نحوه لحیم کردن مدار چاپی انعطاف پذیر

مقدمه

آیا می توانید یک مدار چاپی انعطاف پذیر را مانند یک برد صلب لحیم کنید؟ نه کاملا. گرما، حرکت و تنش مفصل بر مدار چاپی انعطاف پذیر یا FPC بسیار متفاوت تأثیر می گذارد. در این مقاله نحوه تهیه FPC، لحیم کاری صحیح، انتخاب روش مناسب و اجتناب از نقاط خرابی رایج را خواهید آموخت.

 

مدار چاپی قابل انعطاف (FPC) را قبل از لحیم کاری آماده کنید

بدانید چه چیزی لحیم کاری FPC را حساس تر می کند

الف مدار چاپی انعطاف پذیر به محض اعمال گرما متفاوت از یک برد صلب رفتار می کند. بستر آن نازک‌تر است، تغییر شکل می‌دهد و به احتمال زیاد در حین جابجایی جابه‌جا می‌شود، در حالی که اگر دما یا زمان ماندن بیش از حد بالا باشد، سیستم پیوند زیر مس می‌تواند نرم شود. یعنی حاشیه خطا از ابتدا کمتر است.

در عین حال، خود محل اتصال لحیم کاری سفت و سخت باقی می ماند، حتی اگر مدار چاپی انعطاف پذیر خم شود. این عدم تطابق یکی از بزرگترین نگرانی های قابلیت اطمینان در مونتاژ FPC است. اگر تنش کنترل نشود، نیروی خمشی به جای جذب شدن توسط بدنه مدار، به لبه لنت، رد مسی یا سرب جزء حرکت می کند. به همین دلیل، یک اتصال لحیم کاری خوب در یک FPC فقط مربوط به تماس الکتریکی نیست. همچنین در مورد محافظت از مفصل در برابر فشار مکانیکی بعدی است.

قبل از اعمال حرارت، تخته را خشک، تمیز و محکم کنید

قبل از لحیم کاری، رطوبت و حرکت باید به عنوان خطرات فرآیند واقعی در نظر گرفته شود. یک مدار چاپی انعطاف‌پذیر می‌تواند رطوبت را راحت‌تر از یک برد سفت جذب کند و رطوبت محبوس می‌تواند پس از وارد شدن گرما، احتمال ایجاد تاول یا لایه‌برداری را افزایش دهد. خشک کردن تخته در صورت نیاز به کاهش این خطر کمک می کند، به خصوص اگر مواد در شرایط مرطوب ذخیره شده باشند.

وضعیت سطح نیز به همان اندازه اهمیت دارد. لنت ها باید به اندازه کافی تمیز باشند تا به خوبی خیس شوند و محل کار باید به اندازه کافی پایدار باشد تا از جابجایی یا پیچ خوردن FPC در هنگام تماس با اتو جلوگیری کند. اگر تخته در حین اعمال گرما حرکت کند، هم ترازی می تواند جابجا شود و لنت ها آسیب ببینند. در عمل، محکم کردن مدار چاپی منعطف روی یک سطح پایدار یکی از ساده‌ترین راه‌ها برای بهبود کیفیت لحیم کاری است.

● قبل از لحیم کاری، رطوبت را بررسی کنید

● بالشتک ها و نواحی تماس را قبل از فلکس کردن تمیز کنید

● FPC را روی یک سطح ثابت برای جلوگیری از حرکت ثابت کنید

ابزار مناسب برای لحیم کاری کنترل شده و کم فشار جمع آوری کنید

بهترین ابزار برای کار FPC آنهایی هستند که کنترل را بهبود می بخشند. یک آهن لحیم کاری با دمای کنترل شده با نوک ظریف مفیدتر از یک ابزار داغ تر و تهاجمی تر است. لحیم کاری مناسب یا خمیر لحیم کاری کم باقیمانده، قلم شار، موچین، نوار و بزرگنمایی همگی به کاهش نیرو و بهبود دقت قرار دادن کمک می کنند.

