【کالاهای خشک】 تحلیل عمیق SMT چرا باید از چسب قرمز استفاده کنیم؟ (نسخه Essence 2023)، شما لیاقتش را دارید!
چسب SMT که با نام چسب SMT، چسب قرمز SMT نیز شناخته می‌شود، معمولاً خمیری قرمز (همچنین زرد یا سفید) است که به طور یکنواخت با سخت‌کننده، رنگدانه، حلال و سایر چسب‌ها توزیع شده است و عمدتاً برای چسباندن قطعات روی برد چاپ استفاده می‌شود و عموماً با روش‌های توزیع یا چاپ سیلک اسکرین فولادی توزیع می‌شود. پس از چسباندن قطعات، آنها را برای گرم کردن و سخت شدن در فر یا کوره بازتابی قرار دهید. تفاوت آن با خمیر لحیم این است که پس از حرارت دادن، خشک می‌شود، دمای نقطه انجماد آن ۱۵۰ درجه سانتیگراد است و پس از گرم شدن مجدد حل نمی‌شود، به عبارت دیگر، فرآیند سخت شدن حرارتی وصله برگشت‌ناپذیر است. اثر استفاده از چسب SMT به دلیل شرایط پخت حرارتی، جسم متصل شده، تجهیزات مورد استفاده و محیط کار متفاوت خواهد بود. چسب باید مطابق با فرآیند مونتاژ برد مدار چاپی (PCBA، PCA) انتخاب شود.
ویژگی‌ها، کاربرد و چشم‌انداز چسب وصله SMT
چسب قرمز SMT نوعی ترکیب پلیمری است که اجزای اصلی آن ماده پایه (یعنی ماده اصلی با وزن مولکولی بالا)، پرکننده، عامل پخت، سایر افزودنی‌ها و غیره هستند. چسب قرمز SMT دارای سیالیت ویسکوزیته، ویژگی‌های دمایی، ویژگی‌های خیس شدن و غیره است. بر اساس این ویژگی چسب قرمز، در تولید، هدف از استفاده از چسب قرمز، چسباندن محکم قطعات به سطح PCB برای جلوگیری از افتادن آن است. بنابراین، چسب وصله، مصرف خالص محصولات فرآیندی غیرضروری است و اکنون با بهبود مستمر طراحی و فرآیند PCA، جوشکاری از طریق جریان مجدد سوراخ و جریان مجدد دو طرفه محقق شده است و فرآیند نصب PCA با استفاده از چسب وصله، روند رو به کاهشی را نشان می‌دهد.
هدف از استفاده از چسب SMT
① جلوگیری از افتادن قطعات در لحیم کاری موجی (فرآیند لحیم کاری موجی). هنگام استفاده از لحیم کاری موجی، قطعات روی برد چاپی ثابت می‌شوند تا از افتادن قطعات هنگام عبور برد چاپی از شیار لحیم جلوگیری شود.
② جلوگیری از افتادن طرف دیگر قطعات در جوشکاری بازتابی (فرآیند جوشکاری بازتابی دو طرفه). در فرآیند جوشکاری بازتابی دو طرفه، برای جلوگیری از افتادن قطعات بزرگ در طرف لحیم شده به دلیل ذوب شدن حرارتی لحیم، باید از چسب وصله SMT استفاده شود.
③ جلوگیری از جابجایی و ایستادن قطعات (فرآیند جوشکاری جریان برگشتی، فرآیند پیش پوشش). در فرآیندهای جوشکاری جریان برگشتی و فرآیندهای پیش پوشش برای جلوگیری از جابجایی و بلند شدن در حین نصب استفاده می‌شود.
④ علامت گذاری (لحیم کاری موجی، جوشکاری جریانی، پیش پوشش). علاوه بر این، هنگامی که بردهای چاپی و قطعات به صورت دسته ای تغییر می کنند، از چسب وصله برای علامت گذاری استفاده می شود.
چسب SMT بر اساس نحوه استفاده طبقه بندی می شود
الف) نوع خراشیدن: اندازه گذاری از طریق حالت چاپ و خراشیدن توری فولادی انجام می‌شود. این روش پرکاربردترین روش است و می‌توان آن را مستقیماً روی پرس خمیر لحیم استفاده کرد. سوراخ‌های توری فولادی باید با توجه به نوع قطعات، عملکرد زیرلایه، ضخامت و اندازه و شکل سوراخ‌ها تعیین شوند. مزایای آن سرعت بالا، راندمان بالا و هزینه کم است.
