הדבקת הלחמה לעומת שטף: יתרונות וחסרונות

ההבחנה ביןמשחת הלחמהושֶׁטֶףנותר אחד הנושאים המבולבלים ביותר בהתמדה בהרכבת אלקטרוניקה. טכנאים מערבבים ביניהם. סוכני רכש מזמינים את החומר הלא נכון. מהנדסים מציינים שטף כאשר הם מתכוונים להדבקה. שני החומרים חולקים כימיה חופפת ושניהם כוללים את החומר האפור והדביק משהו שגורם להלחמה למעשה לעבוד-אז הבלבול הגיוני. אבל לטעות זו עולה כסף אמיתי ויוצרת פגמים שמופיעים שבועות או חודשים לאחר מכן.

Flux הוא ביסודו חומר ניקוי. אין דבר יותר אקזוטי מזה.

משטחי מתכת מתחמצנים. רפידות נחושת על גבי PCB מפתחות את ההכתמה האופיינית תוך שעות מרגע הייצור. לידים של רכיבים מגיעים מספקים עם שכבות תחמוצת שכבר נוצרו. כאשר אתה מנסה להלחים מתכת מחומצנת, הסגסוגת המותכת מתגבשת ומסרבת להרטיב את פני השטח. המפרק נראה נורא ומתנהל בצורה גרועה.

השטף מכיל מפעילים-בדרך כלל חומצות אורגניות כמו חומצה אבייטית מרוזין אורן, או תרכובות אגרסיביות יותר בהתאם לפורמולציה-תוקפות כימית את שכבות התחמוצת הללו במהלך החימום. השטף בעצם מקרצף את המתכת נקייה בדיוק ברגע שאתה צריך אותה נקייה: כאשר הלחמה מותכת מנסה ליצור קשר.

הכימיה כאן ישנה מכפי שרוב האנשים מבינים. שטף רוזין מתוארך למאות שנים עבור יישומי עיבוד מתכת. תעשיית האלקטרוניקה ירשה אותו ולאחר מכן בילתה עשרות שנים בחידוד וריאציות עבור יישומים תובעניים יותר ויותר.

שטף המבוסס על רוזין-מגיע ממוהל עץ אורן. בִּרְצִינוּת. השרף הטבעי מעובד ומשולב עם מפעילים שונים ליצירת סיווגי R, RMA ו-RA שכולם מתייחסים מבלי להבין עד הסוף. רוזין רגיל (סוג R) עובד בעדינות על משטחים נקיים יחסית. רוזין מופעל עדין (RMA) מתמודד עם חמצון מתון. רוזין מופעל (RA) מתמודד עם משטחים מזוהמים בכבדות אך משאיר שאריות קורוזיביות שחובה לנקותן.

הבעיה עם שטף הרוזין? השאריות הדביקות האלה. זה מושך אבק. זה נראה לא מקצועי. ואם אתה מצפה את הלוח בצורה קונפורמית מאוחר יותר, בהצלחה לגרום לציפוי להידבק על זיהום שטף.

שטף מסיס במים- פותר את כאב הראש הניקוי על ידי שימוש במפעילים שמתמוססים במים רגילים. נשמע נהדר עד שאתה מבין שהניסוחים האלה נוטים להיות אגרסיביים יותר-והם חייבים להיות, מכיוון שהשאריות נשטפות בכל מקרה. להשאיר שאריות שטף מסיסות במים-על לוח? קורוזיה מובטחת. החומצות האורגניות פשוט ממשיכות לתקוף את המתכת.

שום -שטף נקי לא הופיע בשנות ה-90, מכיוון שהיצרנים ביקשו לבטל לחלוטין את שלב הניקוי. הקונספט: ניסוח מפעילים עדינים מספיק כדי שהשאריות הקטנות שנותרו לאחר הזרמה מחדש לא יזיקו לכלום. בתיאוריה, אתה מדלג על תהליך הכביסה, חוסך זמן, מפחית פסולת כימית.

לְמַעֲשֶׂה? טוֹב.

