العلاقة بين درجة حرارة فرن إعادة التدفق SMT وأسباب لحام عجينة اللحام

I. مقدمة
في مجال التصنيع الإلكتروني، يعد فرن إعادة التدفق قطعة مهمة من المعدات المستخدمة في لحام المكونات الإلكترونية على لوحات الدوائر. ملف تعريف درجة الحرارة، الذي يصور التغير في درجة الحرارة داخل فرن إعادة التدفق مع مرور الوقت، له تأثير حاسم على جودة اللحام. ستتناول هذه المقالة بالتفصيل عملية الاختلاف في ملف درجة حرارة فرن إعادة التدفق، ومن خلال التحليل المتعمق لكل مرحلة، ستساعد القراء على فهم عملية اللحام والتحكم فيها بشكل أفضل.

ثانيا. نظرة عامة على ملف درجة حرارة فرن إعادة التدفق
يشتمل ملف درجة حرارة فرن إعادة التدفق عادةً على أربع مراحل رئيسية: التسخين المسبق، والنقع، وإعادة التدفق، والتبريد. كل مرحلة لها متطلبات محددة لدرجة الحرارة والوقت لضمان جودة اللحام. أدناه، سنصف عملية الاختلاف في هذه المراحل الأربع واحدة تلو الأخرى.

ثالثا. مرحلة التسخين المسبق
مرحلة التسخين المسبق هي المرحلة الأولية لملف درجة حرارة فرن إعادة التدفق وأساس عملية اللحام. خلال هذه المرحلة، تدخل لوحة الدائرة الكهربائية تدريجيًا إلى فرن إعادة التدفق، وتبدأ درجة الحرارة في الارتفاع ببطء.

1. التدفئة الأولية
   بعد دخول لوحة الدائرة الكهربائية إلى فرن إعادة التدفق، فإنها تتلامس أولاً مع منطقة التسخين الأولية داخل الفرن. تكون درجة الحرارة هنا عادة أقل، وذلك بهدف التأقلم التدريجي للوحة الدائرة ومكوناتها مع بيئة درجة الحرارة المرتفعة، مما يمنع التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة من إتلاف المكونات. عند هذه النقطة، يظهر ملف درجة الحرارة اتجاهًا تصاعديًا تدريجيًا، مع معدل ارتفاع بطيء نسبيًا في درجة الحرارة.

2. تبخر الرطوبة
   مع زيادة درجة الحرارة تدريجيًا، تبدأ الرطوبة الموجودة على لوحة الدائرة في التبخر. هذه عملية أساسية لأن الرطوبة يمكن أن تتوسع بسرعة وتولد ضغط البخار عند درجات حرارة عالية، مما قد يؤدي إلى إتلاف المكونات. ولذلك فإن مرحلة التسخين المسبق تتطلب وقتا كافيا لضمان التبخر الكامل للرطوبة. خلال هذه المرحلة، قد يزيد ميل ملف درجة الحرارة قليلاً، حيث يلزم المزيد من الحرارة لتسريع تبخر الرطوبة.

3. تطاير المذيبات
   بالإضافة إلى الرطوبة، يحتوي التدفق الموجود على لوحة الدائرة أيضًا على مكونات مذيبة معينة. في المرحلة اللاحقة من التسخين المسبق، مع زيادة درجة الحرارة، تبدأ هذه المذيبات أيضًا في التطاير. الدور الأساسي للتدفق هو مساعدة اللحام في ترطيب وتدفق أفضل أثناء عملية اللحام. لذلك، أثناء التطاير بالمذيبات، من الضروري التأكد من عدم استهلاك المكونات النشطة في التدفق بشكل مفرط لضمان جودة اللحام. في هذا الوقت، قد يزيد ميل ملف درجة الحرارة لتوفير حرارة كافية لتسريع عملية تطاير المذيبات.

رابعا. مرحلة النقع
تعد مرحلة النقع إحدى المراحل الحاسمة لملف درجة حرارة فرن إعادة التدفق، مما يحدد جودة اللحام. خلال هذه المرحلة، تظل لوحة الدائرة الكهربائية في درجة حرارة ثابتة لفترة من الوقت لضمان ذوبان اللحام تمامًا وتكوين اتصال ثابت مع المكونات.

1. ذوبان اللحام
   عندما تصل درجة الحرارة إلى نقطة انصهار اللحام، يبدأ اللحام في الذوبان. هذه عملية أساسية لأنها تحدد قوة تكوين واتصال نقاط اللحام. في المرحلة المبكرة من مرحلة النقع، قد ينخفض ​​ميل ملف درجة الحرارة أو يظل ثابتًا لضمان ذوبان اللحام تدريجيًا عند درجة حرارة ثابتة.

