Jootmisprotsesstrükkplaadidon oluline samm usaldusväärsete elektriühenduste tagamisel elektrooniliste komponentide ja trükkplaatide vahel. Hea jootmisprotsess ei taga mitte ainult ahela normaalset tööd, vaid parandab oluliselt ka elektroonikaseadmete stabiilsust ja kasutusiga. Alates lihtsast käsitsi jootmisest kuni kõrgelt automatiseeritud reflow-jootmiseni on jootmisprotsessi iga detail ülioluline.
1, Trükkplaadi jootmise tähtsus
Trükkplaadi elektroonilised komponendid peavad olema kindlalt vooluringiga ühendatud jootmise teel, et saavutada signaali edastamine ja funktsionaalne töö. Tootmisprotsessis võivad tekkida defektid nagu virtuaalne jootmine ja külmjootmine, mis on tingitud keevitusparameetrite ebatäpsusest ja komponentide tihvtide oksüdeerumisest; Seadme kasutamise ajal võivad pikaajalised keskkonnategurid, nagu vibratsioon ja kõrge temperatuur, samuti põhjustada jooteühenduste lõdvenemist ja pragunemist. Need probleemid võivad põhjustada kehva vooluringi ühendusi, signaali katkestusi ja isegi seadmete talitlushäireid. Näiteks kui mobiiltelefoni emaplaadi kiip pole kindlalt joodetud, võib see põhjustada sagedasi kokkujooksmisi ja suutmatust normaalselt suhelda. Seetõttu on õige jootmisprotsessi valdamine trükkplaatide jõudluse ja töökindluse tagamiseks väga oluline.
2, tavalised tööriistad ja materjalid keevitamiseks
(1) Keevitustööriistad
Elektriline jootekolb: see on tavaliselt käsitsi keevitamiseks kasutatav tööriist, mis on jagatud sise- ja välisküttetüüpideks. Sisekütte elektriline jootekolb on kõrge kütteefektiivsuse ja kiire temperatuuritõusuga, sobib väikeste elektroonikakomponentide jootmiseks; Välissoojendusega elektriline jootekolb on suure võimsusega ja sobib suurte-mõõtmetega komponentide jootmiseks või suurel{2}}alal jootmiseks. Elektrilise jootekolvi võimsus jääb üldjuhul vahemikku 20W-60W, mida saab valida vastavalt jootevajadusele. Näiteks jootepinnale paigaldatavate komponentide puhul kasutatakse tavaliselt 20–30 W elektrilist jootekolvi, samal ajal kui jootejõuseadmete jaoks on vaja elektrilist jootekolbi, mille võimsus on 40 W või rohkem.
Kuumaõhupüstol: kasutatakse peamiselt pinnale paigaldatavate komponentide keevitamiseks ja lahtivõtmiseks, kuuma õhu puhumiseks joote sulatamiseks. Kuumaõhupüstoli temperatuuri ja tuule kiirust saab reguleerida ning erinevatel komponentidel on erinevad nõuded temperatuurile ja tuule kiirusele. Näiteks väikeste pindkinnitusega takistite ja kondensaatorite keevitamisel seatakse temperatuur üldiselt 300-350 kraadile ja tuule kiirus 2-3 tasemele; BGA pakendatud kiipide jootmisel tuleks temperatuur seada 350-400 kraadi peale ja tuule kiirus 4-5 astet.
Reflow jootmisseade: kasutatakse laialdaselt masstootmises, see sulatab trükkplaadi jootepasta, kuumutades ahjus õhku või kasutades infrapunakiirgust, et saavutada komponentide ja trükkplaadi vaheline jootmine. Reflow jootmisseadmete eelisteks on täpne temperatuurikõvera juhtimine, hea keevituskonsistents ja kõrge tootmistõhusus, mis vastab suuremahulise tootmise vajadustele.
(2) Keevitusmaterjalid
Jootetraat: koosneb tinasulamist ja räbustist, mis sisaldab tavaliselt tina-pliijoodetraati ja plii{0}}vaba jootetraati. Tina pliijoodetraadil on madal sulamistemperatuur ja hea keevitusvõime, kuid plii on mürgine ega soodusta keskkonnakaitset; Pliivaba jootetraat koosneb peamiselt tina vasesulamist ja muudest materjalidest, mille kõrge sulamistemperatuur vastab keskkonnanõuetele. Praegu kasutatakse seda laialdaselt. Jootetraadi läbimõõt on erinevates spetsifikatsioonides, näiteks 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm jne, ja sobiv läbimõõt tuleks valida vastavalt komponentide tihvtide suurusele.