هدف به جای سرعت، دقت است. در مدار چاپی انعطاف‌پذیر، فشار زیاد یا دید ضعیف می‌تواند قبل از ایجاد یک اتصال باعث آسیب شود. یک تنظیم دقیق به شما امکان می دهد از گرمای کمتر، لحیم کاری کمتر و نیروی کمتری استفاده کنید، که دقیقاً همان چیزی است که مونتاژ FPC نیاز دارد.

ابزار	چرا مهم است
آهن لحیم کاری با نوک ریز	انتشار گرما را محدود می کند و دسترسی به پد را بهبود می بخشد
قلم شار	خیس شدن و جریان لحیم کاری را بهبود می بخشد
موچین	قطعات کوچک را در هنگام قرار دادن تثبیت می کند
بزرگنمایی	به گرفتن جابجایی بالشتک و پل زدن زود هنگام کمک می کند

 

نحوه لحیم کردن مدار چاپی انعطاف پذیر با دست

قبل از اتمام اتصال، اجزا را تراز کنید و بچسبانید

لحیم کاری دستی FPC با کنترل حرکت قبل از کنترل گرما شروع می شود. مدار چاپی منعطف را روی یک سطح ثابت قرار دهید، قطعه را با موچین یا نوار به دقت ردیف کنید و ابتدا یک یا دو اتصال چسبناک کوچک ایجاد کنید. پس از لنگر انداختن قطعه، می توانید بدون دریفت یا چرخش، برگردید و لنت های باقی مانده را تکمیل کنید.

این روش به ویژه در مدار چاپی انعطاف پذیر مفید است زیرا سطح حتی زمانی که صاف به نظر می رسد می تواند کمی حرکت کند. یک جابجایی کوچک در طول اولین مفصل می تواند باعث ناهماهنگی در کل قسمت شود. لحیم کاری چسب راهی به شما می دهد تا موقعیت را زودتر قفل کنید، که کار مجدد را کاهش می دهد و بقیه مراحل لحیم کاری را قابل پیش بینی تر می کند.

● FPC را ثابت کنید تا نتواند سر بخورد

● قبل از گرم کردن، قطعه را تراز کنید

● ابتدا نقاط مخالف را بچسبانید

● اتصالات باقیمانده را فقط پس از پایداری قطعه تمام کنید

از حداقل حرارت، فشار و لحیم کاری استفاده کنید

قانون اساسی برای لحیم کاری یک مدار چاپی انعطاف پذیر با دست ساده است: از حداقل بار حرارتی و مکانیکی استفاده کنید که هنوز یک اتصال کامل را تشکیل می دهد. زمان ماندگاری طولانی، دمای بالای نوک، یا فشار زیاد رو به پایین می‌تواند باعث نرم شدن مواد زیر مس، کاهش استحکام باند یا حتی بلند کردن لنت شود. این مشکلات ممکن است در ابتدا شدید به نظر نرسند، اما می توانند عمر مونتاژ را کوتاه کنند.

یک مفصل کامل نیازی به نیرو ندارد. نیاز به انتقال حرارت مناسب دارد. یک نوک آهن تمیز و قلع‌بندی شده، فلاکس مناسب و مقدار کمی لحیم کاری به انتقال موثر گرما کمک می‌کند، بنابراین نیازی نیست بیشتر از حد لازم روی لنت بمانید. این موضوع در یک FPC اهمیت بیشتری دارد زیرا مواد نسبت به مواد PCB سفت و سخت در برابر گرمای بیش از حد تحمل کمتری دارند.

قطعات و اتصالات SMT کوچک را با دقت بیشتری لحیم کنید

قطعات کوچک SMT به کنترل دقیق تری نیاز دارند زیرا لنت ها کوچک هستند و حاشیه لحیم کاری اضافی محدود است. در قطعات ریز، لحیم کاری بیش از حد می تواند تماس های مجاور را پل کند، در حالی که گرمای بیش از حد می تواند قطعه را جابجا کند یا ناحیه لنت را مخدوش کند. برای اجزای منفعل ریز، فقط مقدار کمی خمیر یا لحیم کاری اعمال کنید و اتو را با لنت و پایانه در تماس کوتاهی قرار دهید.

