امروزه، اکثر محصولات الکترونیکی برای دستیابی به اندازه کوچکتر، تراکم اجزای بالاتر و تولید کارآمدتر، به فناوری نصب سطحی (SMT) متکی هستند.
با این حال، حتی اگر خط تولید بسیار خودکار باشد، ممکن است نقصهای مختلف لحیمکاری SMT در فرآیند SMT رخ دهد. این مشکلات معمولاً از چاپ ناپایدار خمیر لحیم، قرارگیری نادرست قطعات یا تنظیمات دمای لحیمکاری برگشتی غیرمنطقی ناشی میشوند. هنگامی که این مشکلات رخ میدهند، ممکن است منجر به اتصالات لحیم ضعیف، اتصالات الکتریکی ضعیف و در موارد شدید، عملکرد نادرست محصول شوند.
برای شرکتهایی که در زمینه تولید PCBA فعالیت دارند، درک نقصهای رایج لحیمکاری SMT بسیار مهم است. تنها با درک چگونگی بروز این مشکلات و انجام اقدامات اصلاحی به موقع، میتوان بازده تولید را بهبود بخشید و فرآیند مونتاژ SMT را پایدارتر و قابل اعتمادتر کرد.
در ادامه، چندین نقص رایج در مونتاژ SMT، علل آنها و راهحلهایی که میتوانند در تولید واقعی اتخاذ شوند را معرفی خواهیم کرد.
مونتاژ SMT چیست و چرا نقصها اهمیت دارند؟
مونتاژ SMT یک فرآیند تولیدی است که برای مونتاژ PCB استفاده میشود. در طول این فرآیند، قطعات الکترونیکی مستقیماً روی سطح برد مدار چاپی نصب میشوند. این روش از فناوری نصب سطحی (SMT) استفاده میکند که به قطعات اجازه میدهد اندازه کوچکتری داشته باشند و با تراکم بیشتری قرار گیرند و در نتیجه اجزای بیشتری را در فضای محدود PCB قرار دهند. بنابراین، در تولید الکترونیک مدرن، مونتاژ SMT به رایجترین روش مونتاژ در تولید PCBA تبدیل شده است.
اگرچه مونتاژ SMT بسیار خودکار است، اما ممکن است مشکلات مختلفی در طول تولید رخ دهد. اگر هر مرحله در فرآیند SMT به خوبی کنترل نشود - مانند چاپ ناهموار خمیر لحیم، عدم تراز قرارگیری قطعات یا مشخصات دمای لحیم کاری نامناسب - انواع مختلفی از نقصهای لحیم کاری SMT ممکن است رخ دهد.
این نقصهای لحیمکاری SMT مستقیماً بر کیفیت اتصالات لحیم تأثیر میگذارند و در نتیجه بر عملکرد عادی مدار تأثیر میگذارند. به عنوان مثال، پل زدن لحیم ممکن است باعث اتصال کوتاه شود، در حالی که لحیم ناکافی ممکن است منجر به باز شدن اتصالات شود.
بنابراین، در فرآیند تولید PCBA، تشخیص و کاهش به موقع عیوب لحیم کاری SMT بسیار مهم است. تنها با کنترل خوب هر مرحله از فرآیند SMT میتوان اتصالات لحیم پایدار و قابل اعتماد را تضمین کرد و در نتیجه کیفیت محصول و بازده تولید را بهبود بخشید.
نقصهای رایج در مونتاژ SMT به همراه علل و راهحلها
در ادامه به برخی از عیوب رایج لحیم کاری SMT که در مونتاژ SMT و تولید PCBA رخ میدهد، اشاره شده است. PCBasic علل این عیوب لحیم کاری و راه حلهای مربوطه را فهرست میکند.
پل لحیم کاری
پل لحیم یکی از رایجترین عیوب لحیمکاری SMT در مونتاژ SMT است. پل لحیم زمانی رخ میدهد که خمیر لحیم در حین لحیمکاری reflow ذوب میشود و دو پد یا پایههای قطعه را که نباید از نظر الکتریکی به یکدیگر متصل باشند، به هم متصل میکند.
در مونتاژ برد مدار چاپی، پل لحیم میتواند به راحتی باعث اتصال کوتاه شود و در موارد جدی، منجر به نقص محصول شود.
