تتطلب التكنولوجيا الخالية من الرصاص الناضجة بشكل متزايد لحام إعادة التدفق

وفقًا لتوجيهات الاتحاد الأوروبي (RoHS) (قانون التوجيه الصادر عن البرلمان الأوروبي ومجلس الاتحاد الأوروبي بشأن تقييد استخدام بعض المواد الخطرة في المعدات الكهربائية والإلكترونية)، يتطلب التوجيه فرض حظر على سوق الاتحاد الأوروبي لبيع الأجهزة الإلكترونية والإلكترونية. المعدات الكهربائية التي تحتوي على ست مواد خطرة مثل الرصاص باعتبارها عملية "التصنيع الأخضر" الخالية من الرصاص والتي أصبحت اتجاهًا تنمويًا لا رجعة فيه منذ 1 يوليو 2006.

لقد مر أكثر من عامين منذ أن بدأت العملية الخالية من الرصاص من مرحلة الإعداد.لقد اكتسب العديد من مصنعي المنتجات الإلكترونية في الصين الكثير من الخبرة القيمة في التحول النشط من اللحام الخالي من الرصاص إلى اللحام الخالي من الرصاص.الآن بعد أن أصبحت العملية الخالية من الرصاص أكثر نضجًا، تغير تركيز عمل معظم الشركات المصنعة من مجرد القدرة على تنفيذ إنتاج خالٍ من الرصاص إلى كيفية تحسين مستوى اللحام الخالي من الرصاص بشكل شامل من جوانب مختلفة مثل المعدات. والمواد والجودة والعملية واستهلاك الطاقة..

تعد عملية اللحام بإعادة التدفق الخالية من الرصاص أهم عملية لحام في تقنية التركيب السطحي الحالية.وقد تم استخدامه على نطاق واسع في العديد من الصناعات بما في ذلك الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وإلكترونيات السيارات ودوائر التحكم والاتصالات.يتم تحويل المزيد والمزيد من الأجهزة الإلكترونية الأصلية من خلال الفتحة إلى التركيب السطحي، ويحل اللحام المتدفق محل اللحام الموجي في نطاق كبير هو اتجاه واضح في صناعة اللحام.

إذن ما هو الدور الذي ستلعبه معدات اللحام بإعادة التدفق في عملية SMT الخالية من الرصاص بشكل متزايد؟دعونا ننظر إلى الأمر من منظور خط التثبيت السطحي SMT بالكامل:

يتكون خط التركيب السطحي SMT بأكمله عمومًا من ثلاثة أجزاء: طابعة الشاشة، وآلة التنسيب، وفرن إعادة التدفق.بالنسبة لآلات التنسيب، مقارنة بالآلات الخالية من الرصاص، لا توجد متطلبات جديدة للمعدات نفسها؛بالنسبة لآلة طباعة الشاشة، نظرًا للاختلاف الطفيف في الخصائص الفيزيائية لمعجون اللحام الخالي من الرصاص ومعجون اللحام المحتوي على الرصاص، تم طرح بعض متطلبات التحسين للمعدات نفسها، ولكن لا يوجد تغيير نوعي؛يكمن التحدي المتمثل في الضغط الخالي من الرصاص على وجه التحديد في فرن إعادة التدفق.

كما تعلمون جميعًا، فإن درجة انصهار معجون لحام الرصاص (Sn63Pb37) هي 183 درجة.إذا كنت ترغب في تشكيل وصلة لحام جيدة، يجب أن يكون لديك 0.5-3.5 مم من المركبات المعدنية أثناء اللحام.درجة حرارة تكوين المركبات بين المعادن هي 10-15 درجة فوق نقطة الانصهار، وهي 195-200 لحام الرصاص.درجة.تبلغ درجة الحرارة القصوى للمكونات الإلكترونية الأصلية الموجودة على لوحة الدائرة 240 درجة بشكل عام.لذلك، بالنسبة للحام المحتوي على الرصاص، فإن النافذة المثالية لعملية اللحام هي 195-240 درجة.

لقد أحدث اللحام الخالي من الرصاص تغييرات كبيرة في عملية اللحام بسبب تغير نقطة انصهار عجينة اللحام الخالية من الرصاص.معجون اللحام الخالي من الرصاص الشائع الاستخدام حاليًا هو Sn96Ag0.5Cu3.5 مع نقطة انصهار تبلغ 217-221 درجة.يجب أن يشكل اللحام الجيد الخالي من الرصاص أيضًا مركبات بين المعادن بسمك يتراوح بين 0.5 و3.5 ميكرون.درجة حرارة تكوين المركبات بين المعادن هي أيضًا 10-15 درجة فوق نقطة الانصهار، وهي 230-235 درجة للحام الخالي من الرصاص.نظرًا لأن درجة الحرارة القصوى لأجهزة اللحام الإلكترونية الأصلية الخالية من الرصاص لا تتغير، فإن نافذة عملية اللحام المثالية للحام الخالي من الرصاص هي 230-240 درجة.

لقد جلب التخفيض الجذري لنافذة العملية تحديات كبيرة لضمان جودة اللحام، كما جلب أيضًا متطلبات أعلى لاستقرار وموثوقية معدات اللحام الخالية من الرصاص.نظرًا لاختلاف درجة الحرارة الجانبية في الجهاز نفسه، والاختلاف في السعة الحرارية للمكونات الإلكترونية الأصلية أثناء عملية التسخين، يصبح نطاق نافذة عملية درجة حرارة اللحام الذي يمكن تعديله في التحكم في عملية اللحام بإعادة التدفق الخالي من الرصاص صغيرًا جدًا .هذه هي الصعوبة الحقيقية للحام بإعادة التدفق الخالي من الرصاص.يظهر الشكل 1 مقارنة نافذة عملية اللحام بإعادة التدفق الخالية من الرصاص والخالية من الرصاص في الشكل 1.

باختصار، يلعب فرن إعادة التدفق دورًا حيويًا في جودة المنتج النهائي من منظور العملية الخالية من الرصاص بأكملها.ومع ذلك، من منظور الاستثمار في خط إنتاج SMT بأكمله، فإن الاستثمار في أفران اللحام الخالية من الرصاص غالبًا ما يمثل 10-25% فقط من الاستثمار في خط SMT بأكمله.وهذا هو السبب وراء قيام العديد من الشركات المصنعة للإلكترونيات باستبدال أفران إعادة التدفق الأصلية على الفور بأفران إعادة التدفق عالية الجودة بعد التحول إلى الإنتاج الخالي من الرصاص.