הנה מה שאף אחד לא אמר לי כשהתחלתי בתעשייה הזו: "לא-נקי" לא אומר "לעולם לא צריך ניקוי".

זה אומר שהשאריות כנראה לא יגרמו לכשלים בתנאי הפעלה רגילים בסביבות רגילות למשך חיי המוצר הצפוי. כַּנִראֶה.

השאריות עדיין סופגות לחות. עדיין יש לו קצת תוכן יוני. זה עדיין מונע הידבקות ציפוי קונפורמי. זה עדיין נראה כמו זבל בבדיקה.

לאלקטרוניקה למזבלה בתוך שלוש שנים? לא-נקי עובד מצוין. למכשירים רפואיים? תעופה וחלל? אפליקציות לרכב מתחת-? נקה את השטף הזה. תקני ה-IPC לא מאפשרים-שאריות נקיות, אבל כל מהנדס שמציין מכלולים צבאיים או-מהימנות גבוהה יודע טוב יותר.

ראיתי לוחות שהוחזרו מהשדה עם דנדריטים-גידולי מתכת גבישיים-המגישים עקבות מכיוון ששום-שאריות נקיות לא ספגו מספיק לחות לאורך זמן כדי לאפשר הגירה אלקטרוכימית. השאריות היו "בטוחות" לפי גיליון הנתונים. הלוח נכשל בכל מקרה.

משחת הלחמה שונה מהותית משטף מכיוון שהיא מכילה מתכת ממשית.

החומר הוא בערך 50% שטף לפי נפח אבל 90% מתכת לפי משקל. היחס הזה נשמע סותר עד שאתה זוכר כמה צפופים בדיל וכסף בהשוואה לתרכובות אורגניות. חלק המתכת מורכב מחלקיקים כדוריים זעירים-בכל מקום מ-75 מיקרון עד 15 מיקרון, תלוי ביישום-תלוי במדיום השטף.

כשאנשים אומרים "הדבקת הלחמה" הם מתארים מנגנון מסירה להכנסת כמויות מבוקרות במדויק של סגסוגת הלחמה על רפידות PCB במהלך הרכבה על פני השטח. רכיב השטף מנקה את המשטחים במהלך זרימה חוזרת. חלקיקי המתכת נמסים יחד ויוצרים את המפרק בפועל.

אתה לא יכול להחליף שטף במשחת הלחמה. שטף אינו מכיל מתכת. זה לא יוצר חיבור חשמלי. זה פשוט... מנקה.

אתה לא יכול להחליף את משחת הלחמה בשטף ביישומי הלחמה ידנית גם כן. משחת הלחמה מיועדת להדפסת שבלונות ולתנורי זרימה חוזרת. הראוולוגיה שגויה עבור חוט-הזנה אל קצה מלחם.

Solder Paste

אף אחד לא הזהיר אותי לגבי המקרר.

משחת הלחמה דורשת אחסון בקירור-בדרך כלל 2 מעלות עד 10 מעלות -עם לחות מבוקרת בקפידה. מפעילי השטף בתוך העיסה מגיבים לאט עם אבקת המתכת גם בטמפרטורות נמוכות. בהינתן מספיק זמן, התגובות הללו גורמות לחלקיקים להירתך זה לזה לגושים שסותמים את פתחי הסטנסיל ומוציאים מחטים.

רוב משחות ההלחמה נושאות חיי מדף של שישה חודשים בקירור. ניסוחים מסיסים במים-, לפעמים מחזיקים מעמד רק שלושה חודשים. משחות עדינות- עם חלקיקים קטנים יותר מתכלים מהר יותר מכיוון ששטח הפנים המוגדל מאיץ את תגובת הריתוך.

ואי אפשר פשוט לשלוף צנצנת מהמקרר ולהתחיל להדפיס.

למשחה קרה יש צמיגות שגויה לחלוטין. זה ידפיס כמו זבל. אתה צריך ארבע עד שש שעות בטמפרטורת החדר לפני שהחומר יתייצב מספיק לשימוש. למהר את החימום הזה על ידי חימום הדבק? הרגע הפרדת את השטף מהמתכת והרסת את כל המיכל.

