Solder Paste vs Wire vs Bar: คู่มือการประกอบ PCB

โลหะบัดกรี ลวดบัดกรี และแท่งบัดกรีอาจใช้ตระกูลโลหะผสมที่คล้ายกัน แต่ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่ใช้แทนกันได้ แต่ละแบบฟอร์มได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งประสานไปยังข้อต่อในลักษณะที่แตกต่างกัน

• เลือกวางประสานสำหรับการพิมพ์ลายฉลุหรือการจ่ายตามด้วยการรีโฟลว์
• เลือกลวดบัดกรีสำหรับการบัดกรีด้วยมือ การทำงานซ้ำ PCB หรือการบัดกรีแบบจุดด้วยหุ่นยนต์
• เลือกแถบบัดกรีสำหรับการบัดกรีแบบคลื่น การบัดกรีแบบจุ่ม ระบบการบัดกรีแบบเลือกสรรด้วยหม้อบัดกรี หรือการดำเนินการเชื่อมซ้ำหลายครั้ง

ตัวเลือกที่ดีที่สุดเริ่มต้นด้วยกระบวนการประกอบ ไม่ใช่ชื่อโลหะผสม ประเภทส่วนประกอบ อุปกรณ์ ปริมาณการผลิต เคมีฟลักซ์ ข้อกำหนดในการทำความสะอาด และความต้องการด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด ทำให้ข้อกำหนดแคบลง

ขั้นแรก แยกแบบฟอร์มการบัดกรี โลหะผสม และฟลักซ์

การตัดสินใจสามประการมักจะผสมกัน:

• แบบฟอร์มการประสานอธิบายวิธีการจัดหาและจัดส่งวัสดุ: แบบเพสต์ ลวด หรือแท่ง
• โลหะผสมประสานอธิบายองค์ประกอบของโลหะ เช่น ระบบ Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Bi หรือ Sn-Pb
• ระบบฟลักซ์กำหนดการกำจัดออกไซด์ การรองรับการทำให้เปียก พฤติกรรมของสารตกค้าง และข้อกำหนดในการทำความสะอาด

โลหะผสมที่ระบุสามารถใช้ได้หลายรูปแบบ แต่ไม่ได้ทำให้กระบวนการผลิตภัณฑ์เหล่านั้น-เท่าเทียมกัน สำหรับภาพรวมที่กว้างขึ้น โปรดดูที่การจำแนกประเภทของบัดกรี. IPC ยังเผยแพร่ข้อกำหนดแยกต่างหากสำหรับสารบัดกรีภายใต้ J-STD-005B, ฟลักซ์บัดกรีภายใต้ J-STD-004D, และโลหะบัดกรีเกรดอิเล็กทรอนิกส์-และโลหะบัดกรีแข็งภายใต้ J-STD-006.

ภาพรวมระหว่าง Solder Paste กับ Solder Wire กับ Solder Bar

เมื่อใดควรเลือก Solder Paste

วางประสานผสมผงโลหะผสมบัดกรีละเอียดเข้ากับยานพาหนะที่ใช้ฟลักซ์- โดยจะวางปริมาณการบัดกรีที่มีการควบคุมไว้บนแผ่น PCB ก่อนที่ชุดประกอบจะเข้าสู่กระบวนการรีโฟลว์

แอปพลิเคชั่นที่ดีที่สุด

โดยปกติแล้วสารบัดกรีจะเป็นตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อบอร์ดประกอบด้วยส่วนประกอบที่ยึดติดบนพื้นผิว-จำนวนมาก สเตนซิลสามารถวางแปะบนแผ่นอิเล็กโทรดจำนวนมากในรอบการพิมพ์ครั้งเดียว หลังจากนั้นส่วนประกอบต่างๆ จะถูกวางและจัดเรียงใหม่ การจ่ายหรือการพ่นสามารถใช้สำหรับต้นแบบ การสะสมเฉพาะที่ ข้อกำหนดความสูงแบบผสม- หรือการออกแบบที่ไม่เหมาะกับการพิมพ์สเตนซิลทั่วไป

การใช้งานทั่วไป ได้แก่ SMT การผลิต การประกอบส่วนประกอบระดับ-ระดับละเอียด ส่วนประกอบ-ที่สิ้นสุดด้านล่าง การจัดเรียงต้นแบบ และการทำงานซ้ำ SMD ที่เลือก รายการรายละเอียดเพิ่มเติมมีอยู่ในคำแนะนำการใช้งานวางประสานทั่วไป.