Jootepasta: pasta, mis on valmistatud sulamist jootepulbri, räbusti ja muude lisandite segamisel, mida kasutatakse peamiselt pindpaigaldustehnoloogias. Jootepasta on toatemperatuuril teatud viskoossusega ja seda saab kasutada komponentide kinnitamiseks trükkplaatidele. Pärast reflow-jootmist sulab jootepulber, moodustades jooteühendused. Erinevate keevitusprotsesside ja komponentide jaoks sobivad erinevat tüüpi jootepastad. Näiteks võib mittepuhastav jootepasta vähendada puhastusprotsesse ja parandada tootmise efektiivsust.
Räbustik: see võib eemaldada metallpinnalt oksiide, vähendada joote pindpinevust, parandada joote voolavust ja niisutamist ning muuta jootmise tugevamaks. Jootevoog jaguneb happeliseks, neutraalseks ja aluseliseks. Happeline jootevoog on tugeva aktiivsusega, kuid väga söövitav; Neutraalne jootmisvoog ei ole söövitav ja sobib enamiku jootmisstsenaariumide jaoks; Leeliselist jootevoogu kasutatakse peamiselt spetsiifiliste metallide jootmiseks. Elektroonilises jootmises kasutatakse kampolit tavaliselt neutraalse räbustina.
3, keevitusmeetod
(1) Käsitsi keevitamine
Ettevalmistus: eelsoojendage jootekolbi, lülitades selle sisse, valige jootekomponendi põhjal sobiv jootekolvi ots ja kandke jootekolvi otsale õhuke kiht jootet, et vältida oksüdeerumist. Vahepeal valmistage ette jootetraat ja räbusti.
Keevitusoperatsioon: kasutage jootekolbi otsikut, et soojendada elemendi tihvte ja trükkplaadi jootepadjakesi, nii et mõlemad jõuavad keevitustemperatuurini korraga; Seejärel võtke jootetraat kuumutusalaga ühendust, oodake, kuni jootetraat korralikult sulab, ja eemaldage jootetraat; Lõpuks eemaldage jootekolvi ots ja laske jootel loomulikult jahtuda ja tahkuda. Keevitusprotsessi ajal tuleks tähelepanu pöörata keevitusaja kontrollimisele. Üldjuhul on iga keevituspunkti keevitusaeg 2-3 sekundit, et vältida komponentide või patjade kahjustamist liigse aja tõttu. Pindkinnitusega komponentide puhul saab kasutada "lohistamisjootmise" tehnikat, mis hõlmab esmalt jootepadja tinatamist, seejärel komponentide tihvtide joondamist tinaga kaetud jootepadjaga jootekolvi otsaga, kuumutamist joote sulatamiseks ja jootekolbi otsa lohistamist, et joote ühtlaselt jaotada tihvtidel ja jootealustel.
(2) Kuumaõhupüstoliga keevitamine
Komponentide kinnitamine: kasutage komponendi trükkplaadil õigesse asendisse kinnitamiseks kõrget-temperatuurikindlat teipi või jootepastat, tagades, et komponentide tihvtid on jootepatjadega joondatud.
Küttekeevitus: lülitage kuumaõhupüstol sisse, seadke sobiv temperatuur ja tuule kiirus, joondage kuumaõhupüstoli õhu väljalaskeava komponendiga, hoidke sobivat vahemaad ning soojendage komponenti ja jootepadja ühtlaselt. Pärast jootepasta sulamist lülitage kuumaõhupüstol välja ja oodake, kuni jootekoht loomulikult jahtub. Kuumaõhupüstoliga keevitamisel on oluline vältida liigset temperatuuri või pikemat kuumutamisaega, et vältida komponentide kahjustamist.
(3) Reflow jootmine
Jootepasta katmine: siiditrüki või jaotamise teel kandke jootepasta ühtlaselt trükkplaadi jootepadjanditele.
Komponentide paigaldamine: kasutage pindpaigaldusmasinat, et paigaldada elektroonilised komponendid täpselt jootepastaga kaetud jootealustele.
Reflow-jootmine: saatke trükkplaat koos selle külge kinnitatud komponentidega tagasivoolujootmisahju ja soojendage seda vastavalt seatud temperatuurikõverale. Reflow-jootmise temperatuurikõver jaguneb üldiselt neljaks etapiks: eelsoojendustsoon, isolatsioonitsoon, tagasivoolutsoon ja jahutustsoon. Eelkuumutustsooni kasutatakse trükkplaadi temperatuuri aeglaseks tõstmiseks, põhjustades jootepastas sisalduva lahusti aurustumist; Isolatsioonitsoon tagab, et trükkplaat ja komponendid saavutavad ühtlase temperatuuri, eemaldades veelgi lisandeid jootepastast; Reflow-tsoon on jootmise kriitiline etapp, kus temperatuur jõuab jootepasta sulamistemperatuurini, põhjustades jootepulbri sulamise ja komponentide tihvtide ja padjade niisutamise; Jahutustsoon jahutab kiiresti ja tahkub jootekohad, moodustades tugeva ühenduse.