ואז יש את בעיית העיבוי. פתחו מיכל משחה קרה ולחות מהאוויר מתעבה מיד על פני השטח. הלחות הזו גורמת לכדורי הלחמה והתזות במהלך זרימה חוזרת. תנו למשחה סגורה חמימה. תָמִיד.

השטף בפני עצמו הוא הרבה יותר סלחן. שטף נוזלי בבקבוק נמשך בדרך כלל שנה או שנתיים בטמפרטורת החדר. חוט הלחמה בעל ליבות שטף לעולם אינו פג למעשה אם נשמר יבש. השטף בתוך החוט מוקף הרחק מהאוויר.

פגמים בהדבקת הלחמה ממלאים ספרי לימוד שלמים. אזכיר את אלה שרודפים את הסיוטים שלי.

מצבה מתרחשת כאשר רכיב שבב-בדרך כלל נגד 0402 או 0201 זעיר-מזדקף על קצה אחד במהלך זרימה חוזרת, והרפיד ההפוך מתרומם לחלוטין. מתח הפנים של הלחמה מותכת בצד אחד ממש הופך את החלק לאנכי. נראה בדיוק כמו מצבה, ומכאן השם. הסיבות כוללות משקעי משחה לא אחידים, חימום לא אחיד, עיצוב רפידות אסימטריות או רכיבים שהוצבו- מהמרכז.

שיעורי הקברות מרקיעים שחקים עם הלחמות ללא-עופרת, מכיוון שטמפרטורות הזרימה החוזרת הגבוהות מגדילות את כוחות מתח פני השטח. ראיתי פסי ייצור שעבדו בצורה מושלמת עם עופרת פח- מייצרים לפתע שיעורי מצבות של 2% לאחר המעבר ל-RoHS.

גישור מתרחש כאשר הלחמה מתפרשת בין רפידות סמוכות, ויוצרת קצר חשמלי. האשמים הרגילים: יותר מדי משחה, פתחי סטנסיל גדולים מדי, מובילי רכיבים דוחפים את ההדבקה הצידה במהלך ההצבה. מפעלי QFP בסדר-מגשרים בין מפעלים אם התהליך שלך לא מחויג.

חיבורים קרים-משעממים, מגורענים, חלשים-נובעים מחוסר חום או זמן גבוה מעל הליקוי. ההלחמה מעולם לא נמסה לגמרי. המפרק נראה רע ומתפקד גרוע יותר.

ריקון מתרחש כאשר גז כלוא בתוך מפרק יוצר כיסים חלולים. חלק מהביטולים מקובלים. אבל על רפידות תרמיות מתחת לרכיבי כוח? חללים אלה פועלים כמבודדים תרמיים. המכשיר מתחמם יתר על המידה. החזרות השדה מתחילות להגיע.

כשלים בשטף נוטים להיות עדינים יותר ולטווח ארוך יותר-.

ניקוי לא מספק מותיר זיהום יוני המושך לחות ומאפשר קורוזיה. לא תראה כשל זה במהלך בדיקות הייצור. אתה תראה שזה נכשל שמונה עשר חודשים מאוחר יותר כשהלקוח יתקשר.

שימוש בסוג השטף הלא נכון עבור האפליקציה יוצר סיכוני אמינות שהבדיקה לא יכולה לתפוס בקלות. אין-שאריות נקיות בסביבה לחה. שטף רוזין תחת ציפוי קונפורמי. שטף מסיס במים- שלא נשטף במלואו.

השטף שפג תוקפו מאבד פעילות. המפעילים מתכלים. פתאום המלחם שלך מייצר חיבורים שנראים בסדר אבל יש הרטבה מיקרוסקופית בממשק מכיוון ששכבת התחמוצת לא הוסרה במלואה. המפרק עובר בדיקה ויזואלית. זה נכשל ברכיבה תרמית.

Flux

עבור עיבוד ידני ויצירת אב טיפוס, שטף נפרד חשוב הרבה יותר מאשר משחת הלחמה.