2. الترطيب والانتشار
   عندما يذوب اللحام، يبدأ في التبلل والانتشار على مسامير المكونات ووسادات اللحام الموجودة على لوحة الدائرة. تتطلب هذه العملية وقتًا كافيًا لضمان تدفق اللحام بشكل كامل وسد جميع الفجوات. في المراحل المتوسطة والمتأخرة من مرحلة النقع، قد يظل ميل ملف درجة الحرارة ثابتًا أو يزيد قليلاً لضمان استمرار تبلل اللحام وانتشاره عند درجة حرارة ثابتة.

3. إزالة طبقة الأكسيد
   أثناء عملية اللحام، قد تؤثر طبقات الأكسيد الموجودة على مسامير المكونات ومنصات لحام لوحة الدائرة الكهربائية سلبًا على جودة اللحام. لذلك، في المرحلة اللاحقة من مرحلة النقع، من الضروري التأكد من أن اللحام يمكنه إزالة طبقات الأكسيد هذه بشكل مناسب. يتم تحقيق ذلك عادةً عن طريق إضافة عوامل اختزال (مثل الهيدروجين النشط). خلال هذه المرحلة، قد يظل ميل ملف درجة الحرارة ثابتًا أو ينخفض ​​قليلاً لضمان قدرة عامل الاختزال على العمل بشكل كامل.

رابعا. مرحلة الاحتفاظ بالحرارة
تعد مرحلة الاحتفاظ بالحرارة إحدى المراحل الحاسمة في ملف درجة حرارة فرن إعادة التدفق، مما يحدد جودة اللحام. خلال هذه المرحلة، يتم الحفاظ على لوحة الدائرة الكهربائية عند درجة حرارة ثابتة لفترة من الوقت لضمان ذوبان اللحام بالكامل وتكوين اتصال آمن مع المكونات.

1. ذوبان اللحام
   عندما تصل درجة الحرارة إلى نقطة انصهار اللحام، يبدأ اللحام في الذوبان. هذه عملية أساسية لأنها تحدد قوة تكوين واتصال نقاط اللحام. في المرحلة المبكرة من مرحلة الاحتفاظ بالحرارة، قد ينخفض ​​ميل ملف درجة حرارة الفرن أو يظل ثابتًا لضمان ذوبان اللحام تدريجيًا عند درجة حرارة ثابتة.

2. ترطيب وانتشار
   عندما يذوب اللحام، يبدأ في التبلل وينتشر على مسامير المكونات والوسادات الموجودة على لوحة الدائرة. تتطلب هذه العملية وقتًا كافيًا لضمان تدفق اللحام بشكل كامل وسد جميع الفجوات. في المراحل المتوسطة والمتأخرة من مرحلة الاحتفاظ بالحرارة، قد يظل ميل ملف درجة حرارة الفرن دون تغيير أو يزيد قليلاً لضمان استمرار تبلل اللحام وانتشاره عند درجة حرارة ثابتة.

3. إزالة طبقة الأكسيد
   أثناء عملية اللحام، قد تؤثر طبقات الأكسيد الموجودة على مسامير المكونات ومنصات لوحة الدائرة الكهربائية سلبًا على جودة اللحام. لذلك، في المرحلة اللاحقة من مرحلة الاحتفاظ بالحرارة، من الضروري التأكد من أن اللحام يمكنه إزالة طبقات الأكسيد هذه بشكل مناسب. يتم تحقيق ذلك عادةً عن طريق إضافة عوامل اختزال (مثل الهيدروجين النشط). خلال هذه المرحلة، قد يظل ميل ملف درجة حرارة الفرن ثابتًا أو ينخفض ​​قليلاً لضمان قدرة عامل الاختزال على العمل بشكل كامل.

V. مرحلة إنحسر
تعد مرحلة إعادة التدفق مرحلة حاسمة أخرى في ملف درجة حرارة فرن إعادة التدفق، حيث تحدد الشكل النهائي وجودة نقاط اللحام. خلال هذه المرحلة تصل درجة الحرارة إلى ذروتها وتبدأ في الانخفاض تدريجياً، ويبدأ اللحام في التصلب وتكوين اتصال آمن.

1. ذروة درجة الحرارة
   في المرحلة المبكرة من مرحلة إنحسر التدفق، تصل درجة الحرارة إلى ذروتها. هذه هي أعلى نقطة درجة حرارة أثناء عملية اللحام ولحظة حاسمة عندما يذوب اللحام بالكامل. في هذا الوقت، قد يزيد ميل ملف درجة حرارة الفرن بشكل حاد للوصول إلى درجة حرارة الذروة. بعد ذلك، مع انتقال الحرارة تدريجيًا من لوحة الدائرة إلى أجزاء أخرى من غرفة الفرن (مثل جدران الفرن وأسفله)، تبدأ درجة الحرارة في الانخفاض تدريجيًا.

