احتياطات لحام المكونات المختلفة في معالجة PCBA

تعتبر اللحام من أهم الخطوات في معالجة PCBA. تختلف أنواع المكونات الإلكترونية في خصائصها ومتطلباتها أثناء اللحام، وقد يؤدي الإهمال الطفيف إلى مشكلات في جودة اللحام، مما يؤثر على أداء المنتج النهائي وموثوقيته. لذلك، فإن فهم واتباع احتياطات اللحام لمختلف المكونات أمر بالغ الأهمية لضمان جودة معالجة PCBA. ستوفر هذه المقالة مقدمة تفصيلية لاحتياطات لحام المكونات الإلكترونية الشائعة في معالجة PCBA.

1. مكونات التثبيت السطحي (SMD)
مكونات التثبيت السطحي (SMD) هي النوع الأكثر شيوعًا من المكونات الإلكترونية في المنتجات الحديثة. يتم تثبيتها مباشرة على سطح PCB من خلال تقنية اللحام بالتدفق الحراري. فيما يلي الاحتياطات الرئيسية للحام SMD:

أ. محاذاة المكونات الدقيقة
من الضروري التأكد من المحاذاة الدقيقة بين المكونات ووسادات PCB أثناء لحام SMD. حتى الانحرافات الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى لحام ضعيف، مما قد يؤثر بدوره على وظائف الدائرة. لذلك، من المهم جدًا استخدام آلات التثبيت السطحي وأنظمة المحاذاة عالية الدقة.

ب. كمية مناسبة من معجون اللحام
يمكن أن تؤثر كمية معجون اللحام المفرطة أو غير الكافية على جودة اللحام. قد يؤدي معجون اللحام المفرط إلى التجسير أو الدوائر القصيرة، بينما قد يؤدي معجون اللحام غير الكافي إلى وصلات لحام ضعيفة. لذلك، عند طباعة معجون اللحام، يجب تحديد السماكة المناسبة للشبكة الفولاذية وفقًا لحجم المكونات ووسادات اللحام لضمان التطبيق الدقيق لمعجون اللحام.

ج. التحكم في منحنى اللحام بالتدفق الحراري
يجب تحسين إعداد منحنى درجة حرارة اللحام بالتدفق الحراري وفقًا لخصائص مادة المكونات و PCB. يجب التحكم بدقة في معدل التسخين ودرجة الحرارة القصوى ومعدل التبريد لتجنب تلف المكونات أو عيوب اللحام.

2. مكونات الحزمة المزدوجة داخل الخط (DIP)
يتم لحام مكونات الحزمة المزدوجة داخل الخط (DIP) عن طريق إدخالها في الثقوب الموجودة على PCB، وعادة ما يتم ذلك باستخدام اللحام بالموجات أو طرق اللحام اليدوية. تشمل الاحتياطات الخاصة بلحام مكونات DIP:

أ. التحكم في عمق الإدخال
يجب إدخال دبابيس مكونات DIP بالكامل في الثقوب الموجودة على PCB، مع عمق إدخال ثابت، لتجنب المواقف التي يتم فيها تعليق الدبابيس أو عدم إدخالها بالكامل. قد يؤدي الإدخال غير الكامل للدبابيس إلى ضعف التلامس أو اللحام الافتراضي.

ب. التحكم في درجة حرارة اللحام بالموجات
أثناء اللحام بالموجات، يجب تعديل درجة حرارة اللحام بناءً على نقطة انصهار سبيكة اللحام والحساسية الحرارية لـ PCB. قد تتسبب درجة الحرارة المفرطة في تشوه PCB أو تلف المكونات، بينما قد تؤدي درجة الحرارة المنخفضة إلى وصلات لحام ضعيفة.

ج. التنظيف بعد اللحام
بعد اللحام بالموجات، يجب تنظيف PCB لإزالة التدفق المتبقي وتجنب التآكل طويل الأجل للدائرة أو التأثير على أداء العزل.

3. الموصلات
الموصلات هي مكونات شائعة في PCBA، وتؤثر جودة اللحام الخاصة بها بشكل مباشر على نقل الإشارات وموثوقية الاتصالات. عند لحام الموصلات، يجب ملاحظة النقاط التالية:

أ. التحكم في وقت اللحام
عادة ما تكون دبابيس الموصلات أكثر سمكًا، وقد يتسبب وقت اللحام المطول في ارتفاع درجة حرارة الدبابيس، مما قد يؤدي إلى إتلاف الهيكل البلاستيكي الموجود داخل الموصل أو يؤدي إلى ضعف التلامس. لذلك، يجب أن يكون وقت اللحام أقصر ما يمكن، مع التأكد من ذوبان نقاط اللحام بالكامل.

ب. استخدام تدفق اللحام
يجب أن يكون اختيار واستخدام تدفق اللحام مناسبًا. قد يتبقى تدفق لحام مفرط داخل الموصل بعد اللحام، مما يؤثر على الأداء الكهربائي وموثوقية الموصل.

