Szczegółowy proces produkcji PCBA (w tym cały proces DIP), przyjdź i przekonaj się!
„Proces lutowania na fali”
Lutowanie na fali to zazwyczaj proces spawania urządzeń wtykowych. Jest to proces, w którym roztopiony ciekły lut za pomocą pompy formuje określony kształt fali lutowniczej na powierzchni cieczy w zbiorniku lutowniczym, a płytka PCB wprowadzanego elementu przechodzi przez szczyt fali lutowniczej w określonym czasie. Kąt i pewna głębokość zanurzenia w łańcuchu przekładniowym w celu uzyskania spawania złącza lutowanego, jak pokazano na poniższym rysunku.
Ogólny przebieg procesu jest następujący: wkładanie urządzenia – ładowanie PCB – lutowanie na fali – rozładunek PCB – przycinanie pinów DIP – czyszczenie, jak pokazano na poniższym rysunku.
1. Technologia wstawiania THC
1. Formowanie sworznia elementu
Urządzenia DIP należy ukształtować przed włożeniem
(1) Kształtowanie elementów obrabianych ręcznie: Wygięty sworzeń można ukształtować za pomocą pęsety lub małego śrubokręta, jak pokazano na poniższym rysunku.
(2) Maszynowa obróbka kształtowania komponentów: maszynowe kształtowanie komponentów kończy się specjalną maszyną kształtującą, której zasada działania polega na tym, że podajnik wykorzystuje podawanie wibracyjne do podawania materiałów (takich jak tranzystor wtykowy) z dzielnikiem w celu zlokalizowania tranzystora, pierwszym krokiem jest wygięcie pinów po obu stronach lewej i prawej strony; Drugim krokiem jest wygięcie środkowego sworznia do tyłu lub do przodu, aby uformować. Jak pokazano na poniższym obrazku.
2. Wstaw komponenty
Technologia wstawiania otworów przelotowych jest podzielona na wstawianie ręczne i automatyczne wstawianie urządzeń mechanicznych
(1) Ręczne wkładanie i spawanie powinno najpierw włożyć te elementy, które wymagają mechanicznego zamocowania, takie jak stojak chłodzący, wspornik, zacisk itp. urządzenia zasilającego, a następnie włożyć elementy, które wymagają zespawania i zamocowania. Podczas wkładania nie dotykaj kołków składowych i folii miedzianej na płycie drukującej.
(2) Mechaniczne automatyczne podłączanie (określane jako AI) to najbardziej zaawansowana technologia zautomatyzowanej produkcji w instalacjach współczesnych produktów elektronicznych. Przy montażu automatycznych urządzeń mechanicznych należy w pierwszej kolejności wstawić elementy o mniejszej wysokości, a następnie zamontować elementy o większej wysokości. Wartościowe kluczowe komponenty należy umieścić w końcowej instalacji. Montaż stojaka odprowadzającego ciepło, wspornika, zacisku itp. powinien odbywać się blisko procesu spawania. Kolejność montażu elementów PCB pokazano na poniższym rysunku.
3. Lutowanie na fali
(1) Zasada działania lutowania na fali
Lutowanie na fali to rodzaj technologii, która polega na formowaniu określonego kształtu fali lutowniczej na powierzchni roztopionego ciekłego lutowia za pomocą ciśnienia pompowania i tworzeniu plamy lutowniczej w obszarze zgrzewania kołka, gdy element montażowy włożony z elementem przechodzi przez lut. fala pod stałym kątem. W pierwszej kolejności element jest podgrzewany w strefie nagrzewania zgrzewarki podczas procesu przenoszenia przez przenośnik łańcuchowy (podgrzewanie elementu i osiągana temperatura są w dalszym ciągu kontrolowane przez zadaną krzywą temperatury). Podczas spawania zwykle konieczna jest kontrola temperatury wstępnego podgrzewania powierzchni elementu, dlatego wiele urządzeń dodało odpowiednie urządzenia do wykrywania temperatury (takie jak detektory podczerwieni). Po podgrzaniu zespół wchodzi do rowka prowadzącego w celu spawania. Zbiornik cynowy zawiera stopione ciekłe lutowie, a dysza znajdująca się na dnie zbiornika stalowego rozpyla grzbiet roztopionego lutowia o ustalonym kształcie, tak że gdy powierzchnia spawania elementu przechodzi przez falę, jest ona podgrzewana przez falę lutowia , a fala lutownicza zwilża również obszar spawania i rozszerza się, aby wypełnić, ostatecznie kończąc proces spawania. Jego zasadę działania pokazano na poniższym rysunku.