ب) نوع توزیع: چسب توسط تجهیزات توزیع روی برد مدار چاپی اعمال می‌شود. تجهیزات توزیع ویژه مورد نیاز است و هزینه بالایی دارد. تجهیزات توزیع استفاده از هوای فشرده است، چسب قرمز از طریق سر توزیع ویژه به زیرلایه منتقل می‌شود، اندازه نقطه چسب، میزان، زمان، قطر لوله فشار و سایر پارامترها برای کنترل، دستگاه توزیع عملکرد انعطاف‌پذیری دارد. برای قطعات مختلف، می‌توانیم از سرهای توزیع مختلف استفاده کنیم، پارامترهای تنظیم شده را تغییر دهیم، همچنین می‌توانیم شکل و مقدار نقطه چسب را تغییر دهیم تا به اثر دلخواه برسیم، مزایای آن راحت، انعطاف‌پذیر و پایدار است. عیب آن کشش سیم و حباب‌های آسان است. می‌توانیم پارامترهای عملیاتی، سرعت، زمان، فشار هوا و دما را برای به حداقل رساندن این کاستی‌ها تنظیم کنیم.
شرایط پخت معمول چسب وصله SMT
| دمای پخت | زمان پخت |
| ۱۰۰℃ | ۵ دقیقه |
| ۱۲۰ درجه سانتیگراد | ۱۵۰ ثانیه |
| ۱۵۰ درجه سانتیگراد | ۶۰ ثانیه |
توجه:
۱- هرچه دمای پخت بالاتر و زمان پخت طولانی‌تر باشد، استحکام اتصال بیشتر است.
۲، از آنجا که دمای چسب وصله با اندازه قطعات زیرلایه و موقعیت نصب تغییر می‌کند، توصیه می‌کنیم مناسب‌ترین شرایط سخت شدن را پیدا کنید.
ذخیره سازی پچ های SMT
می‌توان آن را به مدت ۷ روز در دمای اتاق، بیش از ۶ ماه در دمای کمتر از ۵ درجه سانتیگراد و بیش از ۳۰ روز در دمای ۵ تا ۲۵ درجه سانتیگراد نگهداری کرد.
مدیریت چسب SMT
از آنجا که چسب قرمز وصله SMT تحت تأثیر دما با ویسکوزیته، سیالیت، خیس شدن و سایر ویژگی‌های خاص خود قرار می‌گیرد، بنابراین چسب قرمز وصله SMT باید شرایط استفاده خاص و مدیریت استاندارد داشته باشد.
۱) چسب قرمز باید بر اساس تعداد دفعات مصرف، تاریخ، نوع و تعداد، عدد جریان مشخصی داشته باشد.
۲) چسب قرمز باید در یخچال و در دمای ۲ تا ۸ درجه سانتیگراد نگهداری شود تا از تغییر خواص آن در اثر تغییرات دما جلوگیری شود.
۳) چسب قرمز باید به مدت ۴ ساعت در دمای اتاق گرم شود، به ترتیب اولین ورود و اولین خروج.
۴) برای عملیات توزیع، چسب قرمز شلنگ باید یخ‌زدایی شود و چسب قرمزی که استفاده نشده است باید برای نگهداری دوباره در یخچال قرار داده شود و چسب قدیمی و چسب جدید را نمی‌توان با هم مخلوط کرد.
۵) برای پر کردن دقیق فرم ثبت دمای برگشت، فرد مربوط به دمای برگشت و زمان برگشت دما، کاربر باید قبل از استفاده، تکمیل دمای برگشت را تأیید کند. به طور کلی، چسب قرمز را نمی‌توان از تاریخ گذشته استفاده کرد.
ویژگی‌های فرآیند چسب وصله SMT
استحکام اتصال: چسب SMT باید استحکام اتصال قوی داشته باشد، پس از سخت شدن، حتی در دمای ذوب لحیم پوسته نشود.