עטי שטף, מזרקי שטף, צנצנות שטף עם אפליקטורי מברשות-אלה שייכים לספסל של כל טכנאי. החל שטף על מובילי רכיב לפני ההלחמה. החל שטף על רפידות לפני הנחת רכיבים. החל שטף על עבודת פירוק הלחמה מכיוון שההלחמה הישנה על הרפידות הללו התחמצנה לחלוטין מאז ההרכבה המקורית.

אתה לא רוצה-שטף נקי או RMA עבור רוב עבודת הספסל. מסיס במים-אם יש לך ציוד ניקוי קולי זמין. הימנע משטף RA אלא אם כן אתה מתמודד עם משטחים מחומצנים מאוד ויש לך תהליך ניקוי אמיתי.

חוט הלחמה עם ליבות שטף כבר מכיל שטף, ברור. אבל הסתמכות רק על שטף הליבה היא טעות למתחילים. שטף חיצוני המופעל על המפרק לפני החימום משפר באופן דרמטי את ההרטבה ומפחית את זמן החשיפה לחום. המפרק נוצר מהר יותר ומלחיץ פחות רכיבים.

אני משתמש ללא-שטף דביק ונקי במזרק לרוב העיבודים המחודשים. יש למרוח כמות קטנה על הכרית, להניח את הרכיב, לחמם עם המגהץ, לעשות. השאריות מינימליות ובטוח להשאיר.

כמה חובבים וחנויות קטנות משתמשים במשחת הלחמה עבור-אב-טיפוס SMT המוצבים ביד, זרימה מחדש בטוסטר אובן שונה או על פלטות חמות. זה עובד אבל דורש הבנת האילוצים.

למשחת הלחמה לחלוקה יש ריאולוגיה שונה ממשחת הדפסה. תוכן מתכת פועל ב-84-87% במקום 89-91%. המשחה צריכה לזרום דרך קצות המזרק מבלי להסתימה. שימוש במשחת הדפסת סטנסיל במזרק לא עובד טוב.

פרופיל הזרימה החוזרת משנה מאוד. יצרני משחת הלחמה מציינים רמפות חימום מוקדמות, טמפרטורות השרייה, זמן מעל ליקוי, טמפרטורת שיא, קצבי קירור. סטה משמעותית ומקבלים ריקנות, חיבורים קרים, מצבות, כדורי הלחמה, נזק לרכיבים.

רוב ההגדרות של חובבים אינן יכולות לשלוט בפרופילים בצורה מדויקת. התוצאות משתנות. מקצוענים משתמשים בתנורי זרימה אמיתיים עם הובלת מסוע ומספר אזורי חימום מסיבה כלשהי.

מתי להשתמש בשטף לבד: הלחמה ידנית, עיבוד מחדש, ביטול הלחמה, פעולות מגע-, מכלול- דרך חורים עם הלחמת גלים.

מתי להשתמש במשחת הלחמה: מכלול הרכבה על פני השטח עם הלחמה חוזרת, ייצור אוטומטי, SMT מודפס בסטנסיל-.

החומרים אינם ניתנים להחלפה. ניסיון להשתמש במשחת הלחמה להלחמה ידנית יוצר בלגן. ניסיון להשתמש בשטף לבד להרכבת SMT לא מייצר חיבורי הלחמה כי אין מתכת.

לאחסון, משחת הלחמה דורשת קירור וחיי מדף קצרים. השטף סלחן יותר אבל עדיין מתדרדר עם השנים.

לצורך אמינות, שניהם דורשים הבנת הכימיה הספציפית המעורבת. לא-ניקוי אינו בטוח באופן אוניברסלי. מסיס במים- דורש ניקוי יסודי. רוזין זקוק לניקוי לציפוי קונפורמי.

בלבול הרכישה בין הדבק לשטף? זה קורה כל הזמן בתעשייה הזו. קטלוגים מפרטים אותם זה ליד זה. מספרי חלקים נראים דומים. התיאורים מזכירים "הלחמה" עבור שניהם.

