วิธีการบัดกรีแผงวงจรและทักษะการใช้เครื่องมือบัดกรีแผงวงจร
เทคโนโลยีการบัดกรีของแผงวงจรส่วนใหญ่ใช้การบัดกรีด้วยตะกั่วดีบุกในการบัดกรี เรียกโดยย่อว่า การบัดกรีด้วยดีบุก
กลไกการเชื่อมของแผงวงจร: ภายใต้การกระทำของความร้อนในการเชื่อม บัดกรี การเชื่อม และฟอยล์ทองแดงจะไม่ละลาย บัดกรีจะละลายและทำให้พื้นผิวการเชื่อมเปียก โดยอาศัยการเคลื่อนที่ของอะตอมและโมเลกุลระหว่างบัดกรีและฟอยล์ทองแดง ซึ่งจะทำให้เกิดการแพร่กระจาย ระหว่างโลหะเพื่อสร้างชั้นโลหะผสมระหว่างฟอยล์ทองแดงกับการเชื่อม และเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงกับการเชื่อมเพื่อให้ได้จุดเชื่อมที่มั่นคงและเชื่อถือได้
เพื่อให้บรรลุการบัดกรีแผงวงจรเครื่องมือบัดกรีจึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ ด้านล่างนี้เป็นเครื่องมือบัดกรีสำหรับแผงวงจรและวิธีการใช้งาน
เครื่องมือเชื่อมแผงวงจรส่วนใหญ่ประกอบด้วย: หัวแร้งไฟฟ้า หัวแร้งบัดกรีและฟลักซ์ และเครื่องมือเสริม
1. หัวแร้งไฟฟ้า
หัวแร้งไฟฟ้าเป็นเครื่องมือเชื่อมที่สำคัญที่สุดในการเชื่อมแผงวงจร โครงสร้างของหัวแร้งไฟฟ้าที่แตกต่างกันก็แตกต่างกันเช่นกัน หัวแร้งไฟฟ้าที่ให้ความร้อนภายนอกโดยทั่วไปประกอบด้วยหัวแร้ง แกนหัวแร้ง เปลือก ที่จับ ปลั๊ก ฯลฯ หัวแร้งติดตั้งอยู่ภายในแกนหัวแร้ง และทำจากวัสดุโลหะผสมทองแดงที่มีการนำความร้อนที่ดีเป็นสารตั้งต้น ; หัวแร้งไฟฟ้าที่ให้ความร้อนภายในประกอบด้วยห้าส่วน: ก้านต่อ ที่จับ แคลมป์สปริง แกนหัวแร้ง และหัวแร้ง (หรือที่เรียกว่าหัวทองแดง) แกนหัวแร้งติดตั้งอยู่ภายในหัวหัวแร้ง (ให้ความร้อนได้รวดเร็วและประสิทธิภาพเชิงความร้อนมากกว่า 85 เปอร์เซ็นต์ - เปอร์เซ็นต์เปอร์เซ็นต์) หัวแร้งไฟฟ้ามีหลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นวิธีการทำความร้อนโดยตรง การเหนี่ยวนำ การจัดเก็บพลังงาน และการควบคุมอุณหภูมิ กำลังไฟสามารถแบ่งได้หลายประเภท เช่น 15W, 2OW, 35W และ 300W
อุณหภูมิของหัวแร้งของหัวแร้งไฟฟ้ากำลังต่ำโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 300~400 องศา โดยทั่วไป ยิ่งพลังงานและความร้อนของหัวแร้งไฟฟ้าสูงขึ้น อุณหภูมิของหัวแร้งก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
การเชื่อมวงจรรวม แผงวงจรพิมพ์ และวงจร CMOS โดยทั่วไปจะใช้หัวแร้งที่ให้ความร้อนภายในขนาด 20 วัตต์ ยิ่งใช้หัวแร้งมีกำลังสูงเท่าไร ส่วนประกอบก็จะไหม้ได้ง่ายขึ้นเท่านั้น (โดยปกติเมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์เกิน 200 องศา มันจะไหม้) และทำให้สายไฟของแผงวงจรพิมพ์หลุดออกจากซับสเตรต กำลังของหัวแร้งที่ใช้น้อยเกินไป ดีบุกบัดกรีไม่สามารถละลายได้เต็มที่ ฟลักซ์ไม่สามารถระเหยได้ และข้อต่อบัดกรีไม่เรียบและมั่นคง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการบัดกรีผิดพลาด
2. ดีบุกและฟลักซ์
เมื่อทำการเชื่อมต้องใช้การบัดกรีและฟลักซ์ด้วย
วัสดุดีบุก: เป็นโลหะหลอมละลายที่สามารถเชื่อมต่อส่วนประกอบเข้ากับจุดเชื่อมต่อของแผงวงจรพิมพ์ได้ ดีบุก (Sn) เป็นโลหะสีขาวเงินอ่อนและเหนียว มีจุดหลอมเหลว 232 องศา มีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรที่อุณหภูมิห้อง ไม่ออกซิไดซ์ได้ง่าย ไม่สูญเสียความมันวาวของโลหะ และมีความทนทานต่อการกัดกร่อนในบรรยากาศได้ดี ตะกั่ว (Pb) เป็นโลหะสีขาวอมฟ้าอ่อนที่ค่อนข้างอ่อน มีจุดหลอมเหลว 327 องศา ตะกั่วที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศสูงและมีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี แต่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ การเพิ่มสัดส่วนของตะกั่วและโลหะอื่นๆ จำนวนเล็กน้อยลงในดีบุกจะทำให้โลหะบัดกรีมีจุดหลอมเหลวต่ำ มีการไหลที่ดี การยึดเกาะที่ดีกับส่วนประกอบและสายไฟ มีความแข็งแรงทางกลสูง มีการนำไฟฟ้าที่ดี ต้านทานการเกิดออกซิเดชันต่ำ ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และสดใส และรอยประสานที่สวยงามหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าบัดกรี โลหะบัดกรีสามารถแบ่งออกเป็น 15 เกรดตามปริมาณดีบุก และแบ่งออกเป็น 3 เกรด: S, A และ B ขึ้นอยู่กับปริมาณดีบุกและองค์ประกอบทางเคมีของสารเจือปน การเชื่อมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มักจะใช้ลวดบัดกรีรูปลวดที่มีแกนขัดสน ลวดบัดกรีประเภทนี้มีจุดหลอมเหลวต่ำและมีฟลักซ์ขัดสนทำให้ใช้งานง่าย
ฟลักซ์บัดกรี: แบ่งออกเป็นสองประเภทตามฟังก์ชัน: ฟลักซ์และตัวต้านทานบัดกรี
① ฟลักซ์
การใช้ฟลักซ์ในระหว่างกระบวนการเชื่อมสามารถช่วยเรากำจัดออกไซด์ออกจากพื้นผิวโลหะซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการเชื่อมและยังช่วยปกป้องหัวหัวแร้งอีกด้วย สามารถละลายและกำจัดออกไซด์ออกจากพื้นผิวโลหะ และล้อมรอบพื้นผิวโลหะในระหว่างการเชื่อมและการทำความร้อน แยกออกจากอากาศ และป้องกันการเกิดออกซิเดชันของโลหะในระหว่างการทำความร้อน สามารถลดแรงตึงผิวของโลหะบัดกรีที่หลอมละลายได้ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการทำให้โลหะบัดกรีเปียก โดยทั่วไปฟลักซ์สามารถแบ่งออกเป็นฟลักซ์อนินทรีย์ ฟลักซ์อินทรีย์ และฟลักซ์เรซิน ปัจจุบันฟลักซ์ที่ใช้กันทั่วไปคือขัดสนหรือน้ำหอมขัดสน (ละลายขัดสนในแอลกอฮอล์); เมื่อทำการเชื่อมส่วนประกอบหรือสายไฟที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ก็สามารถใช้ครีมบัดกรีได้ แต่มีระดับการกัดกร่อนในระดับหนึ่ง และควรกำจัดสารตกค้างในเวลาที่เหมาะสมหลังการเชื่อม
② ต้านทานการบัดกรี
ฟลักซ์ปิดกั้นการบัดกรีสามารถครอบคลุมพื้นผิวบอร์ดของแผงวงจรพิมพ์ที่ไม่จำเป็นต้องบัดกรี เพื่อให้บัดกรีสามารถบัดกรีได้เฉพาะบนข้อต่อบัดกรีที่จำเป็นเท่านั้น ซึ่งสามารถปกป้องแผงจากผลกระทบความร้อนเล็กน้อยระหว่างการเชื่อม และไม่ง่ายที่จะ ตุ่มและยังสามารถป้องกันการบริดจ์ การดึงทิป การลัดวงจร การบัดกรีที่ผิดพลาด ฯลฯ
เมื่อใช้ฟลักซ์ จะต้องทาอย่างเหมาะสมตามขนาดพื้นที่และสภาพพื้นผิวของการเชื่อม หากปริมาณน้อยเกินไป คุณภาพการเชื่อมจะได้รับผลกระทบ หากปริมาณมากเกินไป ฟลักซ์ตกค้างจะกัดกร่อนส่วนประกอบหรือทำให้ประสิทธิภาพของฉนวนของแผงวงจรแย่ลง