علل
علل شایع عبارتند از:
• خمیر لحیم بیش از حد در هنگام چاپ خمیر لحیم
• ناهمترازی قطعات در طول فرآیند SMT
• طراحی نامناسب روزنه شابلون
• مشخصات دمای لحیم کاری جریان مجدد نادرست
مزایا
در مونتاژ SMT، میتوانیم پل لحیم را به روش زیر کاهش دهیم:
• بهینهسازی پارامترهای چاپ خمیر لحیم
• تنظیم اندازه دهانه شابلون
• بهبود دقت قرارگیری دستگاه انتخاب و قرار دادن
• بهینهسازی پروفیل دمای لحیمکاری جریان برگشتی
لحیم ناکافی
لحیم ناکافی همچنین یک نقص رایج لحیم کاری SMT در تولید PCBA است. این نقص زمانی رخ میدهد که خمیر لحیم کافی روی پدهای PCB وجود نداشته باشد و در نتیجه اتصالات لحیم ناقص یا ضعیف ایجاد شود.
علل
علل شایع عبارتند از:
• مسدود شدن روزنههای شابلون در حین چاپ خمیر لحیم
• خمیر لحیم بیکیفیت
• طراحی نامناسب پد PCB
• فشار ناپایدار تی در حین چاپ
مزایا
در مونتاژ SMT، لحیم ناکافی را میتوان از طریق اقدامات زیر کاهش داد:
• شابلون را مرتباً تمیز کنید
• از خمیر لحیم با کیفیت و پایدار استفاده کنید
• بررسی چاپ خمیر لحیم با استفاده از تجهیزات SPI
• از فشار ثابت و پایدار تی اطمینان حاصل کنید
لحیم کاری توپی
توپک لحیم به تعداد زیادی توپک لحیم کوچک اشاره دارد که پس از لحیم کاری مجدد در اطراف یک قطعه ظاهر میشوند. اگر این توپکهای لحیم کوچک حرکت کنند، ممکن است در طول مونتاژ PCB باعث اتصال کوتاه شوند.
علل
• خمیر لحیم حاوی رطوبت است یا رطوبت را جذب کرده است
• سرعت گرمایش در حین لحیم کاری reflow خیلی سریع است
• خمیر لحیم بیش از حد
• آلودگی روی سطح PCB
مزایا
• خمیر لحیم را به درستی نگهداری کنید
• میزان گرمایش لحیم کاری بازتابی را تنظیم کنید
• سطح PCB را تمیز نگه دارید
• بهبود کنترل فرآیند SMT
سنگ قبر
ایجاد سنگ قبر (Tombstoneg) نوع رایجی از نقص لحیمکاری SMT است. در حین لحیمکاری reflow، یک سر قطعه کوچک نصب سطحی از PCB بلند شده و به صورت عمودی قرار میگیرد و ظاهری شبیه سنگ قبر پیدا میکند.
علل
• گرمایش ناهموار در حین لحیم کاری مجدد
• مقادیر نامساوی خمیر لحیم روی دو پد
• طراحی پد PCB نامتعادل
• توزیع ناهموار مس در PCB
مزایا
در مونتاژ SMT، میتوان از طریق روشهای زیر، میزان خرابی قطعات را کاهش داد:
• طراحی پد PCB را بهینه کنید
• از چاپ یکنواخت خمیر لحیم اطمینان حاصل کنید
• توزیع دما را در حین لحیم کاری بازتابی بهینه کنید
غیر خیس کننده / ضد خیس کننده
عدم خیس شدن به شرایطی اشاره دارد که در آن لحیم مذاب در طول لحیم کاری جریانی به پدهای PCB یا پایههای قطعات نمیچسبد. عدم خیس شدن به وضعیتی اشاره دارد که در آن لحیم ابتدا سطح را خیس میکند اما سپس از آن جدا میشود.
هر دوی این موقعیتها منجر به اتصالات لحیم غیرقابل اعتماد میشوند.
علل
• اکسیداسیون پدهای PCB یا پایههای قطعات
• خمیر لحیم بیکیفیت
• مشخصات دمای لحیم کاری نامناسب reflow
• آلودگی روی سطح PCB
مزایا
• بهبود سطح پرداخت PCB
• از خمیر لحیم پایدار و با کیفیت بالا استفاده کنید
• شرایط نگهداری قطعات و بردهای مدار چاپی را کنترل کنید
• فرآیند لحیم کاری جریان مجدد را بهینه کنید
لحیم کاری
دانههای لحیم به ذرات کوچک لحیم اطراف قطعات در طول مونتاژ SMT اشاره دارد. اگر این ذرات حرکت کنند، ممکن است باعث اتصال کوتاه شوند.
علل
• خمیر لحیم بیش از حد
• طراحی شابلون نامناسب
• دمای لحیم کاری نادرست reflow
مزایا
• اندازه دهانه شابلون را تنظیم کنید
• چاپ خمیر لحیم را بهینه کنید
• بهبود کنترل فرآیند SMT
اتصال لحیم سرد
اتصال لحیم سرد به اتصال لحیمی گفته میشود که در آن لحیم در حین لحیمکاری بازتابی کاملاً ذوب نشده است. چنین اتصالات لحیمی معمولاً کدر و ناهموار هستند.