نواحی رابط سزاوار توجه بیشتر هستند. یک کانکتور در یک مدار چاپی منعطف اغلب در نزدیکی یک نقطه انتقال قرار می گیرد که بعداً شاهد نیروی وارد کردن، کشیدن کابل یا جابجایی مکرر است. این باعث می شود که مناطق اتصال دهنده به نقاط خطر الکتریکی و مکانیکی تبدیل شوند. آنها معمولاً به پشتیبانی بهتر و کنترل حجم لحیم تمیزتر نسبت به قطعات بزرگتر و کم فشار که در جای دیگر FPC نصب شده اند، نیاز دارند.

ناحیه فوکوس لحیم کاری دستی	چه چیزی را از نزدیک تماشا کنیم
پدهای آی سی ریز	پل زدن و تعویض قطعه
مقاومت ها و خازن های کوچک	حجم لحیم کاری اضافی و گرمایش ناهموار
پایانه های اتصال دهنده	غلظت و تراز کرنش
لبه های پد	علائم اولیه بلند شدن یا اعوجاج

بلافاصله پس از لحیم کاری بررسی و تمیز کنید

بازرسی باید بلافاصله پس از لحیم کاری انجام شود، نه بعداً به عنوان یک کار جداگانه. ابتدا شکل اتصال را با بزرگنمایی بررسی کنید و تأیید کنید که لحیم کاری هم لنت و هم انتهای قطعه را خیس کرده است. سپس تداوم را آزمایش کنید و قبل از اینکه مدار چاپی انعطاف پذیر به مرحله مونتاژ بعدی حرکت کند، به دنبال شورت بگردید.

نظافت نیز به این مرحله تعلق دارد. اگر بقایایی باقی مانده است، آن را با یک پاک کننده مناسب بردارید، مگر اینکه این فرآیند واقعاً بر اساس مواد بدون تمیز طراحی شده باشد. در یک FPC، باقیمانده می تواند عیوب را در مناطق کوچک پد پنهان کند و بررسی های بعدی را کمتر قابل اعتماد کند. بازرسی و تمیز کردن بخشی از کیفیت لحیم کاری است، نه یک مرحله تکمیلی اختیاری.

 

انتخاب روش لحیم کاری مناسب برای مونتاژ FPC

زمانی که لحیم کاری دستی بهترین گزینه است

هنگامی که انعطاف پذیری فرآیند بیش از سرعت تولید اهمیت دارد، لحیم کاری دستی اغلب بهترین انتخاب است. این برای نمونه‌های اولیه، تعمیرات، نمونه‌های مهندسی و ساخت‌های کم حجم که ممکن است اپراتور نیاز به انجام تنظیمات قرارگیری یا رسیدگی به طرح‌بندی‌های غیرمعمول داشته باشد، به خوبی کار می‌کند. در مدار چاپی انعطاف‌پذیر، این کنترل اضافی می‌تواند ارزشمند باشد زیرا برخی از مجموعه‌ها به جای یک جریان کاملاً خودکار به پشتیبانی محلی دقیق نیاز دارند.

با این حال، لحیم کاری دستی محدودیت هایی دارد. این به شدت به مهارت اپراتور بستگی دارد، بنابراین حجم لحیم کاری، قرار گرفتن در معرض گرما، و شکل اتصال در چندین واحد یکسان نگه داشتن آن دشوارتر است. همچنین برای مجموعه‌های با گام‌های بسیار ظریف که قابلیت تکرار بیشتر از تنظیم فردی اهمیت دارد، کمتر مناسب است.