สิ่งที่ต้องตรวจสอบก่อนซื้อ

• โลหะผสมและช่วงการหลอมละลาย
• ชนิดผงและความเหมาะสมสำหรับรูรับแสงลายฉลุที่เล็กที่สุด
• ข้อกำหนดการจำแนกประเภทฟลักซ์และสารตกค้าง
• ข้อมูลปริมาณโลหะ ความหนืด การตกต่ำ การยึดเกาะ และข้อมูลการทำให้เปียก
• การจัดเก็บที่แนะนำ การละลาย อายุการใช้งาน และโปรไฟล์การจัดเรียงใหม่
• ความเข้ากันได้กับสเตนซิล เครื่องพิมพ์ ระบบการจ่าย และกระบวนการทำความสะอาด

วิธีการสมัครมีความสำคัญพอๆ กับวัสดุ ทบทวนวิธีการใช้วางประสานอย่างถูกต้องก่อนที่จะเปลี่ยนพารามิเตอร์การพิมพ์หรือการตั้งค่าการจ่าย ประวัติการจัดเก็บยังส่งผลต่อความสม่ำเสมอ ดังนั้นผลิตภัณฑ์จึงระบุไว้อายุการเก็บรักษาและเงื่อนไขการจัดการของสารบัดกรีควรถือเป็นการควบคุมกระบวนการ

ข้อจำกัดหลัก

ประสิทธิภาพการวางขึ้นอยู่กับมากกว่าเคมี การออกแบบลายฉลุ การเปิดรูรับแสง การจัดแนวการพิมพ์ ปริมาณการสะสม ความแม่นยำในการวางตำแหน่ง การรองรับบอร์ด และโปรไฟล์การระบายความร้อน ล้วนส่งผลต่อผลลัพธ์ ในการผลิตการตรวจสอบการวางประสานสามารถช่วยระบุปัญหาการสะสมก่อนที่ส่วนประกอบจะดำเนินการผ่านการปรับการไหลใหม่

เมื่อใดควรเลือกลวดบัดกรี

ลวดบัดกรีจะส่งโลหะผสมไปยังข้อต่อที่ได้รับความร้อนครั้งละหนึ่งข้อต่อ ซึ่งทำให้ใช้งานได้จริงเมื่อผู้ปฏิบัติงานหรือระบบหุ่นยนต์ต้องการการควบคุมภายใน แทนที่จะสะสมทั่วทั้ง PCB พร้อมกัน

แอปพลิเคชั่นที่ดีที่สุด

• การบัดกรีด้วยมือของรูทะลุ-
• ขั้วต่อ ขั้วต่อ และชุดสายไฟ
• ซ่อมแซม PCB- และเปลี่ยนส่วนประกอบ
• ปริมาณต่ำ-หรือการประกอบต้นแบบ
• การบัดกรีเหล็กด้วยหุ่นยนต์
• ส่วนประกอบที่ติดตั้งหลังจากรอบการจัดเรียงใหม่หลัก

ลวดมีจำหน่ายในขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง โลหะผสม และฟลักซ์ที่แตกต่างกัน ภาพรวมของคุณสมบัติและการใช้งานลวดบัดกรีให้บริบทเพิ่มเติมเกี่ยวกับรูปแบบการบัดกรีแข็ง

ฟลักซ์-ลวดเชื่อมไม่เหมือนกับลวดแข็ง

สายไฟเกรดอิเล็กทรอนิกส์-จำนวนมากมีแกนฟลักซ์ภายในตั้งแต่หนึ่งแกนขึ้นไป ฟลักซ์จะถูกปล่อยออกมาเมื่อลวดละลายใกล้ข้อต่อ โซลิดไวร์ไม่มีกลไกการนำส่ง-ในตัวนี้ และโดยปกติต้องใช้กลยุทธ์ฟลักซ์แยกต่างหาก

แม้แต่ลวดเชื่อมฟลักซ์-ก็อาจต้องการฟลักซ์เพิ่มเติมในระหว่างการซ่อมแซมบางอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพื้นผิวถูกออกซิไดซ์หรือรูปทรงของข้อต่อจำกัดไม่ให้เปียก ฟลักซ์ที่เพิ่มจะต้องยังคงเข้ากันได้กับสารตกค้างและกระบวนการทำความสะอาดที่มีอยู่ อย่าสันนิษฐานว่าสายไฟทั้งหมดมีกิจกรรมฟลักซ์ ปริมาณฮาไลด์ พฤติกรรมสารตกค้าง หรือข้อกำหนดในการทำความสะอาดเหมือนกัน

