يُعد لحام PCBA خطوةً أساسيةً في تصنيع الإلكترونيات، ولكنه أيضًا مجالٌ شائعٌ للعديد من العيوب، مما يُهدد موثوقية المنتج بشكلٍ خطير. في مواجهة شذوذ اللحام المستمر، تهدف هذه المقالة إلى معالجة المشاكل الشائعة بشكلٍ منهجي واستكشاف تدابير التحكم الوقائية المناسبة.

     آلية تشكيل وتحكم جسور اللحام
    تُعد جسور اللحام من أكثر عيوب لحام لوحات الدوائر المطبوعة شيوعًا، والتي تتجلى في وجود لحام زائد يُشكل وصلات غير متوقعة بين الوسادات الموصلة. يجب أن يبدأ منعها من ثلاثة جوانب:

1. صيانة الأداة: تأكد من نظافة رأس مكواة اللحام وطلائه جيدًا للحفاظ على كفاءة توصيل حراري مستقرة؛

2. التحكم في اللحام: تحكم دقيق في كمية اللحام لتجنب الالتصاق الناتج عن التراكم المفرط؛

3. مواصفات العملية: استخدم تقنيات لحام موحدة، مثل الحفاظ على زاوية وزمن عمل مناسبين بين رأس مكواة اللحام والوسادة.

    أسباب اللحام البارد واستراتيجيات تجنبه
تظهر وصلات اللحام الباردة على شكل عدم ذوبان كافٍ للّحام، مما يؤدي إلى ضعف التوصيل الكهربائي أو تعطل الدائرة بشكل متقطع. تشمل الأسباب الرئيسية: انخفاض درجة حرارة اللحام، وتلوث السطح أو تأكسدها، وإزاحة المكونات أثناء اللحام. يجب التركيز على التدابير الوقائية.
  1. المعالجة المسبقة للسطح: تأكد من نظافة دبابيس المكونات ووسادات لوحة الدوائر المطبوعة وخلوها من الأكسدة، ويمكن استخدام التدفق لتحسين قابلية البلل؛
2. التحكم في الإدارة الحرارية: معايرة درجة حرارة مكواة اللحام وفقًا لمتطلبات العملية (عادةً 250-350 درجة مئوية)، والحفاظ على ثبات المكونات قبل تصلب اللحام.

    آلية توليد وطريقة قمع كرات اللحام
  كرات اللحام هي جزيئات لحام كروية تتشكل أثناء عملية اللحام، وقد تُسبب أعطالاً وظيفية مثل قصر الدوائر. ويحدث تكوينها غالبًا بسبب اللحام المفرط أو الاهتزاز الميكانيكي أثناء اللحام. تشمل مسارات التحسين ما يلي:

1. مراقبة المواد: الالتزام الصارم بمعايير جرعات اللحام لتجنب تناثرها بسبب التراكم؛

2. مراقبة البيئة: بناء منصة لحام خالية من الاهتزازات لتقليل الحركة غير الضرورية للوحات الدوائر المطبوعة أو المكونات.

    الآلية الديناميكية الحرارية والوقاية من التآكل
  يشير مصطلح "تومبستونينغ" إلى رفع المكون من أحد طرفيه أثناء عملية إعادة الانصهار، ووقوفه منتصبًا كشاهد قبر. يكمن جوهر هذه الظاهرة في اختلال توازن التوتر السطحي عند ذوبان اللحام. تشمل الأسباب المحددة: طلاء غير متساوٍ لمعجون اللحام، أو تركيب غير متماثل للمكونات، أو منحنى انصهار غير طبيعي، أو رطوبة لوحة الدوائر المطبوعة. تتمثل النقاط الرئيسية للوقاية والسيطرة في:
✓ استخدام تقنية طباعة دقيقة لضمان توزيع متساوٍ لمعجون اللحام؛
✓ تحسين دقة تركيب المكونات لضمان قوة متماثلة على طرفي الوسادات؛
✓ التحكم بدقة في معلمات منطقة درجة حرارة إعادة الانصهار، وخبز لوحة الدوائر المطبوعة مسبقًا لإزالة الرطوبة.

    تحليل فشل الإجهاد في مفاصل اللحام المتشققة
   غالبًا ما تحدث شقوق وصلات اللحام بسبب الإجهاد الحراري أو الميكانيكي، والذي يتجلى على شكل كسور هيكلية في طبقة اللحام. يجب اتباع نهج الوقاية من خلال بُعدي التصميم والعملية:

1. تحسين التصميم الحراري: مراعاة مطابقة معاملات التمدد الحراري للمكونات عند تصميم لوحة الدوائر المطبوعة لتجنب التغيرات الحادة في درجات الحرارة؛

2. تحسين المواد والعملية: اختيار سبائك لحام ذات ليونة جيدة، وتقليل تركيز الإجهاد من خلال تصميم مناسب للمكونات.

في الختام، يتطلب التحكم في عيوب لحام لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) بناء نظام مراقبة جودة ثلاثي الأبعاد قائم على "المعدات - العملية - التصميم". يمكن تقليل معدل عيوب اللحام بشكل منهجي من خلال الصيانة الدورية لمعدات اللحام، والتدريب المهني للمشغلين، وتصميم موثوقية تصميم لوحة الدوائر المطبوعة. يُعد الفهم العميق للطبيعة الفيزيائية لمختلف العيوب وتطبيق تدابير وقائية محددة الهدف السبيلين الأساسيين لتحسين موثوقية مكونات لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA).