaoyu, No.8-2, Keji Avenue, Yuhang District, Hangzhou ， China

ติดต่อเรา: Steven Xiao

E-mail: steven@neodentech.com

โทรศัพท์: 86-18167133317

Skpe ： toner_cartridge