يشير لحام SMD إلى عملية لحام المكونات الإلكترونية المثبتة على السطح بلوحات الدوائر المطبوعة. مع تقلص حجم الأجهزة الإلكترونية ولوحات الدوائر المطبوعة تدريجيًا، ازداد استخدام مكونات SMD شهد تصميم الدوائر الإلكترونية تطورًا هائلاً. يتيح الحجم الصغير لمكونات SMD كثافةً أكبر بكثير للمكونات على لوحات الدوائر، مما يسمح بتصغير حجم الإلكترونيات الحديثة. ومع ذلك، فإن حجمها الصغير يُشكل أيضًا بعض التحديات الفريدة في التجميع واللحام. في هذا الدليل، سنشرح الأدوات والمواد الرئيسية، ونشرح خطوة بخطوة عملية لحام مكونات SMD بشكل صحيح، ونُتقن إعادة لحامها.
اسينشال أدوات لحام SMD & مواد
يتطلب لحام الأجهزة المثبتة على السطح أدوات متخصصة للتعامل مع المكونات الصغيرة وصنع وصلات لحام دقيقة. إليك بعض الأدوات الأساسية التي ستحتاجها:
مكواة لحام - مكواة لحام دقيقة الرأس بقوة تتراوح بين 15 و30 واط مثالية لأعمال SMD. يمكن استخدام رؤوس صغيرة تصل إلى 0.5 مم. تساعد ميزات التحكم في درجة الحرارة على تجنب ارتفاع درجة الحرارة.
مسدس لحام الهواء الساخن – استخدم الهواء الساخن لإذابة اللحام أو معجون اللحام، وهو مزود بأطراف مسدس مختلفة.
مادة الصهر - عادةً ما تكون محلولًا راتنجيًا أو معجون صهر. تتيح أدوات التطبيق، سواءً كانت على شكل قلم أو إبرة، تحكمًا أفضل في الكمية المستخدمة.
عامل التنظيف - يتم استخدام منظف ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو الكحول الأيزوبروبيل، عادةً مع فرشاة أو مسحات قطنية، لإزالة التدفق المتبقي.
معجون اللحام - يتكون معجون اللحام من خليط من سبيكة لحام مسحوقة وكريمة لحام. يسمح هذا المعجون بتوزيع اللحام بدقة على وسادات SMD قبل تركيب المكونات.
المجهر - يُعدّ المجهر المجسم أو العدسات المكبرة ضروريًا لفحص وصلات اللحام الصغيرة وتركيب المكونات. يُعدّ المجهر ذو قوة تكبير تتراوح بين 20x و40x خيارًا شائعًا.
ملاقط - تتيح هذه الملاقط ذات الرأس الدقيق التعامل الدقيق مع مكونات SMD بأحجام صغيرة تصل إلى 0201 أو 01005 (0.25 مم × 0.125 مم). يُفضل استخدام ملاقط مضادة للكهرباء الساكنة.
أدوات مساعدة اللحام - تتيح أدوات المساعدة ذات العدسات المكبرة وضع لوحات الدوائر المطبوعة بدون استخدام اليدين تحت المجهر أثناء اللحام.
استنسل – الإستنسل ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي صفائح معدنية رقيقة مقطوعة بالليزر بنمط فتحات مطابق لتخطيط لوحة لحام PCB. لتطبيق معجون اللحام، يُحاذى القالب على PCB، ثم يُرشّ المعجون على اللوحات من خلال فتحات القالب. يتيح استخدام القالب تطبيق معجون اللحام بدقة وكفاءة قبل تركيب مكونات SMD.
الأدوات المساعدة – تساعد الأدوات المساعدة في وضع اللوحات بزاوية مما يحسن الرؤية والوصول إلى مفاصل اللحام الموجودة أسفل المكونات أثناء اللحام اليدوي.
أدوات شفط اللحام/إزالة اللحام – تُستخدم أدوات التفريغ المتخصصة لإزالة أو إعادة عمل وصلات اللحام وإزالة اللحام من المكونات لأعمال الإصلاح.
كيفية إجراء لحام SMD: دليل احترافي خطوة بخطوة
جهّز لوحة الدوائر المطبوعة بتنظيفها جيدًا لإزالة أي شوائب أو أكسدة قد تكون موجودة. يمكنك بعد ذلك بدء لحام SMD باستخدام مكواة لحام أو مسدس لحام بالهواء الساخن.
لحام SMD مع مكواة اللحام
الخطوة 1: تطبيق Flux
استخدم قلمًا لصهر اللحام لتغطية جميع وسادات SMD بالتساوي. بالنسبة للدوائر المتكاملة الخزفية الخالية من الرصاص، غطِّ الوسادات باللحام مسبقًا (اعمل بسرعة على درجة حرارة معتدلة لتجنب الانصهار الزائد).