ข้อจำกัดหลัก

การบัดกรีแบบแมนนวลนั้นไวต่อเทคนิคของผู้ปฏิบัติงาน -สภาพปลายเหล็ก เวลาในการสัมผัส ความจุความร้อน การป้อนลวด และการเข้าถึงข้อต่อ อุปกรณ์หุ่นยนต์ปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำ แต่ยังต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด โปรแกรมป้อน รูปทรงปลาย แผนการบำรุงรักษา และการออกแบบข้อต่อที่ถูกต้อง

ลวดบัดกรีสามารถซ่อมแซมข้อต่อ SMD แต่ละตัวได้ แต่ไม่สามารถแทนที่การสะสมของโลหะบัดกรีแบบขนานที่ควบคุมในการผลิต SMT ในปริมาณมาก

เมื่อใดควรเลือกแถบบัดกรี

แท่งบัดกรีจ่ายโลหะผสมที่ใช้ในการสร้างหรือเติมอ่างบัดกรีหลอมเหลว โดยทั่วไปมักเติมลงในอุปกรณ์บัดกรีแบบคลื่น ระบบจุ่ม หม้อบัดกรี และเครื่องบัดกรีแบบเลือกสรรบางเครื่อง

แอปพลิเคชั่นที่ดีที่สุด

• การบัดกรีแบบคลื่นของชุดประกอบเทคโนโลยี-รูและแบบผสม-
• การบัดกรีขั้วต่อ ลีด หรือส่วนประกอบขนาดเล็กแบบจุ่ม
• การพันปลายสายไฟหรือสายส่วนประกอบซ้ำๆ
• กระบวนการบัดกรี-หม้อและน้ำพุ
• ถังเก็บเครื่องจักรที่ต้องการโลหะผสมหลอมเหลวในปริมาณที่มากขึ้น

เครื่องบัดกรีแบบแท่งมีประสิทธิภาพสำหรับกระบวนการที่ต้องการปริมาณโลหะหลอมเหลวที่เสถียร แต่ไม่ได้มีไว้สำหรับการวางตำแหน่งจุด-ต่อ-ที่แม่นยำบนแผ่น SMT

บาร์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของกระบวนการเท่านั้น

โดยปกติการบัดกรีแบบคลื่นและแบบจุ่มจะใช้ฟลักซ์แยกต่างหาก ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับการเลือกฟลักซ์ การอุ่น อุณหภูมิของบัดกรี เวลาสัมผัส พื้นผิวของบอร์ดและส่วนประกอบ การตั้งค่าสายพานลำเลียง และสภาพของอ่าง คู่มือการฟลักซ์การบัดกรีคลื่นอธิบายบทบาทของฟลักซ์ก่อนที่ชุดประกอบจะถึงคลื่นประสาน

อ่างยังต้องการการควบคุมการเกิดออกซิเดชัน ขี้เถ้า โลหะที่ละลาย และการปนเปื้อนที่เกิดจากส่วนประกอบและแผ่นกระดาน ทบทวนหลักข้อควรระวังในการใช้งานแถบบัดกรีและวิธีการที่ใช้ประเมินประสิทธิภาพของแท่งบัดกรีก่อนเปลี่ยนอัลลอยด์หรือฝึกเติม

วิธีการเลือกแบบฟอร์มประสานที่ถูกต้อง

1. เริ่มต้นด้วยวิธีการจัดส่ง

• หากมีการบัดกรีก่อนที่ส่วนประกอบทั้งหมดจะได้รับความร้อน ให้เริ่มด้วยการบัดกรี
• หากบัดกรีถูกป้อนเข้าไปในข้อต่อที่ให้ความร้อนแยกกัน ให้เริ่มต้นด้วยลวด
• หากข้อต่อสัมผัสกับอ่างหลอมเหลวหรือคลื่น ให้เริ่มต้นด้วยแถบ

การตัดสินใจครั้งแรกนี้มีประโยชน์มากกว่าการเปรียบเทียบชื่อโลหะผสมเพียงอย่างเดียว

2. จับคู่ส่วนประกอบและข้อต่อ

แอสเซมบลี SMT ที่หนาแน่นมักต้องมีการวางและจัดเรียงใหม่ เข้าถึงได้ทาง-ข้อต่อรู ขั้วต่อ และการสิ้นสุดสายไฟอาจเหมาะกับสายไฟ การผลิตรู-ซ้ำๆ อาจเหมาะกับคลื่นหรือการบัดกรีแบบเลือกสรร โดยที่บัดกรีแบบแท่งจะจ่ายให้กับแหล่งกักเก็บที่หลอมละลาย

