Podrobný proces výroby PCBA (vrátane celého procesu DIP), príďte sa pozrieť!
"Proces spájkovania vlnou"
Spájkovanie vlnou je vo všeobecnosti proces zvárania zásuvných zariadení. Je to proces, pri ktorom roztavená kvapalná spájka pomocou čerpadla vytvára na povrchu kvapaliny v spájkovacej nádrži špecifický tvar spájkovej vlny a doska plošných spojov vloženej súčiastky prechádza cez vrchol spájkovej vlny pod určitým uhlom a určitou hĺbkou ponoru na prenosovom reťazci, čím sa dosiahne zvarenie spájkovaného spoja, ako je znázornené na obrázku nižšie.
Všeobecný postup je nasledovný: vloženie zariadenia -- vloženie DPS -- vlnové spájkovanie -- vyloženie DPS -- orezávanie DIP pinov -- čistenie, ako je znázornené na obrázku nižšie.
1. Technológia vkladania THC
1. Tvarovanie kolíkov komponentov
DIP zariadenia je potrebné pred vložením vytvarovať
(1) Ručne opracované tvarovanie komponentov: Ohnutý kolík je možné tvarovať pinzetou alebo malým skrutkovačom, ako je znázornené na obrázku nižšie.
(2) Strojové spracovanie tvarovania súčiastok: Strojové tvarovanie súčiastok sa vykonáva pomocou špeciálneho tvarovacieho stroja. Jeho princíp fungovania spočíva v tom, že podávač využíva vibračné podávanie na podávanie materiálov (napríklad zásuvných tranzistorov) s deličom na umiestnenie tranzistora. Prvým krokom je ohnutie kolíkov na oboch stranách, vľavo a vpravo; druhým krokom je ohnutie stredného kolíka dozadu alebo dopredu, aby sa vytvoril tvar. Ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.
2. Vložte komponenty
Technológia vkladania cez otvor sa delí na manuálne vkladanie a automatické vkladanie mechanických zariadení
(1) Pri ručnom vkladaní a zváraní by sa mali najprv vložiť komponenty, ktoré je potrebné mechanicky upevniť, ako napríklad chladiaci stojan, konzola, spona atď. napájacieho zariadenia, a potom sa vložia komponenty, ktoré je potrebné zvariť a upevniť. Pri vkladaní sa nedotýkajte priamo kolíkov komponentov a medenej fólie na tlačovej platni.
(2) Mechanické automatické zasúvanie (označované ako AI) je najpokročilejšia automatizovaná výrobná technológia pri inštalácii súčasných elektronických výrobkov. Pri inštalácii automatických mechanických zariadení by sa mali najprv vložiť komponenty s nižšou výškou a potom komponenty s vyššou výškou. Cenné kľúčové komponenty by sa mali vložiť do konečnej inštalácie. Inštalácia stojana na odvod tepla, konzoly, spony atď. by mala prebiehať blízko procesu zvárania. Postupnosť montáže komponentov dosky plošných spojov je znázornená na nasledujúcom obrázku.
3. Vlnové spájkovanie
(1) Princíp fungovania vlnového spájkovania
Vlnové spájkovanie je druh technológie, ktorá vytvára špecifický tvar vlny spájky na povrchu roztavenej kvapalnej spájky pomocou čerpacieho tlaku a vytvára spájkovací bod v oblasti zvárania kolíkov, keď komponent zostavy vložený so komponentom prechádza vlnou spájky pod pevným uhlom. Komponent sa najprv predhrieva v predhrievacej zóne zváracieho stroja počas procesu prenosu reťazovým dopravníkom (predhrievanie komponentu a dosiahnutá teplota sú stále riadené vopred určenou teplotnou krivkou). Pri skutočnom zváraní je zvyčajne potrebné regulovať teplotu predhrievania povrchu komponentu, takže mnohé zariadenia majú pridané zodpovedajúce zariadenia na detekciu teploty (napríklad infračervené detektory). Po predhrievaní sa zostava zavádza do olovenej drážky na zváranie. Cínová nádrž obsahuje roztavenú kvapalnú spájku a tryska na dne oceľovej nádrže strieka roztavenú spájku v pevnom tvare, takže keď zváraný povrch komponentu prechádza vlnou, je zahrievaný vlnou spájky a vlna spájky tiež zvlhčuje zváranú oblasť a rozpína sa, aby ju vyplnila, čím sa nakoniec dosiahne proces zvárania. Princíp jej fungovania je znázornený na obrázku nižšie.
Vlnové spájkovanie využíva princíp konvekčného prenosu tepla na ohrev zváranej oblasti. Vlna roztavenej spájky slúži ako zdroj tepla, ktorý na jednej strane prúdi a obmýva zváranú oblasť kolíkov, na druhej strane zohráva aj úlohu vedenia tepla a zváraná oblasť kolíkov sa týmto pôsobením zahrieva. Aby sa zabezpečilo zahriatie zváranej oblasti, spájkovacia vlna má zvyčajne určitú šírku, takže keď zváraná plocha súčiastky prechádza vlnou, dochádza k dostatočnému ohrevu, zmáčaniu atď. Pri tradičnom vlnovom spájkovaní sa zvyčajne používa jednoduchá vlna, ktorá je relatívne plochá. Pri použití olovenej spájky sa v súčasnosti používa dvojitá vlna. Ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.