2. تصلب اللحام
   مع انخفاض درجة الحرارة، يبدأ اللحام في التصلب تدريجيًا. هذه عملية مهمة لأنها تحدد الشكل النهائي وقوة التوصيل لنقاط اللحام. في المراحل المتوسطة والمتأخرة من مرحلة إعادة التدفق، قد ينخفض ​​ميل درجة حرارة الفرن تدريجيًا أو يظل ثابتًا لضمان صلابة اللحام تدريجيًا عند درجة حرارة ثابتة. خلال هذه المرحلة، من الضروري تجنب معدلات التبريد السريعة بشكل مفرط لمنع عيوب اللحام مثل اللحام البارد والشقوق.

السادس. مرحلة التبريد
مرحلة التبريد هي المرحلة النهائية لملف درجة حرارة فرن إعادة التدفق ونهاية عملية اللحام. خلال هذه المرحلة، تخرج لوحة الدائرة تدريجيًا من البيئة ذات درجة الحرارة المرتفعة وتبرد بشكل طبيعي إلى درجة حرارة الغرفة.

1. التبريد الطبيعي
   في المرحلة الأولية من مرحلة التبريد، تظل لوحة الدائرة في درجة حرارة عالية نسبيًا، مما يتطلب انخفاضًا تدريجيًا في درجة الحرارة لمنع تلف المكونات أو تشوه اللوحة. خلال هذا الوقت، قد ينخفض ​​ميل درجة حرارة الفرن تدريجيًا لتوفير وقت تبريد كافٍ للوحة الدائرة حتى تبرد تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة.

2. تبديد الحرارة المتبقية
   عندما تبرد لوحة الدائرة تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة، تبدأ أيضًا الحرارة المتبقية بداخلها في التبدد. هذه عملية بطيئة وتتطلب وقتًا كافيًا للتأكد من تبريد لوحة الدائرة بالكامل إلى درجة حرارة الغرفة لتجنب حدوث مشكلات في المعالجة اللاحقة، مثل التشوه الناتج عن الإجهاد الحراري. خلال هذه المرحلة، قد يظل ميل ملف درجة حرارة الفرن ثابتًا أو ينخفض ​​قليلاً لتوفير وقت تبريد كافٍ للوحة الدائرة حتى تبرد تمامًا إلى درجة حرارة الغرفة.

سابعا. العلاقة بين مبدأ لحام عجينة اللحام وملف درجة حرارة فرن إعادة التدفق
يتضمن مبدأ اللحام بمعجون اللحام وضع معجون اللحام على لوحة الدائرة وصهر اللحام تحت درجات حرارة عالية لتكوين مركب سبيكة مع سطح الأجهزة المتصلة، مما يؤدي إلى إنشاء اتصال آمن أثناء عملية التبريد. تؤثر التغييرات في درجة حرارة فرن إعادة التدفق بشكل مباشر على فعالية لحام معجون اللحام.

1. أولاً، أثناء مرحلتي التسخين المسبق والاحتفاظ بالحرارة، يتحكم ميل شكل درجة حرارة الفرن في معدل تبخر المذيبات في معجون اللحام ودرجة ذوبان اللحام. يضمن التسخين المسبق والاحتفاظ بالحرارة أن يذوب اللحام بالكامل ويشكل اتصالاً جيدًا مع الوسادات ودبابيس المكونات. قد يؤدي عدم كفاية التسخين المسبق أو الاحتفاظ بالحرارة إلى ذوبان غير كامل أو تدفق غير متساوٍ للحام، مما يؤدي إلى انخفاض جودة اللحام.

2. ثانيًا، خلال مرحلة إعادة التدفق، يحدد ميل ملف درجة حرارة الفرن سرعة ذوبان اللحام وتدفقه. قد يؤدي المنحدر شديد الانحدار الذي يؤدي إلى ارتفاع سريع في درجة الحرارة إلى ذوبان اللحام بسرعة كبيرة وينتج عنه تناثر. على العكس من ذلك، فإن المنحدر الضحل للغاية الذي يؤدي إلى ارتفاع بطيء في درجة الحرارة قد يمنع اللحام من الذوبان الكامل أو التدفق بالتساوي. لذلك، يعد التحكم الدقيق في درجة الحرارة والوقت أثناء مرحلة إعادة التدفق أمرًا بالغ الأهمية لضمان جودة اللحام.

3. أخيرًا، خلال مرحلة التبريد، يؤثر ميل درجة حرارة الفرن على سرعة التصلب وجودة اللحام لوصلات اللحام. يضمن معدل التبريد المناسب التصلب السريع والاتصال الآمن لمفاصل اللحام. قد يؤدي معدل التبريد السريع للغاية إلى حدوث عيوب مثل الشقوق أو التشوه في وصلات اللحام. لذلك، من الضروري التحكم بشكل معقول في درجة الحرارة والوقت أثناء مرحلة التبريد لتحسين جودة اللحام.