الخطوة 2: وضع المكون
استخدم ملقطًا مضادًا للكهرباء الساكنة لوضع الشريحة بدقة على PCB الوسادات. تأكد جيدًا من محاذاة كل طرف مع الوسادة الخاصة به.
الخطوة 3: لحام الزوايا
ضع قليلًا من اللحام على رأس مكواة اللحام للحام الزوايا القطرية للرقاقة وتثبيتها. تأكد من محاذاة القطعة قبل الخطوة التالية.
الخطوة 4: إعادة تطبيق التدفق
استخدم قلم التدفق مرة أخرى لتطبيق طبقة جديدة من التدفق فوق الدبابيس والوسادات، مما يضمن تدفق اللحام بسلاسة ويمنع الأكسدة.
خطوة 5:سحب اللحام باستخدام جي إف Wافي Tip
استخدم رأس مكواة اللحام المموجة الصغيرة لسحب اللحام، والذي يحتوي على خزان لحام في رأسه. أولًا، املأ الخزان باللحام المنصهر. المس الأطراف الخارجية للدبابيس ووسادات QFP برفق بالرأس. ارفع الرأس قليلًا بمقدار 0.5 مم تقريبًا للسماح بتدفق اللحام المنصهر من الخزان إلى منطقة الوسادة والدبابيس، مشكلًا وصلة لحام. في هذه الخطوة، انتبه لحركات اليد. يجب أن يشكل محور رأس مكواة اللحام زاوية تتراوح بين 30 و45 درجة مع الحافة المراد لحامها. لا تسحب اللحام بسرعة كبيرة، وتحكم به ليمر عبر نقطة لحام واحدة في ثانية واحدة تقريبًا.
الخطوة الثالثة: التفتيش النهائي والتنظيف
بعد اللحام، افحص كل وصلة لحام بدقة تحت المجهر للتحقق من وجود أي قصر كهربائي أو لحام رديء يتطلب إعادة العمل. في حالة وجود قصر كهربائي، ضع مادة اللحام وأعد السحب (بحد أقصى محاولتين لكل منطقة). إذا لم يتم اللحام بشكل صحيح في إحدى المرات، فانتظر حتى يبرد قبل إعادة اللحام. (إجمالي ≤2 عمليات إعادة عمل). في حال عدم وجود أي عيوب، قم بعملية تنظيف.
لحام SMD مع Hot Air Sتكبر Gun
الخطوة 1: فحص ما قبل اللحام
افحص وسادات لوحة الدوائر المطبوعة للتأكد من عدم وجود نتوءات لحام كافية. إذا كانت كمية اللحام غير كافية، ضع كمية صغيرة من اللحام عليها باستخدام مكواة لحام. إذا لم يكن هناك أي نتوء لحام، ضع معجون اللحام عليها باستخدام استنسل لوحة الدوائر المطبوعة.
الخطوة 2: تطبيق Flux
قم بتطبيق التدفق على كل من دبابيس المكونات والوسادات لتحسين الترطيب المناسب أثناء عملية إعادة التدفق.
الخطوة الثالثة: وضع المكون
استخدم ملقطًا لتثبيت مُكوّن SMD بدقة على وسادات لوحة الدوائر المطبوعة. تأكد من محاذاة الأسلاك جيدًا مع الوسادات.
الخطوة 4: التسخين
قبل اللحام، استخدم مسدس الهواء الساخن لتسخين المنطقة المحيطة بالمكون برفق. هذا يمنع الصدمات الحرارية ويضمن تسخينًا متساويًا.
الخطوة الثالثة: إنحسر عملية اللحام
ضع هواءً ساخنًا على المكون بالتساوي حتى يذوب اللحام ويعود للانصهار. بالنسبة لمكونات SMD الصغيرة، يساعد التوتر السطحي على محاذاة المكون تلقائيًا في الوضع الصحيح. عند العمل مع مكونات QFP، انتبه لمحاذاة الدبابيس أثناء التسخين. يُنصح بلحام صف واحد من الدبابيس أولًا، والتحقق من المحاذاة، ثم لحام الصفوف الأخرى.
الخطوة الثالثة: الفحص النهائي & التنظيف
بعد انتهاء اللحام، افحص اللوحة بحثًا عن أي عيوب محتملة. نظّف لوحة الدائرة بالكحول الأيزوبروبيل وفرشاة أو قطعة قطن لإزالة أي تدفق متبقٍّ.
نصائح يجب اتباعها أثناء عملية اللحام
- استخدم أقل درجة حرارة فعالة لمكواة اللحام لتجنب إتلاف المكونات الحساسة.
- احرص على إبقاء طرف اللحام نظيفًا بين المفاصل لضمان نقل الحرارة بشكل مثالي إلى المفصل.
- ضع كمية كافية من اللحام لتشكيل شريحة مناسبة على كل وصلة. قد يؤدي نقص أو زيادة اللحام إلى توصيلات غير موثوقة.