Kolík súčiastky umožňuje spájke ponoriť sa v pevnom stave do metalizovaného priechodného otvoru. Keď sa kolík dotkne vlny spájky, tekutá spájka stúpa po kolíku a stene otvoru pomocou povrchového napätia. Kapilárny účinok metalizovaných priechodných otvorov zlepšuje stúpanie spájky. Po dosiahnutí kontaktu s doskou plošných spojov sa roztiahne pôsobením povrchového napätia kontaktu. Stúpajúca spájka odvádza tavidlo a vzduch z priechodného otvoru, čím vypĺňa priechodný otvor a po ochladení vytvára spájkovaný spoj.
(2) Hlavné komponenty vlnového zváracieho stroja
Zvárací stroj vlnou sa skladá hlavne z dopravného pásu, ohrievača, nádoby na plech, čerpadla a zariadenia na napenenie (alebo rozprašovanie) tavidla. Delí sa hlavne na zónu pridávania tavidla, predhrievaciu zónu, zváraciu zónu a chladiacu zónu, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.
3. Hlavné rozdiely medzi vlnovým spájkovaním a reflow zváraním
Hlavný rozdiel medzi vlnovým spájkovaním a reflow zváraním spočíva v tom, že zdroj tepla a spôsob dodávania spájky pri zváraní sú odlišné. Pri vlnovom spájkovaní sa spájka predhrieva a roztavuje v nádrži a vlna spájky vytvorená čerpadlom zohráva dvojitú úlohu: zdroja tepla a dodávky spájky. Vlna roztavenej spájky ohrieva priechodné otvory, kontaktné plošky a piny súčiastok na doske plošných spojov a zároveň poskytuje spájku potrebnú na vytvorenie spájkovaných spojov. Pri reflow spájkovaní je spájka (spájkovacia pasta) vopred pridelená do zváracej oblasti na doske plošných spojov a úlohou zdroja tepla počas reflow je opätovné roztavenie spájky.
(1) 3 Úvod do procesu selektívneho spájkovania vlnou
Zariadenia na vlnové spájkovanie boli vynájdené pred viac ako 50 rokmi a majú výhody vysokej výrobnej efektivity a veľkého výkonu pri výrobe súčiastok s priechodnými otvormi a dosiek plošných spojov, takže kedysi boli najdôležitejším zváracím zariadením v automatickej hromadnej výrobe elektronických výrobkov. Existujú však určité obmedzenia v ich použití: (1) parametre zvárania sú odlišné.
Rôzne spájkované spoje na tej istej doske plošných spojov môžu vyžadovať veľmi odlišné parametre zvárania kvôli ich rôznym vlastnostiam (ako je tepelná kapacita, rozostup pinov, požiadavky na penetráciu cínu atď.). Charakteristickým znakom vlnového spájkovania je však dokončiť zváranie všetkých spájkovaných spojov na celej doske plošných spojov za rovnakých nastavených parametrov, takže rôzne spájkované spoje sa musia navzájom „usadiť“, čo sťažuje vlnové spájkovanie pri plnom splnení požiadaviek na zváranie vysoko kvalitných dosiek plošných spojov;
(2) Vysoké prevádzkové náklady.
Pri praktickom použití tradičného vlnového spájkovania prináša striekanie tavidla na celú dosku a tvorba cínovej trosky vysoké prevádzkové náklady. Najmä pri bezolovnatom zváraní je cena bezolovnatej spájky viac ako trojnásobne vyššia ako cena olovnatej spájky, čo spôsobuje nárast prevádzkových nákladov spôsobený cínovou troskou, čo je veľmi prekvapujúce. Okrem toho bezolovnatá spájka neustále taví meď na podložke a zloženie spájky v cínovom valci sa časom mení, čo si vyžaduje pravidelné pridávanie čistého cínu a drahého striebra na riešenie problému.
(3) Údržba a problémy s údržbou.
Zvyškový tok vo výrobe zostane v prenosovom systéme vlnového spájkovania a vznikajúca cínová troska sa musí pravidelne odstraňovať, čo užívateľovi sťažuje údržbu a údržbu zariadení; Z týchto dôvodov vzniklo selektívne vlnové spájkovanie.
Takzvané selektívne vlnové spájkovanie PCBA stále používa pôvodnú cínovú pec, ale rozdiel je v tom, že doska musí byť umiestnená v nosiči cínovej pece, čo často hovoríme o upínacom prípravku pece, ako je znázornené na obrázku nižšie.
Časti vyžadujúce vlnové spájkovanie sa potom odkryjú cínom a ostatné časti sa chránia opláštením vozidla, ako je znázornené nižšie. Je to trochu ako umiestnenie záchranného kruhu v bazéne, miesto zakryté záchranným kruhom sa nedostane do vody, a ak sa to nahradí plechovou varnou doskou, miesto zakryté vozidlom sa prirodzene nedostane do cínu a nebude problém s opätovným roztavením cínu alebo padajúcimi časťami.
