19.9 การเชื่อมเป็นลูกคลื่น

รูปการเชื่อมเป็นลอนคลื่น

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

       การเชื่อมเป็นลูกคลื่น (Wave soldering) เป็นกระบวนการเชื่อมที่ใช้การเชื่อมให้หลอมเหลวที่อุณหภูมิต่ำ มักใช้กับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ในแผ่นลายวงจรปริ้นต์ (Printed circuit board) กระบวนการนี้แสดงในรูปด้านล่าง

รูปการเชื่อมบอร์ดวงจรแบบลอนคลื่น

วิดีโอแสดงกระบวนการเชื่อนเป็นลูกคลื่น

บอร์ดวงจรจะมีส่วนประกอบของลายทองแดงที่วิ่งผ่านไปมาที่ตัวชิปอิเล็กทรอนิกส์ หรืออุปกรณ์อื่น ๆ การเชื่อมดีบุกสามารถทำได้โดยการใช้รอยเชื่อมแบบทางกล และทางไฟฟ้าได้บนบอร์ด

      ในการเชื่อมเป็นลูกคลื่น แผงบอร์ดจะเคลื่อนที่ผ่านอ่างบัดกรีเป็นกระบวนการเชื่อมประสาน ตะกั่วบัดกรีจะอยู่ข้างใต้ เมื่อแผงวงจรวิ่งมาถึง ดีบุกตะกั่วเหลวก็จะมีกลไกทำให้เกิดการล้นอ่าง ไหลไปยังแนวที่จะเชื่อมบัดกรี ซึ่งคล้ายกับฝายน้ำล้นของเขื่อน

      มันเป็นวิธีการเชื่อมบัดกรีแบบเปียก มีการสัมผัสทองแดงกับตะกั่ว รูปแบบการบัดกรีประสานอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ อุณหภูมิของการเชื่อมประสานจะต้องรักษาให้มันต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพราะว่าตัวบอร์ด และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่สามารถทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงในเวลาที่ยาวนานได้ รวมไปถึง ความจุ่มลึก และเวลาของการจุ่มลงจะต้องรักษาไว้ที่ระดับต่ำ และให้น้อยที่สุด

รูปชิปอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกเชื่อมประสานลงไปในบอร์ดวงจรโดยวิธีการเชื่อมลูกคลื่น

      การเชื่อมประสานชิปอิเล็กทรอนิกส์โดยการเชื่อมแบบลูกคลื่น รูปด้านบนเป็นชิปขนาดใหญ่มีตะกั่วยึดติดกับบอร์ดวงจร ตะกั่วที่เชื่อมจะมีระยะบัดกรีสูงถึงตัวถัง ประมาณ 2.5 mm (0.1²) ชิปประเภทนี้ เรียกว่า ชิปขาตะขาบ (Stuffed chip) เพราะว่าตะกั่วสามารถแทรกซึมไปยังรูของบอร์ด ในระหว่างกระบวนการเชื่อมแบบลูกคลื่น การเชื่อมจะเติมเต็มรู จะทำให้เกิดการเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้า

      ชิปบางชนิดจะมีขนาดเล็กกว่าตะกั่ว ขาชิปจะถูกดัดจนแบนลงบนพื้นบอร์ด นั่นคือมันอาศัยที่พื้นผิวบอร์ด ชิปที่มีขนาดเล็กดูได้ที่รูปด้านล่าง เรียกว่า ชิปขาติดพื้นผิว (Surface-mount chips)

รูปชิปขาติดพื้นผิว

ตะกั่วสำหรับชิปนี้มีช่องว่างถึงตัวถังประมาณ 1.27 mm (0.05²) หรือ 0.6 mm (0.025²) (หรือน้อยกว่านั้น) พวกมันจะถูกเชื่อมนั่งบนพื้นราบ แล้วมีการบัดกรีในลายวงจรทองแดง ดูที่รูปด้านล่าง

รูปการบัดกรีชิปติดผิว

      ในเครื่องเชื่อมลูกคลื่นแบบคู่ (Dual-wave soldering machine) ในการเชื่อมประสานจะมีความแตกต่างกันตามชนิดของชิปที่ต่างกัน หรือแตกต่างตามลูกคลื่น

      คลื่นแรกของการเชื่อมที่บอร์ดวงจรที่เรียกว่า คลื่นชิป (Chip wave) มันเป็นการใช้เชื่อมประสานแบบแผ่กระจายกระเพื่อมที่ชิปติดผิวที่มีขนาดเล็กจำนวนมากในด้านล่างของบอร์ด

      ในคลื่นที่สอง เรียก คลื่นเดลต้า (Delta wave) เชื่อมประสานการไหลทั้งหมดตลอดทางขึ้นผ่านรู ทำให้การประสานแข็งแรงทั้งทางกล และทางไฟฟ้า กับชิปถูกยึดที่ด้านบนของบอร์ด

      อุณหภูมิที่สูงขึ้นอันเนื่องจากการเชื่อมประสาน สามารถสร้างความเค้นขณะที่มันทำการประสานในบอร์ด บางครั้งจะใช้ พลวง (Antimony) เป็นโลหะผสมนำมาช่วยเชื่อมประสานเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่ง

      แทบเป็นไปไม่ได้ที่ใช้การละลาย หรือการปรับสภาพทางความร้อนอื่น ๆ เพื่อนำมาใช้กับดีบุกผสม ซึ่งมันมีจุดหลอมเหลวของโลหะผสมซึ่งต่ำเท่ากับอุณหภูมิห้อง เพราะส่วนใหญ่พฤติกรรมโลหะมักจะทำที่อุณหภูมิสูง

คุณสมบัติทางโลหะวิทยาทั่วไปของดีบุกดูได้ที่ตารางด้านล่าง

ตารางรายชื่อคุณสมบัติทั่วไปของดีบุก และดีบุกมูลฐาน ที่เป็นบัดกรีทางไฟฟ้า

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ท้อแท้ได้ แต่อย่า ท้อถอย

อิจฉาได้ แต่อย่า ริษยา

พักได้ แต่อย่า หยุด”

<หน้าที่แล้ว                                 สารบัญ                    หน้าต่อไป>