Lutowanie na fali wykorzystuje zasadę konwekcyjnego przenoszenia ciepła w celu ogrzania obszaru spawania. Fala stopionego lutu działa jako źródło ciepła, z jednej strony przepływając w celu przemycia obszaru zgrzewania trzpienia, z drugiej strony pełni także rolę przewodzenia ciepła, w wyniku czego obszar zgrzewania trzpienia nagrzewa się pod tym działaniem. Aby zapewnić nagrzanie obszaru spawania, fala lutownicza ma zwykle określoną szerokość, tak że gdy powierzchnia spawania elementu przechodzi przez falę, następuje wystarczające nagrzanie, zwilżenie i tak dalej. W tradycyjnym lutowaniu na fali zwykle stosuje się pojedynczą falę, a fala jest stosunkowo płaska. Przy zastosowaniu lutu ołowiowego przyjmuje się go obecnie w postaci podwójnej fali. Jak pokazano na poniższym obrazku.
Trzpień elementu umożliwia zanurzenie lutu w metalizowanym otworze przelotowym w stanie stałym. Kiedy szpilka dotyka fali lutowniczej, ciekły lut wspina się po ściance trzpienia i otworu dzięki napięciu powierzchniowemu. Działanie kapilarne metalizowanych otworów przelotowych poprawia wspinanie się lutu. Po dotarciu lutu do podkładki PCB, rozprzestrzenia się ona pod wpływem napięcia powierzchniowego podkładki. Unoszący się lut odprowadza topnik i powietrze z otworu przelotowego, wypełniając w ten sposób otwór przelotowy i tworząc po schłodzeniu złącze lutowane.
(2) Główne elementy spawarki falowej
Zgrzewarka falowa składa się głównie z przenośnika taśmowego, grzejnika, blaszanego zbiornika, pompy i urządzenia do spieniania topnika (lub natryskiwania). Dzieli się go głównie na strefę dodawania topnika, strefę podgrzewania wstępnego, strefę spawania i strefę chłodzenia, jak pokazano na poniższym rysunku.
3. Główne różnice pomiędzy lutowaniem na fali i zgrzewaniem rozpływowym
Główna różnica między lutowaniem na fali a spawaniem rozpływowym polega na tym, że źródło ciepła i metoda dostarczania lutu podczas spawania są różne. Podczas lutowania falowego lut jest wstępnie podgrzewany i topiony w zbiorniku, a fala lutownicza wytwarzana przez pompę pełni podwójną rolę: źródła ciepła i źródła lutowia. Fala stopionego lutu podgrzewa otwory przelotowe, podkładki i styki komponentów płytki PCB, dostarczając jednocześnie lutowie potrzebny do utworzenia połączeń lutowniczych. Podczas lutowania rozpływowego lut (pasta lutownicza) jest wstępnie przydzielana do obszaru spawania płytki PCB, a rolą źródła ciepła podczas rozpływu jest ponowne stopienie lutu.
(1) 3 Wprowadzenie do procesu lutowania na fali selektywnej
Sprzęt do lutowania na fali jest wynaleziony od ponad 50 lat i ma zalety w postaci wysokiej wydajności produkcyjnej i dużej wydajności w produkcji elementów przewlekanych i płytek drukowanych, dlatego kiedyś był najważniejszym sprzętem spawalniczym w automatycznej masowej produkcji produkty elektroniczne. Istnieją jednak pewne ograniczenia w jego zastosowaniu: (1) parametry spawania są różne.
