Tiến sĩ Ronald C. Lasky: Ed Briggs của Indium Corporation đã có ý tưởng tuyệt vời khi viết một bài báo về nhiều ứng dụng của phôi hàn. Ông ấy yêu cầu tôi biên tập và đánh giá bài báo; tiêu đề là The Versatile Preform.
Preform là một miếng hàn có nhiều hình dạng khác nhau. Thường thì preform được phủ một lớp thông lượng hàn hoặc có thông lượng ở giữa kim loại. Preform được tạo thành với thông lượng ở giữa như thế này thường được gọi là flux-cored. Tuy nhiên, preform có sáu họ hàn: gali, bismuth, indi, thiếc, chì và vàng. Có hơn 200 hợp kim khác nhau có thể được tạo thành preform.
Tôi phải nói rõ rằng kem hàn có tầm quan trọng sâu sắc vì chúng là vật liệu cơ bản trong lắp ráp bề mặt điện tử. Tuy nhiên, bản chất của chúng tạo ra một số thách thức. Chất trợ dung kem hàn phải đủ hoạt động để loại bỏ oxit trong quá trình chảy lại nhưng không ảnh hưởng đến bột hàn trong khi kem hàn được lưu trữ. Vì kem hàn có khoảng 50% là chất trợ dung theo thể tích, chất trợ dung phủ lên tất cả các hạt bột hàn khiến việc lưu trữ kem hàn trong thời gian dài trở thành một thách thức.
Thời hạn sử dụng của loại keo này được tính bằng tháng. Vì các phôi là dạng rắn nên có ít diện tích bề mặt hợp kim hàn hơn để tương tác với lượng nhỏ thông lượng của phôi trong quá trình lưu trữ. Thời hạn sử dụng của phôi gần như vô hạn. Có nhiều phạm vi nhiệt độ khác nhau cho các phôi. Kem hàn gốc thiếc như kem hàn chì thiếc và kem hàn không chì có phạm vi nóng chảy trong khoảng từ 183 đến 229°C. Với 6 họ hợp kim cho các phôi, phạm vi này dao động từ 8°C đến 1.064°C.
Một số ứng dụng nhiệt độ cao hơn bao gồm gắn khuôn mạch tích hợp silicon bằng J-STD-020, đòi hỏi hợp kim hàn nóng chảy ở nhiệt độ từ 260 đến 265°C. Một số ứng dụng nhiệt độ cao hơn bao gồm gắn khuôn mạch tích hợp silicon bằng J-STD-020, đòi hỏi hợp kim hàn nóng chảy ở nhiệt độ từ 260 đến 265°C. Có một số phôi chì nóng chảy ở phạm vi nhiệt độ này. Tương tự như vậy, có một số hợp kim vàng được sử dụng ở phạm vi nhiệt độ này để hàn kín và hàn tần số vô tuyến.
Có một số ứng dụng phôi trong lắp ráp SMT. Nhiều bảng mạch điện tử có cả linh kiện gắn trên bề mặt và linh kiện xuyên lỗ. Thông thường, người ta sẽ mong đợi cần phải gắn trên bề mặt và hàn sóng trong dây chuyền lắp ráp để lắp ráp một bảng mạch như vậy. Tuy nhiên, việc in kem hàn lên các lỗ xuyên lỗ thường có thể chỉ cho phép lắp ráp trên bề mặt. Quá trình này thường được gọi là pin-in-paste vì các lỗ xuyên lỗ thực sự được đặt trong và xuyên qua lớp keo hàn xuyên lỗ, nhưng như chúng ta nhớ lại, kem hàn có khoảng 50% thể tích là chất trợ dung. Do đó, khi kem hàn được nấu chảy lại, các mối hàn xuyên lỗ thường bị thiếu chất trợ dung và có quá nhiều chất trợ dung.
Đây là mặt cắt ngang của một bảng mạch lắp ráp bằng phương pháp ghim-dán. Lưu ý rằng thiếu chất hàn và thừa chất trợ dung. Các phôi hàn là giải pháp. Bằng cách đặt phôi hàn trên lớp hàn, tình trạng thiếu chất hàn sẽ được loại bỏ. Các phôi hàn thường có hình dạng của một linh kiện thụ động như điện trở 0603. Chúng được đóng gói trong băng và cuộn và được đặt bằng máy đặt linh kiện trên lớp hàn. Các mối hàn tạo thành thường gần như hoàn hảo.
Nhiều thiết kế điện thoại di động mới có mật độ cao thường gây khó khăn cho việc in đủ kem hàn để tạo thành mối hàn hiệu quả để kết nối tấm chắn điện với miếng đệm bảng mạch in. Trong những trường hợp như vậy, tấm chắn sẽ không thực hiện được nhiệm vụ bảo vệ chống phóng điện từ và tĩnh điện.
Các phôi hàn thường được sử dụng trong điều kiện thiếu hụt chất hàn như vậy. Quy trình này được gọi là Solder Fortification®. Các phôi hàn được đặt bằng máy đặt linh kiện. Có thể tìm thêm thông tin về Solder Fortification® trong bài báo của Carol Gowans và các đồng nghiệp có tiêu đề Applications of Solder Fortification® with Preforms. Chủ đề này có thể được thảo luận cả ngày. Có nhiều ứng dụng khác trong hàn laser, hàn cảm ứng và hàn rô bốt.
Để biết thêm thông tin về việc sử dụng phôi để giải quyết các thách thức trong quy trình hàn, hãy truy cập trang web của chúng tôi tại www.indium.com .
Đọc bài báo của Ed cho SMTAI 2016 sẽ giúp trả lời những câu hỏi bạn có thể có, nhưng quan trọng nhất là hãy gọi cho nhóm dịch vụ kỹ thuật của Indium Corporation để được giải đáp những câu hỏi về preform của bạn. Và, như thường lệ, bạn có thể gửi email cho tôi theo địa chỉ [email protected] .
Lưu Lưu