هنگامی که لحیم کاری مجدد برای مونتاژ مدار چاپی انعطاف پذیر بهتر است

لحیم کاری مجدد معمولاً روش بهتری برای مونتاژ FPC روی سطح است، زمانی که سازگاری هدف اصلی است. هنگامی که چاپ خمیر لحیم کاری، قرار دادن اجزا و مشخصات گرمایش کنترل می شود، جریان مجدد اتصالات یکنواخت تری را در بسیاری از لنت ها به طور همزمان ایجاد می کند. این آن را به انتخابی قوی برای تولید تکرارپذیر و طرح‌بندی‌های SMT متراکم تبدیل می‌کند.

با این حال، این فرآیند نمی تواند به سادگی تنظیمات تخته سخت را کپی کند. یک مدار چاپی منعطف نیاز به مشخصات حرارتی مناسب و کنترل دقیق فرآیند دارد تا از فشار بیش از حد زیرلایه، لایه‌های پیوند یا بسته اجزاء جلوگیری شود. Reflow می تواند ثبات را بهبود بخشد، اما تنها در صورتی که FPC به روشی کنترل شده و با پشتیبانی خوب گرم شود.

چرا اتصالات و حامل‌ها اغلب برای FPC ضروری هستند

برخلاف تخته های سفت و سخت، یک FPC به طور طبیعی در هنگام قرار دادن، حمل و نقل یا گرمایش صاف نمی ماند. به همین دلیل است که حامل ها و وسایل اغلب به جای اختیاری ضروری هستند. یک تکیه گاه سفت و سخت به مدار چاپی منعطف اجازه می دهد از طریق چاپ خمیر لحیم کاری، قرار دادن قطعات و چرخه های حرارتی بدون پیچش، جابجایی یا افتادگی حرکت کند.

تجهیز خوب همچنین دقت تراز را بهبود می بخشد و آسیب حمل و نقل را در مناطق حساس کاهش می دهد. به عبارت دیگر، فیکسچرها فقط از هیئت مدیره پشتیبانی فیزیکی نمی کنند. آنها همچنین از ثبات فرآیند پشتیبانی می کنند.

روش مونتاژ	نیاز به پشتیبانی اصلی
لحیم کاری دستی	تثبیت موضعی در طول تشکیل مفصل
مونتاژ جریان مجدد	پشتیبانی از تمام پانل از طریق قرار دادن و گرمایش
فرآیندهای نوع موجی	پشتی سفت و سخت با مناطق لحیم کاری در معرض دید

 

اشتباهات رایج لحیم کاری FPC و نحوه اجتناب از آنها

قرار دادن مفاصل خیلی نزدیک به مناطق خمیده

یکی از رایج‌ترین اشتباهات مدار چاپی انعطاف‌پذیر قبل از شروع لحیم کاری اتفاق می‌افتد: قرار دادن لنت‌ها، vias یا انتهای قطعات خیلی نزدیک به یک مسیر خم. یک مدار چاپی انعطاف پذیر می تواند حرکت را تحمل کند، اما یک اتصال لحیم کاری نمی تواند. هنگامی که مجموعه به طور مکرر خم می شود، اتصال صلب به یک متمرکز کننده تنش تبدیل می شود و کرنش به سمت لبه پد، رد مسی یا رابط سرب حرکت می کند.

اینگونه است که حرکت معمولی به خستگی تبدیل می شود. یک طرح ممکن است در یک نمونه اولیه استاتیک قابل قبول به نظر برسد، اما تا کردن، پیچش یا خمش پویا می تواند باعث شود که مفصل خیلی زودتر از حد انتظار از کار بیفتد. روش ایمن تر این است که در صورت امکان، نواحی لحیم کاری شده را از نقاط خمش، چین و انتقال مکرر دور نگه دارید.

گرمای بیش از حد مدار چاپی قابل انعطاف

آسیب حرارتی در FPC اغلب در ابتدا ظریف است. دمای بیش از حد یا زمان ماندن بیش از حد می تواند مواد زیر مس را نرم کند، پیوند را ضعیف کند و منجر به حرکت پد، لایه لایه شدن، تاول زدن یا بلند شدن ویژگی ها شود. فشار دادن با اتو در حالی که مواد نرم شده است، خطر را بدتر می کند.

بهترین راه برای جلوگیری از این امر استفاده از حداقل حرارت موثر است. یک نوک تمیز، شار صحیح و زمان تماس کارآمد معمولاً راه حل های بهتری نسبت به افزایش دما یا فشار بیشتر هستند. در مدار چاپی منعطف، کنترل فرآیند کم استرس هم از بستر و هم از اتصال محافظت می کند.

اشتباه	حالت شکست احتمالی
مفصل در یک مسیر خم قرار می گیرد	ترک خوردگی خستگی در طول زمان
گرمای بیش از حد یا ساکن شدن	ایجاد تاول، لایه لایه شدن، یا بالابرنده پد
فشار روی یک پد نرم شده	تغییر پد یا چسبندگی ضعیف
مشترک بر روی یک انتقال پشتیبانی	استرس موضعی و شکست اولیه

بدون پشتیبان گذاشتن اتصالات لحیم کاری در مناطق پر استرس

حتی یک مفصل از نظر بصری خوب نیز اگر در مکان مکانیکی اشتباه قرار بگیرد، ممکن است از کار بیفتد. نواحی نزدیک لبه های رابط، پایانه های سفت کننده و دهانه های پشتیبانی نشده فشار محلی بیشتری دارند زیرا مدار چاپی انعطاف پذیر تغییرات سطح را دنبال می کند و بار را به آن مرزها منتقل می کند. در بسیاری از موارد، این خرابی ها به دلیل لحیم کاری ضعیف است، حتی اگر علت اصلی چیدمان مکانیکی باشد.

ویژگی‌های پشتیبانی مانند تقویت پشتی یا سفت شدن موضعی می‌تواند حرکت را در جایی که مهم‌تر است کاهش دهد، به خصوص در نزدیکی اتصالات و قطعات سنگین‌تر. نکته کلیدی این است که از تبدیل شدن ناحیه لحیم کاری به نقطه لولای مونتاژ جلوگیری کنید. اگر این اتفاق بیفتد، هر چرخه درج، کشیدن کابل یا رویداد خم شدن، عمر مفصل را کوتاه می کند.

 

بهبود قابلیت اطمینان طولانی مدت پس از لحیم کاری

استرس خمشی را از مناطق لحیم کاری دور نگه دارید

قابلیت اطمینان طولانی مدت به یک قانون ساده بستگی دارد: مدار ممکن است خم شود، اما اتصال لحیم کاری نباید ویژگی جذب کننده حرکت مکرر باشد. هنگامی که یک اتصال در داخل یک مسیر خم قرار می گیرد، جرم لحیم صلب فشار را به لبه لنت، رد مسی یا انتهای قطعه منتقل می کند. به همین دلیل است که مسیریابی، قرار دادن لنت، و محل قطعه حتی پس از اتمام لحیم کاری همچنان اهمیت دارد.

اگر طراحی اجازه حرکت را می‌دهد، آن حرکت را به‌جای پین‌های رابط، پدهای مؤلفه یا نقاط انتقال، به قسمت‌های انعطاف‌پذیر مورد نظر هدایت کنید. یک مدار چاپی منعطف می تواند تحت حرکت به خوبی کار کند، اما تنها در صورتی که مناطق لحیم کاری شده از تبدیل شدن به نقاط خستگی محافظت شوند.

در جایی که نمی توان از حرکت جلوگیری کرد، تقویت کننده اضافه کنید

برخی از مجموعه ها باید در هنگام خدمت خم شوند، بنابراین هدف این نیست که کل FPC را سفت و سخت کنیم. رویکرد بهتر، تقویت انتخابی است. سخت‌کننده‌های محلی، لایه‌های پشتی، ویژگی‌های کاهش فشار و لایه‌های نگهدارنده با دقت قرار داده شده می‌توانند حرکت را در جایی که نواحی لحیم‌شده آسیب‌پذیرتر هستند، به ویژه نزدیک اتصالات، حسگرها یا قطعات سنگین‌تر کاهش دهند.