Różne złącza lutowane na tej samej płytce drukowanej mogą wymagać bardzo różnych parametrów spawania ze względu na ich różne właściwości (takie jak pojemność cieplna, odstęp między pinami, wymagania dotyczące penetracji cyny itp.). Jednak cechą lutowania na fali jest dokończenie spawania wszystkich połączeń lutowanych na całej płytce drukowanej przy tych samych zadanych parametrach, więc różne złącza lutowane muszą się wzajemnie „osiadać”, co sprawia, że lutowanie na fali jest trudniejsze do pełnego spełnienia wymagań spawalniczych wymagania dotyczące wysokiej jakości płytek drukowanych;
(2) Wysokie koszty operacyjne.
W praktycznym zastosowaniu tradycyjnego lutowania na fali, natryskiwanie topnika na całą płytkę i powstawanie żużla cynowego powodują wysokie koszty operacyjne. Szczególnie przy spawaniu bezołowiowym, ponieważ cena lutu bezołowiowego jest ponad 3 razy większa od ceny lutu ołowiowego, wzrost kosztów eksploatacji spowodowany żużlem cynowym jest bardzo zaskakujący. Ponadto lut bezołowiowy w dalszym ciągu topi miedź na podkładce, a skład lutu w cynowym cylindrze będzie się z czasem zmieniać, co wymaga regularnego dodawania czystej cyny i drogiego srebra do rozwiązania;
(3) Problemy z konserwacją i konserwacją.
Pozostały topnik po produkcji pozostanie w układzie przesyłowym lutowania falowego, a powstający żużel cynowy musi być regularnie usuwany, co wiąże się z bardziej skomplikowanymi pracami konserwacyjnymi i konserwacyjnymi dla użytkownika; Z tych powodów powstało selektywne lutowanie na fali.
W tak zwanym lutowaniu selektywnym na fali PCBA nadal wykorzystuje się oryginalny piec do cyny, ale różnica polega na tym, że płytkę należy umieścić w nośniku pieca do cyny, co często mówimy w przypadku mocowania pieca, jak pokazano na poniższym rysunku.
Części wymagające lutowania na fali są następnie wystawiane na działanie cyny, a pozostałe części zabezpieczane są okładzinami pojazdu, jak pokazano poniżej. To trochę jak z założeniem koła ratunkowego w basenie, miejsce zakryte kołkiem ratunkowym nie dostanie wody i zastąpione blaszanym piecem, miejsce zakryte pojazdem naturalnie nie będzie ocynowane, a będzie nie ma problemu z ponownym topieniem cyny lub spadającymi częściami.
„Proces spawania rozpływowego przez otwór”
Zgrzewanie rozpływowe z otworami przelotowymi to proces zgrzewania rozpływowego służący do wkładania komponentów, stosowany głównie przy produkcji płyt do montażu powierzchniowego zawierających kilka wtyczek. Podstawą technologii jest sposób aplikacji pasty lutowniczej.
1. Wprowadzenie do procesu
Zgodnie z metodą nakładania pasty lutowniczej, zgrzewanie rozpływowe przez otwór można podzielić na trzy rodzaje: drukowanie rur poprzez proces zgrzewania rozpływowego, drukowanie pasty lutowniczej poprzez proces zgrzewania rozpływowego z otworem i proces zgrzewania rozpływowego formowanej blachy przez otwór.
1) Drukowanie rurowe poprzez proces zgrzewania rozpływowego otworów
Drukowanie rurowe metodą zgrzewania rozpływowego przez otwór jest najwcześniejszym zastosowaniem procesu zgrzewania rozpływowego elementów z otworami przelotowymi, stosowanego głównie przy produkcji tunerów telewizji kolorowej. Sercem procesu jest prasa rurowa pasty lutowniczej, proces pokazano na poniższym rysunku.
