יורם צ’ילג, אלקטרון צ’ילג סוכנויות
טכנולוגיה הרכבה והלחמת רכיבים על מעגלים מתפתחת, המעגלים הופכים מסובכים וצפופים והבעיות המתעוררות בהלחמות הופכות לקשות יותר לפתרון. מעגלים המכילים רכיבים גדולים וקטנים בעלי גוון וברק שונים ובשילוב עם מפזרי חום, גורמים לכך שתהליך ההלחמה המקובל באמצעות אוויר חם אינו מסוגל לתת פתרון טכנולוגי מספק.
שיטת החימום המקובלת באמצעות תנורי Reflow העובדים בשיטת הסעת אוויר חם יוצרת מצב בו כשנדרשת הגברת חום לרכיבים גדולים עלולים להיגרם נזקים לרכיבים קטנים ו/או רגישים לטמפרטורה גבוהה.
אמנם תנורי האוויר החם המקובלים היום שיפרו את התהליך הקודם (אינפרא אדום) מבחינת יכולת פיזור חום והסעת האנרגיה למקומות שאינפרא אדום לא מצליח להגיע (לדוגמה רכיבים בעלי רגלים J lead וכן רכיבי BGA) עם זאת העברת החום אינה מושלמת וגרוע מכך הזרמת האוויר החם הוא גם הזרמה של חמצן מחומם. זרימת חמצן מחומם גורמת לחמצון פני שטח המעגלים, חימצון רגלי הרכיבים וגם משחת ההלחמה מתחמצנת בזמן תהליך ה-REFLOW.
על מנת להתגבר על ההתחמצנות בשלבי החימום בתנור נוטים להשתמש בפלקסים אגרסיביים המתגברים אמנם על פני השטח המחומצן אך עם זאת פוגעים באמינות המעגלים המורכבים לאורך זמן. פתרון הזרמת חנקן משפר ומוריד את רמת ההתחמצנות אך זהו פתרון יקר. לפתרון זה נדרשים תנורים יקרים והוצאה קבועה גבוהה הנובעת מעלות החנקן. תנור ממוצע צורך כ-20-30 מ”ק/שעה חנקן.
בשנים האחרונות חודשה טכנולוגיה מראשית ימי הרכבות רכיבי SMT
לפני כ-25 שנה. הטכנולוגיה במתכונתה המחודשת תואמת את הדרישות והאילוצים של תעשיית הרכבות אלקטרוניקה מודרנית וגם את דרישות איכות הסביבה טכנולוגיית הלחמה באדים. Vapor Phase Soldering. הטכנולוגיה הבסיסית פשוטה: שימוש בתווך אדים כמדיום להעברת האנרגיה.
בתוך תא מרתיחים נוזל בעל תכונות אינרטיות וטמפרטורת רתיחה ידועה לדוגמה נוזל הרותח ב-230 מעלות. את המעגל מכניסים לאדים של החומר הרותח. האדים מחממים את המעגל וכל הרכיבים עד לטמפרטורת הרתיחה לטמפרטורה אחידה לדוגמה במקרה של נוזל ל-230 מעלות יגיעו המעגל והרכיבים בדיוק לטמפרטורה זו.
מעבר האנרגיה באמצעות האדים כמעט ללא כל הפסדים, כל הרכיבים מגיעים לאותה טמפרטורה ללא הבדל גודל גוון, צבע ברק ומסה. החום חודר באמצעות Capillarity לכל המקומות גם אל מתחת לרגלי הרכיבים הגדולים והמסובכים ביותר.
קיימים מדיומים לטמפרטורת רתיחה שונות וניתן לבחור במדיום בין הטמפרטורות 165-260 מעלות צלסיוס. החומר הרותח אדיש ובעל יציבות יוצאת דופן (החומר איננו מתפרק), חומר ירוק ידידותי לסביבה וההתיחסות אליו כאל “טפלון נוזלי”.
בזמן תהליך החמום מתעבים האדים על גבי המעגל והרכיבים ויוצרים מעין מעטה מגן המונע התחמצנות של חלקי המתכת – פדים על המעגל ורגלי הרכיב. מעטה המגן משפר את תהליך ההלחמה ואף מונע את הצורך בשימוש בחנקן. הפלקסים שבשימוש יכולים להיות פחות אגרסיביים ולכן תוצאות ההלחמה ואמינות ההלחמות משופרת.
יתרון גדול נוסף נובע מהיעילות הטרמית הגדולה של העברת האנרגיה באדים ולכן צריכת האנרגיה הממוצעת של תנור הלחמה באדים כ-3 קוט”ש בזמן המתנה ו כ-5 קוט”ש בזמן הלחמה. תנור Reflow לעומת זאת צורך בממוצע בין 20-50 קוט”ש חשמל. בבדיקה מסתבר נתון שהרבה חברות לא שמות אליו לב – עלות חשמל שנתית של תנור Reflow בשיטת אויר חם 40,000-60,000 ש”ח בשנה!
חידוש ויתרון מדהים שמקנות חלק ממערכות ההלחמה בשיטת Vapor-Phase היא תוספת מנגנון וואקום.
ניתן לצייד את התנורים במנגנון יניקה המסוגל לינוק את כל בועות האוויר הנוצרות בתהליך ההלחמה. התוצאה המתקבלת מושלמת הלחמות ללא כל בועות אויר voids.
טיב ההלחמה בהלחמה באדים ובוואקום אינו בר השוואה לכל טכנולוגית הלחמה אחרת.
חברות רבות בארץ ובעולם “גילו” את היתרונות שמקנה שיטת ההלחמה באדים וחברות שהמוצר שלהם מכיל מתכת המשולבת במעגל (Heat-Sink) זו כמעט הטכנולוגיה היחידה המסוגלת לתת פתרון באמינות גבוהה ללא חימום ייתר של הרכיבים על המעגל.
בין הלקוחות בעולם המשתמשות בטכנולוגיה זו IBM המאפשרת הלחמת המעגלים של מחשבי העל שלה רק בטכנולוגיה זו.
לקוח אחר מפורסם הוא פרויקט הלוויינים האירופי היוקרתי Sentinel. וכן חברות רבות בתחום הרכב כמו Bosch BMW Siemens בתחומי התעופה וחברות רבות נוספות.
למידע נוסף בקרו באתר החברה.