تقویت زمانی بهترین نتیجه را دارد که استرس را به تدریج گسترش دهد. اگر یک انتقال شدید ایجاد کند، نقطه شکست ممکن است به سادگی به لبه منطقه تقویت شده حرکت کند. به همین دلیل است که پشتیبانی باید از ناحیه مفصل محافظت کند و در عین حال امکان انعطاف طراحی شده در مدار اطراف را فراهم کند.

گزینه تقویت	بهترین استفاده
سفت کننده موضعی	از مفاصل نزدیک اجزا محافظت می کند
پشتیبانی پشتیبان	حرکت پد را در هنگام دست زدن کاهش می دهد
تسکین فشار در ناحیه اتصال	استرس کشش و وارد کردن را کاهش می دهد
گلدان انتخابی یا پشتیبانی از لبه	خم شدن مستقیم در مفاصل بحرانی را محدود می کند

قبل از شروع به کار FPC از یک چک لیست نهایی قابلیت اطمینان استفاده کنید

بررسی نهایی یک نمونه اولیه کار را از یک مجموعه قابل اعتماد جدا می کند. با تأیید تراز شروع کنید تا هر جزء به طور کامل روی پدهای مورد نظر خود قرار گیرد. سپس کیفیت خیس شدن را بررسی کنید، زیرا یک اتصال ممکن است از یک زاویه قابل قبول به نظر برسد در حالی که هنوز در لبه لنت چسبندگی ناقص دارد.

نظافت نیز مهم است. پسماندها می توانند عیوب را پنهان کنند یا مشکلات قابلیت اطمینان بعدی را در مناطقی با فاصله کم ایجاد کنند. تداوم الکتریکی باید قبل از خم شدن، نصب یا اتصال مدار چاپی قابل انعطاف به زیرسیستم بعدی تأیید شود. در نهایت، تأیید کنید که ناحیه لحیم کاری دارای پشتیبانی مکانیکی کافی است و در استفاده واقعی به نقطه لولای مجموعه تبدیل نخواهد شد.

● تراز اجزا را تحت بزرگنمایی بررسی کنید

● مرطوب شدن مفصل و پوشش پد را بررسی کنید

● اگر فرآیند نیاز به تمیز کردن دارد، باقیمانده ها را بردارید

● تست تداوم و صفحه نمایش برای شورت

● تقویت و کنترل کرنش را در نزدیکی مفاصل بحرانی تأیید کنید

 

نتیجه گیری

لحیم کاری مدار چاپی انعطاف پذیر قابل اطمینان به آماده سازی دقیق، گرمای کنترل شده، دست زدن به پایداری و حفاظت از کرنش خوب پس از لحیم کاری بستگی دارد. چه یک FPC را با دست بسازید و چه با تولید در مقیاس، نتایج قوی هم از تکنیک و هم از پشتیبانی حاصل می شود. HECTACH با مدارهای چاپی انعطاف پذیر با کیفیت و راه حل های FPC، همراه با خدمات عملی که به مشتریان کمک می کند تا مونتاژهای ایمن تر و ماندگارتر داشته باشند، ارزش ارائه می دهد.

 

سوالات متداول

س: چگونه یک مدار چاپی انعطاف پذیر (FPC) را بدون آسیب لحیم می کنید؟

A: مدار چاپی انعطاف پذیر (FPC) را ایمن کنید، از حرارت کم، زمان ماندگاری کوتاه و حداقل فشار استفاده کنید.

س: چرا یک مدار چاپی انعطاف پذیر (FPC) در حین لحیم کاری نیاز به پشتیبانی دارد؟

A: یک مدار چاپی انعطاف پذیر (FPC) می تواند جابجا شود یا بپیچد، بنابراین پشتیبانی تراز را بهبود می بخشد و استرس پد را کاهش می دهد.

س: آیا لحیم کاری دستی یا جریان مجدد برای مجموعه های کوچک FPC بهتر است؟

A: برای نمونه های اولیه، مدار چاپی انعطاف پذیر (FPC) لحیم کاری دستی کار می کند. برای تکرارپذیری، جریان مجدد معمولا بهتر است.