รูปทรงของข้อต่อยังส่งผลต่อข้อกำหนดอีกด้วย ช่องรับแสงละเอียดอาจต้องใช้ผงแป้งชนิดอื่น ในขณะที่ขั้วต่อขนาดใหญ่อาจต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางของสายไฟและแหล่งความร้อนที่สามารถจ่ายโลหะผสมและพลังงานความร้อนได้เพียงพอ

3. พิจารณาปริมาณและระบบอัตโนมัติ

ปริมาณการผลิตไม่ได้กำหนดรูปแบบด้วยตัวเอง แต่เปลี่ยนวิธีการจัดส่งที่ประหยัดที่สุด ข้อต่อต้นแบบบางส่วนสามารถบัดกรีด้วยตนเองได้ เงินฝาก SMT หลายร้อยรายการรองรับการพิมพ์และการจัดเรียงใหม่ รอยต่อของรู-ซ้ำๆ อาจปรับคลื่นหรืออุปกรณ์เฉพาะได้

4. กำหนดข้อกำหนดด้านฟลักซ์และการทำความสะอาด

ยืนยันว่ากระบวนการนี้ไม่ต้องการ-ความสะอาด น้ำ-ที่ละลายน้ำได้ ปราศจากฮาโลเจน- หรือระบบฟลักซ์อื่นที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ตรวจสอบขีดจำกัดสารตกค้าง ข้อกำหนดด้านการกัดกร่อนหรือความน่าเชื่อถือทางไฟฟ้า และดูว่าจำเป็นต้องทำความสะอาดหรือไม่

เพสต์ประกอบด้วยพาหนะฟลักซ์ของตัวเอง ลวดคอร์ฟ-ฟลักซ์ส่งฟลักซ์ผ่านลวด และบาร์บัดกรีมักจะทำงานร่วมกับฟลักซ์ที่แยกจากกัน ฉลากวัสดุอาจฟังดูคล้ายกัน แต่พฤติกรรมการไหล การกระตุ้น สารตกค้าง และการนำส่งไม่เท่ากัน ใช้ข้อกำหนดแอปพลิเคชันและความน่าเชื่อถือเพื่อเลือกฟลักซ์บัดกรีที่เหมาะสม.

5. เลือกโลหะผสมและยืนยันการปฏิบัติตามข้อกำหนด

หลังจากระบุรูปแบบและกลยุทธ์ฟลักซ์แล้ว ให้เปรียบเทียบพฤติกรรมการหลอมโลหะผสม อุณหภูมิกระบวนการ ความไวของส่วนประกอบ ความน่าเชื่อถือของข้อต่อ ต้นทุน และข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ คู่มือการโลหะผสมบัดกรีดีบุกทั่วไปสำหรับการประกอบ PCBสามารถช่วยจัดระเบียบการเปรียบเทียบทางเทคนิคได้

ไม่ควรเลือกผลิตภัณฑ์ที่มีสารตะกั่ว-ปลอดสารตะกั่วและ-โดยพิจารณาจากนิสัยหรือจุดหลอมเหลวเท่านั้น ต้องตรวจสอบตลาด หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ การยกเว้น ข้อมูลจำเพาะของลูกค้า และกฎหมายที่บังคับใช้ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่วางตลาดยุโรป โปรดปรึกษาข้อมูลของคณะกรรมาธิการยุโรปที่คำสั่ง RoHS. การเปรียบเทียบของบัดกรีดีบุกกับตะกั่วบัดกรีให้บริบทการเลือกเนื้อหาเพิ่มเติม- แต่ควรมีการตรวจสอบกฎระเบียบสำหรับผลิตภัณฑ์นั้นๆ ให้เสร็จสิ้น

สถานการณ์การประกอบภาคปฏิบัติสามสถานการณ์

ต้นแบบ SMT ที่มีขั้วต่อทะลุ-สองรู

ใช้สารบัดกรีสำหรับแผ่น SMD และจัดเรียงส่วนประกอบที่ยึดกับพื้นผิว-ใหม่ ติดตั้งขั้วต่อทะลุ-รูด้วยลวดบัดกรี จากนั้นใช้สายไฟและฟลักซ์การทำงานซ้ำที่เข้ากันได้สำหรับการสัมผัสเฉพาะจุด-

SMT แบบผสมและบอร์ดการผลิตแบบทะลุ-

สายการผลิตอาจพิมพ์สารบัดกรี วางและจัดเรียงส่วนประกอบ SMT ใหม่ สอดผ่าน-ชิ้นส่วนที่เป็นรู บัดกรีด้วยคลื่นหรือกระบวนการคัดเลือกที่จัดหาโดยการบัดกรีแบบแท่ง และปิดท้ายด้วยลวดสำหรับตรวจสอบ-ขึ้นไป กาวแท่ง แท่ง และลวดเป็นส่วนเสริมในขั้นตอนการทำงานนี้ แทนที่จะเป็นสารทดแทนของคู่แข่ง