ج. الفحص بعد اللحام
بعد لحام الموصل، يلزم إجراء فحص صارم، بما في ذلك جودة وصلات اللحام على الدبابيس والمحاذاة بين الموصل و PCB. إذا لزم الأمر، يجب إجراء اختبار التوصيل والفصل لضمان موثوقية الموصل.

4. المكثفات والمقاومات
المكثفات والمقاومات هي المكونات الأساسية في PCBA، وهناك أيضًا بعض الاحتياطات التي يجب اتخاذها عند لحامها:

أ. التعرف على القطبية
بالنسبة للمكونات المستقطبة مثل المكثفات الإلكتروليتية، يجب إيلاء اهتمام خاص لوضع علامات القطبية أثناء اللحام لتجنب اللحام العكسي. قد يتسبب اللحام العكسي في تعطل المكونات وحتى يؤدي إلى أعطال في الدائرة.

ب. درجة حرارة ووقت اللحام
نظرًا للحساسية العالية للمكثفات، وخاصة المكثفات الخزفية، لدرجة الحرارة، يجب ممارسة تحكم صارم في درجة الحرارة والوقت أثناء اللحام لتجنب تلف أو تعطل المكثفات بسبب ارتفاع درجة الحرارة. بشكل عام، يجب التحكم في درجة حرارة اللحام في حدود 250 درجة مئوية، ويجب ألا يتجاوز وقت اللحام 5 ثوانٍ.

ج. نعومة وصلات اللحام
يجب أن تكون وصلات لحام المكثفات والمقاومات ناعمة ومستديرة وخالية من اللحام الافتراضي أو تسرب اللحام. تؤثر جودة وصلات اللحام بشكل مباشر على موثوقية توصيلات المكونات، وقد تؤدي نعومة وصلات اللحام غير الكافية إلى ضعف التلامس أو الأداء الكهربائي غير المستقر.

5. شريحة IC
عادة ما تكون دبابيس شرائح IC مجمعة بكثافة، مما يتطلب عمليات ومعدات خاصة للحام. فيما يلي الاحتياطات الرئيسية للحام شرائح IC:

أ. تحسين منحنى درجة حرارة اللحام
عند لحام شرائح IC، خاصة في أشكال التعبئة والتغليف مثل BGA (Ball Grid Array)، يجب تحسين منحنى درجة حرارة اللحام بالتدفق الحراري بدقة. قد تتسبب درجة الحرارة المفرطة في إتلاف الهيكل الداخلي للشريحة، بينما قد تؤدي درجة الحرارة غير الكافية إلى عدم اكتمال ذوبان كرات اللحام.

ب. منع تجسير الدبابيس
دبابيس شرائح IC كثيفة وعرضة لمشاكل تجسير اللحام. لذلك، أثناء عملية اللحام، يجب التحكم في كمية اللحام واستخدام عملية التثبيت السطحي لجسور اللحام. في الوقت نفسه، يلزم إجراء فحص بالأشعة السينية بعد اللحام لضمان جودة اللحام.

ج. الحماية من الكهرباء الساكنة
شرائح IC شديدة الحساسية للكهرباء الساكنة. قبل وأثناء اللحام، يجب على المشغلين ارتداء أساور مضادة للكهرباء الساكنة والعمل في بيئة مضادة للكهرباء الساكنة لمنع تلف الشريحة من الكهرباء الساكنة.

6. المحولات والمحاثات
تلعب المحولات والمحاثات بشكل أساسي دور التحويل الكهرومغناطيسي والترشيح في PCBA، ولحامها أيضًا متطلبات خاصة:

أ. ثبات اللحام
دبابيس المحولات والمحاثات سميكة نسبيًا، لذلك من الضروري التأكد من أن وصلات اللحام ثابتة أثناء اللحام لتجنب فك أو كسر الدبابيس بسبب الاهتزاز أو الضغط الميكانيكي أثناء الاستخدام اللاحق.

ب. امتلاء وصلات اللحام
نظرًا للدبابيس الأكثر سمكًا للمحولات والمحاثات، يجب أن تكون وصلات اللحام ممتلئة لضمان الموصلية الجيدة والقوة الميكانيكية.

ج. التحكم في درجة حرارة اللب المغناطيسي
تكون القلوب المغناطيسية للمحولات والمحاثات حساسة لدرجة الحرارة، ويجب تجنب ارتفاع درجة حرارة القلوب أثناء اللحام، خاصة أثناء اللحام طويل الأمد أو لحام الإصلاح.

تتعلق جودة اللحام في معالجة PCBA بشكل مباشر بأداء المنتج النهائي وموثوقيته. تختلف أنواع المكونات في متطلباتها لعمليات اللحام. يمكن أن يؤدي اتباع احتياطات اللحام هذه بدقة إلى تجنب عيوب اللحام بشكل فعال وتحسين الجودة الإجمالية للمنتج. بالنسبة لمؤسسات معالجة PCBA، يعد تحسين مستوى تكنولوجيا اللحام وتعزيز مراقبة الجودة هو المفتاح لضمان القدرة التنافسية للمنتج.