"Proces zvárania pretavením cez otvor"
Reflow zváranie cez otvor je proces reflow zvárania na vkladanie súčiastok, ktorý sa používa hlavne pri výrobe povrchových montážnych dosiek obsahujúcich niekoľko zásuvných prvkov. Jadrom technológie je metóda nanášania spájkovacej pasty.
1. Úvod do procesu
Podľa spôsobu nanášania spájkovacej pasty možno zváranie reflow cez otvor rozdeliť na tri druhy: proces zvárania reflow cez otvor s potlačou rúrok, proces zvárania reflow cez otvor s potlačou spájkovacej pasty a proces zvárania reflow cez tvarovaný plech cez otvor.
1) Rúrková tlač cez proces zvárania pretavením otvoru
Proces zvárania reflow s potlačou cez otvor je najstaršou aplikáciou procesu zvárania reflow pre komponenty cez otvor, ktorý sa používa hlavne pri výrobe farebných televíznych tunerov. Jadrom procesu je lisovanie rúrkových spájkovacích past, proces je znázornený na obrázku nižšie.
2) Tlač spájkovacej pasty cez proces zvárania reflow otvorom
Proces zvárania reflow s potlačou spájkovacej pasty cez otvor je v súčasnosti najpoužívanejším procesom zvárania reflow cez otvor, ktorý sa používa hlavne pre zmiešané dosky plošných spojov obsahujúce malý počet zásuvných prvkov. Proces je plne kompatibilný s konvenčným procesom zvárania reflow, nevyžaduje sa žiadne špeciálne procesné zariadenie, jedinou požiadavkou je, aby zvárané zásuvné komponenty boli vhodné na zváranie reflow cez otvor. Proces je znázornený na nasledujúcom obrázku.
3) Proces zvárania pretavením plechu cez otvor
Proces zvárania pretavením cez otvor sa používa hlavne pre viackolíkové konektory. Spájka nie je spájkovacia pasta, ale tvarovaný plech, zvyčajne priamo pridaný výrobcom konektora a montáž je možná iba pri zahrievaní.
Požiadavky na návrh pretavovania cez otvor
1. Požiadavky na dizajn dosky plošných spojov
(1) Vhodné pre dosky plošných spojov s hrúbkou menšou alebo rovnou 1,6 mm.
(2) Minimálna šírka podložky je 0,25 mm a roztavená spájkovacia pasta sa raz „vytiahne“ a cínová guľôčka sa nevytvorí.
(3) Vzdialenosť medzi komponentmi a doskou by mala byť väčšia ako 0,3 mm
(4) Vhodná dĺžka vodiča vyčnievajúceho z podložky je 0,25 ~ 0,75 mm.
(5) Minimálna vzdialenosť medzi komponentmi s jemným rozstupom, ako napríklad 0603, a podložkou je 2 mm.
(6) Maximálny otvor oceľovej siete sa môže rozšíriť o 1,5 mm.
(7) Otvor je priemer elektródy plus 0,1~0,2 mm. Ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.
Požiadavky na otvory okien z oceľovej siete
Vo všeobecnosti, aby sa dosiahlo 50% vyplnenie otvoru, musí sa oceľové pletivo rozšíriť, pričom špecifické množstvo vonkajšieho roztiahnutia by sa malo určiť podľa hrúbky dosky plošných spojov, hrúbky oceľového pletiva, medzery medzi otvorom a vývodom a ďalších faktorov.
Vo všeobecnosti, pokiaľ roztiahnutie nepresiahne 2 mm, spájkovacia pasta sa stiahne a naplní otvor. Treba poznamenať, že vonkajšie roztiahnutie nemôže byť stlačené puzdrom súčiastky, alebo sa musí vyhnúť telu puzdra súčiastky a na jednej strane vytvoriť cínovú guľôčku, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.
"Úvod do konvenčného procesu montáže dosiek plošných spojov"
1) Jednostranná montáž
Priebeh procesu je znázornený na obrázku nižšie
2) Vloženie z jednej strany
Priebeh procesu je znázornený na obrázku 5 nižšie.
Tvarovanie pinov zariadenia pri vlnovom spájkovaní je jednou z najmenej efektívnych častí výrobného procesu, čo so sebou prináša riziko elektrostatického poškodenia a predlžuje dodaciu lehotu a tiež zvyšuje pravdepodobnosť chyby.
3) Obojstranná montáž
Priebeh procesu je znázornený na obrázku nižšie
4) Zmiešané na jednej strane
Priebeh procesu je znázornený na obrázku nižšie
Ak je málo komponentov s priechodnými otvormi, je možné použiť pretavovacie zváranie a ručné zváranie.
5) Obojstranné miešanie
Priebeh procesu je znázornený na obrázku nižšie
Ak je viac obojstranných SMD súčiastok a menej THT súčiastok, zásuvné súčiastky môžu byť pretavovacie alebo manuálne zvárané. Vývojový diagram procesu je zobrazený nižšie.