ลวดซ้ำ-สิ้นสุดการเชื่อม

สำหรับปลายลวดจำนวนมาก หม้อบัดกรีแบบควบคุมที่มาพร้อมกับบัดกรีแบบแท่งอาจมีประสิทธิภาพมากกว่าการป้อนลวดเข้าที่ปลายทุกด้าน กระบวนการนี้ยังคงต้องใช้ฟลักซ์ที่ถูกต้อง เวลาในการแช่ อุณหภูมิอ่าง การควบคุมการปนเปื้อน และขั้นตอนด้านความปลอดภัย

ข้อผิดพลาดในการเลือกทั่วไป

• การเลือกตามชื่อโลหะผสมเพียงอย่างเดียว:โลหะผสมที่ระบุชนิดเดียวกันไม่สามารถทำให้แปะ ลวด และแท่งสามารถใช้แทนกันได้
• สมมติว่าทุกผลิตภัณฑ์มีฟลักซ์:เพสต์ประกอบด้วยพาหนะฟลักซ์ สายไฟหลายเส้นเป็นฟลักซ์-ที่มีแกนกลาง และแท่งมักจะต้องใช้ฟลักซ์แยกกัน
• การใช้ลวดแทนการผลิต SMT:ลวดสามารถซ่อมแซมข้อต่อเฉพาะที่แต่ไม่สามารถสร้างคราบที่ควบคุมได้ผ่านรูปแบบลายฉลุที่มีประชากรอยู่
• การใช้อ่างบัดกรีโดยไม่มีการควบคุมองค์ประกอบ:อุณหภูมิ การออกซิเดชั่น ขี้เถ้า โลหะที่ละลาย และการเติมสามารถเปลี่ยนแปลงกระบวนการได้
• ละเว้นความเข้ากันได้ของสารตกค้าง:การเปลี่ยนรูปแบบการบัดกรียังสามารถเปลี่ยนเคมีของฟลักซ์และข้อกำหนดในการทำความสะอาดได้
• การคัดลอกการตั้งค่าของบรรทัดอื่น:อุปกรณ์ สเตนซิล พื้นผิวของบอร์ด รูปทรงของส่วนประกอบ มวลความร้อน และปริมาณงานอาจต้องใช้พารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน

ข้อมูลที่ต้องเตรียมก่อนขอคำแนะนำ

• ขั้นตอนการประกอบและอุปกรณ์ที่มีอยู่
• SMT, รูทะลุ, ขั้วต่อ, เทอร์มินัล หรือรายละเอียดข้อต่อสายไฟ-
• ระยะพิทช์ของส่วนประกอบที่เล็กที่สุด รูรับแสงของสเตนซิล หรือรูปทรงของข้อต่อ
• โลหะผสมที่ต้องการหรือข้อจำกัดด้านกฎระเบียบ
• ข้อกำหนดการจำแนกประเภทฟลักซ์และการทำความสะอาด
• ปริมาณการผลิตและระดับระบบอัตโนมัติ
• PCB และส่วนประกอบเสร็จสิ้น
• ข้อบกพร่องหรือข้อจำกัดของกระบวนการในปัจจุบัน
• ความน่าเชื่อถือ ลูกค้า และความต้องการของตลาด

รูปแบบการบัดกรีที่ถูกต้องควรเหมาะสมกับวิธีการจัดส่งก่อน เพสต์รองรับการสะสมตัวที่ควบคุมก่อนการรีโฟลว์ ลวดรองรับข้อต่อที่ได้รับความร้อนแต่ละจุด และแท่งรองรับกระบวนการอาบน้ำที่หลอมละลาย- เมื่อตัวเลือกนั้นชัดเจน จึงสามารถระบุโลหะผสม ฟลักซ์ บรรจุภัณฑ์ และกรอบเวลากระบวนการได้แม่นยำยิ่งขึ้น

หากต้องการหารือเกี่ยวกับการประกอบ PCB หรือกระบวนการบัดกรีเฉพาะส่งข้อกำหนดการประกอบของคุณรวมถึงอุปกรณ์ ความต้องการโลหะผสม ข้อกำหนดฟลักซ์หรือการทำความสะอาด ปริมาณการผลิต และปัญหาการบัดกรีในปัจจุบัน