پوشش نقطه‌ای: در حال حاضر، روش توزیع تخته‌های چاپی عمدتاً پوشش نقطه‌ای است، بنابراین چسب مورد نیاز است که خواص زیر را داشته باشد:
① سازگاری با فرآیندهای مختلف نصب
تنظیم آسان تغذیه هر جزء
③ سازگاری آسان برای جایگزینی انواع قطعات
④ مقدار پوشش نقطه‌ای پایدار
سازگاری با دستگاه پرسرعت: چسب وصله مورد استفاده باید با سرعت بالای پوشش‌دهی نقطه‌ای و دستگاه وصله‌زنی پرسرعت مطابقت داشته باشد، به طور خاص، یعنی پوشش‌دهی نقطه‌ای پرسرعت بدون کشش سیم، و این یعنی نصب پرسرعت، برد چاپی در فرآیند انتقال، چسب باید طوری باشد که از حرکت نکردن اجزا اطمینان حاصل شود.
کشش سیم، جمع شدن: به محض اینکه چسب وصله به پد بچسبد، قطعات نمی‌توانند به اتصال الکتریکی با برد چاپی دست یابند، بنابراین چسب وصله نباید در حین پوشش‌دهی کشش سیم داشته باشد و پس از پوشش‌دهی نیز نباید جمع شود تا پد را آلوده نکند.
پخت در دمای پایین: هنگام پخت، قطعات پلاگین مقاوم در برابر حرارت که با جوشکاری تاج موج جوش داده شده‌اند، باید از کوره جوشکاری بازتابی نیز عبور کنند، بنابراین شرایط سخت شدن باید دمای پایین و زمان کوتاه را برآورده کند.
خودتنظیمی: در فرآیند جوشکاری بازتابی و پیش پوشش، چسب وصله قبل از ذوب شدن لحیم، سفت و ثابت می‌شود، بنابراین از فرو رفتن قطعه در لحیم و خودتنظیمی آن جلوگیری می‌کند. در پاسخ به این موضوع، تولیدکنندگان یک وصله خودتنظیمی را توسعه داده‌اند.
مشکلات رایج چسب SMT، نقص‌ها و تحلیل آنها
زیر رانش
نیاز به نیروی رانش خازن 0603 برابر با 1.0 کیلوگرم، مقاومت 1.5 کیلوگرم، نیروی رانش خازن 0805 برابر با 1.5 کیلوگرم و مقاومت 2.0 کیلوگرم است که نمی‌تواند به نیروی رانش فوق برسد، که نشان می‌دهد قدرت کافی نیست.
به طور کلی به دلایل زیر ایجاد می‌شود:
۱- مقدار چسب کافی نیست.
۲، کلوئید ۱۰۰٪ بهبود نیافته است.
۳، برد یا اجزای PCB آلوده هستند.
4، خود کلوئید شکننده است، هیچ قدرتی ندارد.
ناپایداری تیکسوتروپیک
یک چسب سرنگی ۳۰ میلی‌لیتری برای مصرف شدن باید ده‌ها هزار بار با فشار هوا زده شود، بنابراین خود چسب وصله باید تیکسوتروپی عالی داشته باشد، در غیر این صورت باعث ناپایداری نقطه چسب می‌شود، چسب خیلی کم است که منجر به استحکام ناکافی می‌شود و باعث می‌شود قطعات در حین لحیم‌کاری موجی جدا شوند، برعکس، مقدار چسب خیلی زیاد است، به خصوص برای قطعات کوچک، به راحتی به پد می‌چسبد و از اتصال الکتریکی جلوگیری می‌کند.
چسب ناکافی یا نقطه نشتی
دلایل و راهکارهای مقابله:
۱. اگر تخته چاپ به طور مرتب تمیز نمی‌شود، باید هر ۸ ساعت یکبار با اتانول تمیز شود.
۲، کلوئید ناخالصی دارد.
۳، دهانه‌ی توری خیلی کوچک و غیرمنطقی است یا فشار تزریق خیلی کم است، طراحی چسب ناکافی است.
۴، حباب‌هایی در کلوئید وجود دارد.
۵. اگر سر توزیع کننده مسدود شده باشد، نازل توزیع کننده باید فوراً تمیز شود.
۶، دمای پیش گرمایش سر توزیع کننده کافی نیست، دمای سر توزیع کننده باید روی ۳۸ درجه سانتیگراد تنظیم شود.