علل
• دما در حین لحیم کاری reflow خیلی پایین است
• خمیر لحیم بیکیفیت
• زمان گرمایش ناکافی
مزایا
• دمای لحیم کاری بازتابی را افزایش دهید
• از خمیر لحیم پایدار و با کیفیت بالا استفاده کنید
• تنظیم مشخصات دمای جریان مجدد
سقوط
اسلامپ به پخش شدن خمیر لحیم به اطراف قبل از لحیم کاری مجدد اشاره دارد، که در نتیجه پدهای مجاور را به هم متصل میکند.
علل
• ویسکوزیته خمیر لحیم خیلی کم است
• دمای بالای کارگاه
• چاپ بیش از حد خمیر لحیم
مزایا
• از خمیر لحیم با ویسکوزیته بالاتر استفاده کنید
• کنترل دمای کارگاه
• چاپ خمیر لحیم را بهینه کنید
درباره PCBasic
زمان در پروژههای شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCاساسی هست یک شرکت مونتاژ PCB که هر بار نتایج سریع و بینقصی ارائه میدهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه میدهیم که زنجیره تأمین شما را ساده میکند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که میتوانید به آنها اعتماد کنید.
تأثیر RoHS و لحیم بدون سرب بر عیوب
اجرای مقررات RoHS تأثیر قابل توجهی بر تولید PCBA داشته است، زیرا این مقررات استفاده از خمیر لحیم بدون سرب را در تولید الزامی میکند. در مقایسه با لحیم سنتی قلع-سرب، لحیم کاری بدون سرب معمولاً به دمای لحیم کاری بالاتری نیاز دارد.
با توجه به تغییرات دما و مواد، احتمال بروز برخی از نقصهای جدید لحیمکاری SMT در طول فرآیند مونتاژ SMT نیز افزایش مییابد.
برای مثال:
• دمای لحیم کاری بالاتر ممکن است احتمال گلوله شدن لحیم را افزایش دهد
• عملکرد خیس شدن آلیاژهای بدون سرب معمولاً به خوبی لحیمهای سنتی نیست.
• ممکن است روی برخی مواد، رگههای قلع ایجاد شود
بنابراین، هنگام انجام مونتاژ SMT بدون سرب، تولیدکنندگان باید توجه بیشتری به کنترل فرآیند، مانند بهینهسازی پروفیلهای لحیمکاری جریان برگشتی و انتخاب مواد مناسب خمیر لحیم، داشته باشند تا عیوب لحیمکاری کاهش یافته و قابلیت اطمینان محصول بهبود یابد.
نتیجه
مونتاژ SMT پایدار و قابل اعتماد برای دستیابی به مونتاژ PCB با کیفیت بالا بسیار مهم است. با این حال، در تولید واقعی، نقصهای مختلف لحیم کاری SMT ممکن است هنوز در فرآیند SMT رخ دهد، به خصوص در دو مرحله کلیدی چاپ خمیر لحیم و لحیم کاری جریان مجدد.
اگر کسی بتواند مسائل رایجی مانند پل لحیم، سنگ قبر، گلوله شدن لحیم و اثر سر در بالش را درک کند، شناسایی علل ریشهای مشکلات و انجام اقدامات بهبود مربوطه به موقع آسانتر خواهد بود.
در تولید واقعی، با بهینهسازی فرآیند SMT، بهبود چاپ خمیر لحیم و کنترل منطقی دما و پارامترهای فرآیند لحیمکاری بازتابی، میتوان اتصالات لحیم پایدارتر و قابل اطمینانتری ایجاد کرد و در نتیجه کیفیت کلی مونتاژ SMT و بازده تولید را بهبود بخشید.
سوالات متداول
رایجترین عیوب لحیمکاری SMT چیست؟
رایجترین عیوب لحیمکاری SMT شامل پل لحیم، سنگ قبر، گلوله شدن لحیم، عدم خیس شدن و اتصالات لحیم سرد است.
چه چیزی باعث بیشتر نقصهای مونتاژ SMT میشود؟
بیشتر نقصهای مونتاژ SMT ناشی از مشکلات چاپ خمیر لحیم، قرارگیری نادرست قطعات یا پروفیلهای لحیمکاری reflow نادرست است.
تولیدکنندگان چگونه میتوانند نقصهای لحیمکاری SMT را کاهش دهند؟
تولیدکنندگان میتوانند با بهینهسازی فرآیند SMT، استفاده از خمیر لحیم با کیفیت بالا، بهبود روشهای بازرسی و کنترل دقیق شرایط لحیمکاری reflow، عیوب لحیمکاری SMT را کاهش دهند.