רק זכרו: בדבק יש מתכת. שטף לא. כל השאר נובע מההבחנה הבסיסית ההיא.

המעבר של התעשייה להלחמה ללא-עופרת החל בסביבות 2006 שינה משמעותית את ניסוחי השטף וההדבקה.

סגסוגות ללא-עופרת-בדרך כלל SAC305 (96.5% בדיל, 3% כסף, 0.5% נחושת)-נמסות בסביבות 217 מעלות לעומת 183 מעלות עבור עופרת בדיל מסורתית-. ההבדל הזה של 34 מעלות נשמע מינורי אבל מאלץ שינויים בכימיה של השטף. מפעילים צריכים להישאר יציבים זמן רב יותר בטמפרטורות גבוהות יותר. חלון התהליך מצטמצם. הכל הופך פחות סלחן.

הלחמה ללא-עופרת גם מרטיבת משטחים בצורה פחות אגרסיבית מעופרת בדיל. מתח הפנים גבוה יותר. רכיבים נוטים יותר למצבות. גשרים נוצרים בקלות רבה יותר. מראה המפרק עמום יותר באופן טבעי מחיבורי העופרת- הבדיל המבריקים שבעבר מעידים על איכות.

ניסוחי שטף התפתחו כדי לפצות. זרמים מודרניים ללא-נקיים ליישומים ללא-עופרת משתמשים במפעילי-טמפרטורות גבוהות יותר ומספקים חיי עבודה ארוכים בטמפרטורות זרימה חוזרות גבוהות. אבל הם לא בהכרח-תואמים לתהליכי עופרת בדיל-, וערבוב ניסוחים יוצר בעיות.

אם אתה עובד בסביבה שעדיין משתמשת בעופרת-פח עבור יישומים פטורים-רפואיים, תעופה וחלל, צבאיים-ודא שהשטף והדבק שלך תואמים למערכת הסגסוגת. הכימיה מותאמת אחרת.

הנתון של 50-90%.

מחקרים מראים באופן עקבי שאיפשהו בין חצי לתשעים אחוז מהפגמים בהרכבת SMT מקורם בהדפסת משחת הלחמה. לא מיקום. לא זרימה חוזרת. הַדפָּסָה.

הפקדת ההדבקה שגויה-יותר מדי, מעט מדי, מרוחה, מקוזזת, מגושרת בשבלונה-ותהליכים במורד הזרם אינם יכולים לפצות. כבר הפסדתם עוד לפני שהרכיבים פגעו בלוח.

המשמעות היא שאיכות משחת הלחמה, טיפול בהדבקה, עיצוב שבלונות, כיול מדפסת ובקרות סביבתיות חשובות הרבה יותר ממה שרוב המפעלים מכירים. מכונות הבחירה-ו-המקום הנוצצות ותנורי הזרימה המתוחכמים מקבלים תשומת לב. מדפסת ההדבקה מוזנחת.

בינתיים השטף זוכה לתשומת לב פחותה עוד יותר כי זו "רק" כימיה לניקוי. אבל בעיות של שאריות שטף גורמות להחזרות שדה שנים מאוחר יותר. עד אז, כולם שכחו באיזה שטף נעשה שימוש באיזה מבנה.

תעד הכל. תאריך את החומרים שלך. עקוב אחר מספרי מגרש. עבודת הבילוש הנדרשת לאבחון כשלים בשדה-ללא תיעוד היא בלתי אפשרית בעצם.

זו לא עצה זוהרת. גם לא לקרר את המשחה שלך כראוי או לתת לה להתחמם לפני השימוש או לנקות שאריות בעת הצורך. היסודות קובעים אם לוחות עובדים בצורה מהימנה במשך עשר שנים או נכשלים באופן מסתורי לאחר שמונה עשר חודשים.

משחת הלחמה ושטף אינם חומרים מרגשים. הם לא המיקרו-מעבדים או החיישנים או רכיבי ה-RF שהופכים את האלקטרוניקה למרשימה. הם הבלוק האפור שמחזיק הכל ביחד.

תטעו ושום דבר אחר לא משנה.