سیم کشی
پدیده‌ای که به آن کشش سیمی می‌گویند، این است که چسب پچ هنگام توزیع شکسته نمی‌شود و چسب پچ به صورت رشته‌ای در جهت سر توزیع متصل می‌شود. سیم‌های بیشتری وجود دارد و چسب پچ روی پد چاپ شده پوشانده می‌شود که باعث جوشکاری ضعیف می‌شود. به خصوص وقتی اندازه بزرگتر باشد، این پدیده بیشتر احتمال دارد هنگام دهانه پوشش نقطه‌ای رخ دهد. کشش چسب پچ عمدتاً تحت تأثیر خاصیت کشش رزین جزء اصلی آن و تنظیم شرایط پوشش نقطه‌ای قرار دارد.
۱. افزایش سرعت توزیع، کاهش سرعت حرکت، اما این کار باعث کاهش سرعت تولید شما خواهد شد.
2، هرچه ویسکوزیته کمتر و تیکسوتروپی مواد بیشتر باشد، تمایل به کشش کمتر است، بنابراین سعی کنید چنین چسب وصله‌ای را انتخاب کنید.
۳، دمای ترموستات کمی بالاتر است، مجبور به تنظیم چسب پچ با ویسکوزیته پایین و تیکسوتروپی بالا هستیم، سپس مدت زمان نگهداری چسب پچ و فشار سر توزیع کننده را نیز در نظر بگیرید.
غارنوردی
سیالیت وصله باعث فروپاشی می‌شود. مشکل رایج فروپاشی این است که قرار دادن خیلی طولانی پس از پوشش نقطه‌ای باعث فروپاشی می‌شود. اگر چسب وصله به پد برد مدار چاپی کشیده شود، باعث جوشکاری ضعیف می‌شود. و فروپاشی چسب وصله برای قطعاتی که پین‌های نسبتاً بالایی دارند، به بدنه اصلی قطعه برخورد نمی‌کند که باعث چسبندگی ناکافی می‌شود، بنابراین پیش‌بینی سرعت فروپاشی چسب وصله که به راحتی فرو می‌ریزد دشوار است، بنابراین تنظیم اولیه مقدار پوشش نقطه‌ای آن نیز دشوار است. با توجه به این موضوع، باید مواردی را انتخاب کنیم که به راحتی فرو نمی‌ریزند، یعنی وصله‌ای که در محلول لرزش نسبتاً زیاد است. برای فروپاشی ناشی از قرار دادن خیلی طولانی پس از پوشش نقطه‌ای، می‌توانیم از مدت کوتاهی پس از پوشش نقطه‌ای برای تکمیل چسب وصله استفاده کنیم و از خشک شدن آن جلوگیری کنیم.
افست کامپوننت
جابجایی قطعه یک پدیده نامطلوب است که به راحتی در ماشین‌های SMT پرسرعت رخ می‌دهد و دلایل اصلی آن عبارتند از:
۱. آیا جابجایی سریع برد مدار چاپی در جهت XY ناشی از افست است؟ ناحیه پوشش چسب وصله قطعات کوچک مستعد این پدیده است، دلیل آن این است که چسبندگی ناشی از آن نیست.
2، مقدار چسب زیر اجزا متناقض است (مانند: دو نقطه چسب زیر IC، یک نقطه چسب بزرگ و یک نقطه چسب کوچک است)، قدرت چسب هنگام گرم شدن و پخت نامتعادل است و انتهایی که چسب کمتری دارد به راحتی قابل جبران است.
لحیم کاری روی قطعات با روش موجی
دلایل پیچیده هستند:
۱. نیروی چسبندگی پچ کافی نیست.
۲. قبل از لحیم کاری موجی، ضربه خورده است.
۳. روی بعضی از اجزا، باقیمانده بیشتری وجود دارد.
4، کلوئید در برابر ضربه دمای بالا مقاوم نیست
مخلوط چسب وصله ای
ترکیب شیمیایی چسب‌های پچ که توسط تولیدکنندگان مختلف تولید می‌شوند، تفاوت زیادی دارد و استفاده ترکیبی از آنها می‌تواند به راحتی مشکلات زیادی ایجاد کند: ۱. خشک شدن دشوار؛ ۲. رله چسب کافی نیست؛ ۳. لحیم‌کاری بیش از حد شدید.
راه حل این است: صفحه توری، کاردک، دستگاه پخش و سایر قسمت‌هایی که به راحتی با هم مخلوط می‌شوند را کاملاً تمیز کنید و از مخلوط کردن مارک‌های مختلف چسب زخم خودداری کنید.