- راقب تدفق اللحام وترطيبه ثم أعد وضع اللحام أو الوسادات المسبقة إذا لزم الأمر.
- تجنب لمس أو صدم لوحة الدوائر المطبوعة حتى تبرد جميع وصلات اللحام وتتصلب.
- قم بإجراء فحص بصري أسفل المكونات مثل BGAs و QFNs إذا كان ذلك ممكنًا.
- أخذ ESD خطوات الوقاية مثل أحزمة المعصم والحصائر الأرضية.
- العمل بشكل منهجي من المركز إلى الخارج أو من المكونات الصغيرة إلى المكونات الأكبر.
- حافظ على برودة الوسادات عن طريق تجنب الحرارة المستمرة في مكان واحد لمنع رفع الوسادات أو إتلاف لوحة الدوائر المطبوعة.
كيفية إعادة عمل لحام SMD؟
إن إعادة صياغة لحام جهاز التركيب السطحي هي عملية دقيقة ولكنها مهارة أساسية إصلاح ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع ضرورة توخي الحذر الشديد، يُمكن فكّ لحام مكونات SMD واستبدالها بنجاح دون التسبب في تلف اللوحة. سنشرح بعد ذلك كيفية إعادة لحام SMD باستخدام مسدس لحام بالهواء الساخن ومكواة لحام.
إزالة اللحام باستخدام أتكبر Iرون
ضع مادة اللحام على دبابيس المكونات، واختر رأس مكواة لحام مناسبًا بدرجة حرارة تتراوح بين ٢٠٠ و٤٠٠ درجة مئوية. سخّن الدبابيس لإذابة اللحام، ثم أزل المكونات باستخدام ملقط. تختلف العملية قليلاً باختلاف أنواع المكونات. فيما يلي التفاصيل الدقيقة.
مكونات SMD ثنائية الطرف ابدأ بوضع اللحام على أحد الطرفين وتسخينه باستخدام مكواة اللحام. أثناء ذوبان اللحام، سخّن الطرف الآخر بسرعة. عندما يذوب كلا الطرفين، استخدم ملقطًا لإزالة القطعة. يمكنك استخدام مكواة لحام لتسخين كلا الطرفين في نفس الوقت.
دوائر متكاملة ذات حزمة خطية مزدوجة (DIP) ضع مادة الصهر على الدبابيس، ثم وزّع اللحام على طول صف واحد. حرّك مكواة اللحام على طول صف الدبابيس لإذابة اللحام. أدخل ملقطًا بين الدائرة المتكاملة والوسادات على الجانب المنصهر، وارفعه لفصل الدبابيس. أزل اللحام الزائد بمكواة لحام أو فتيل لحام. كرّر العملية على الجانب الآخر لإزالة المكون تمامًا.
الدوائر المتكاملة ذات الحزمة الرباعية المسطحة (QFP) ضع مادة الصهر على الدبابيس وفتيل اللحام. ضع فتيل اللحام فوق صف الدبابيس وسخّنه بمكواة لحام. أدخل شريحة فولاذية رقيقة غير قابلة للبلل بين الدبابيس والوسادات لرفعها. كرّر العملية على جميع الجوانب حتى تزول الرقاقة.
إزالة اللحام باستخدام a بندقية الهواء الساخن
ضع مادة الصهر على دبابيس المكونات، وأمسكها بملقط. سخّن المكونات مسبقًا بمسدس هواء ساخن، ثم انفخ عليها. لا تبق في مكان واحد، بل حرّك رأس المسدس بسرعة لتسخين كل دبوس. عندما يذوب لحام الدبوس، أزل المكونات بملقط. أخيرًا، نظّف الوسادات لإعادة اللحام.
ما يجب أن تضعه في اعتبارك:
-قم بإجراء عملية التسخين المسبق الشاملة، عادةً لمدة 30 ثانية.
-اختر طرف البندقية وفقًا لشكل المكون، باستخدام طرف بندقية أنبوبي بشكل عام.
-احرص على إبقاء رأس المسدس عموديًا على لوحة الدائرة قدر الإمكان وعلى بعد حوالي 10 مم منها.
- بشكل عام، اضبط سرعة الرياح على 1-3 مستويات والحرارة على 5 مستويات.
الخلاصة
قد يبدو لحام SMD صعبًا في البداية نظرًا للعمل بمكونات ومفاصل صغيرة جدًا. ولكن مع بعض الممارسة، واستخدام الأدوات المناسبة، واتباع تقنية دقيقة، يمكنك لحام مكونات من أي حجم تقريبًا بنجاح. مع ازدياد صغر حجم مكونات التركيب السطحي وازدياد كثافة الألواح، أصبح تعلم مهارات لحام SMD أمرًا ضروريًا للمبتدئين في لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وهواة الإلكترونيات.