2) Drukowanie pasty lutowniczej w procesie spawania rozpływowego
Drukowanie pasty lutowniczej metodą zgrzewania rozpływowego przez otwór jest obecnie najpowszechniej stosowanym procesem zgrzewania rozpływowego przez otwór, stosowanym głównie do mieszanych PCBA zawierających niewielką liczbę wtyczek, proces jest w pełni kompatybilny z konwencjonalnym procesem zgrzewania rozpływowego, nie jest wymagany żaden specjalny sprzęt procesowy wymagane, jedynym wymaganiem jest to, aby spawane elementy wtykowe nadawały się do spawania rozpływowego z otworami przelotowymi, proces pokazano na poniższym rysunku.
3) Formowanie blachy cyny poprzez proces spawania rozpływowego
Proces spawania formowanej blachy cynowej przez otwór jest stosowany głównie w przypadku złączy wielopinowych, lut nie jest pastą lutowniczą, ale formowaną blachą cynową, zwykle dodaną bezpośrednio przez producenta złącza, zespół można jedynie podgrzać.
Wymagania projektowe dotyczące przepływu przez otwór
1.Wymagania projektowe PCB
(1) Nadaje się do płytek PCB o grubości mniejszej lub równej 1,6 mm.
(2) Minimalna szerokość podkładki wynosi 0,25 mm, a stopiona pasta lutownicza jest „wyciągana” raz, a cynowa kulka nie tworzy się.
(3) Szczelina elementu poza płytą (odsunięcie) powinna być większa niż 0,3 mm
(4) Odpowiednia długość przewodu wystającego z podkładki wynosi 0,25 ~ 0,75 mm.
(5) Minimalna odległość pomiędzy drobnymi elementami dystansowymi, takimi jak 0603, a podkładką wynosi 2 mm.
(6) Maksymalny otwór siatki stalowej można rozszerzyć o 1,5 mm.
(7) Otwór to średnica przewodu plus 0,1 ~ 0,2 mm. Jak pokazano na poniższym obrazku.
„Wymagania dotyczące otwierania okien z siatki stalowej”
Ogólnie rzecz biorąc, aby uzyskać 50% wypełnienia otworu, należy rozszerzyć okno z siatki stalowej, konkretną wielkość rozszerzalności zewnętrznej należy określić w zależności od grubości PCB, grubości stalowej siatki, szczeliny między otworem a przewodem i inne czynniki.
Ogólnie rzecz biorąc, jeśli rozszerzenie nie przekracza 2 mm, pasta lutownicza zostanie odciągnięta i wlana do otworu. Należy zauważyć, że zewnętrzne rozszerzanie nie może być ściskane przez opakowanie komponentu lub musi omijać korpus opakowania komponentu i tworzyć blaszaną kulkę po jednej stronie, jak pokazano na poniższym rysunku.
„Wprowadzenie do konwencjonalnego procesu montażu PCBA”
1) Montaż jednostronny
Przebieg procesu pokazano na poniższym rysunku
2) Wkładanie jednostronne
Przebieg procesu pokazano na rysunku 5 poniżej
Formowanie pinów urządzenia metodą lutowania na fali jest jedną z najmniej wydajnych części procesu produkcyjnego, co odpowiednio niesie ze sobą ryzyko uszkodzeń elektrostatycznych i wydłuża czas dostawy, a także zwiększa ryzyko błędu.
3) Montaż dwustronny
Przebieg procesu pokazano na poniższym rysunku
4) Mieszana jedna strona
Przebieg procesu pokazano na poniższym rysunku
Jeśli elementów z otworami przelotowymi jest niewiele, można zastosować zgrzewanie rozpływowe i spawanie ręczne.
5) Mieszanie dwustronne
Przebieg procesu pokazano na poniższym rysunku
Jeśli jest więcej dwustronnych elementów SMD i niewiele elementów THT, urządzenia wtykowe można spawać rozpływowo lub ręcznie. Poniżej przedstawiono schemat przebiegu procesu.
