Detaljan proces proizvodnje PCBA (uključujući cijeli proces DIP-a), dođite i pogledajte!
"Proces lemljenja talasima"
Lemljenje talasom je generalno proces zavarivanja za uređaje koji se utikaju. To je proces u kojem rastopljeni tečni lem, uz pomoć pumpe, formira specifičan oblik talasa lema na površini tečnosti u rezervoaru za lem, a PCB umetnute komponente prolazi kroz vrh talasa lema pod određenim uglom i određenom dubinom uranjanja na prenosnom lancu kako bi se postiglo zavarivanje lemnog spoja, kao što je prikazano na slici ispod.
Opći tok procesa je sljedeći: umetanje uređaja -- umetanje PCB-a -- lemljenje valovima -- istovar PCB-a -- podrezivanje DIP pinova -- čišćenje, kao što je prikazano na slici ispod.
1. Tehnologija umetanja THC-a
1. Oblikovanje komponentnih pinova
DIP uređaje je potrebno oblikovati prije umetanja
(1) Oblikovanje ručno obrađenih komponenti: Savijeni klin se može oblikovati pincetom ili malim odvijačem, kao što je prikazano na slici ispod.
(2) Mašinska obrada oblikovanja komponenti: mašinsko oblikovanje komponenti se vrši pomoću specijalne mašine za oblikovanje, čiji princip rada je da dodavač koristi vibracijsko dovođenje za dovođenje materijala (kao što je tranzistor utikač) sa razdjelnikom za lociranje tranzistora, prvi korak je savijanje pinova sa obje strane, lijeve i desne; drugi korak je savijanje srednjeg pina nazad ili naprijed da bi se formirao. Kao što je prikazano na sljedećoj slici.
2. Umetnite komponente
Tehnologija umetanja kroz rupu podijeljena je na ručno umetanje i automatsko umetanje mehaničke opreme
(1) Ručno umetanje i zavarivanje prvo treba umetnuti one komponente koje je potrebno mehanički pričvrstiti, kao što su stalak za hlađenje, nosač, kopča itd., uređaja za napajanje, a zatim umetnuti komponente koje je potrebno zavariti i pričvrstiti. Prilikom umetanja ne dodirujte direktno igle komponenti i bakrenu foliju na ploči za štampanje.
(2) Mehaničko automatsko uključivanje (poznato kao AI) je najnaprednija automatizirana proizvodna tehnologija u instalaciji savremenih elektronskih proizvoda. Instalacija automatske mehaničke opreme prvo treba da umetne komponente niže visine, a zatim da instalira komponente veće visine. Vrijedni ključni elementi trebaju biti ugrađeni u konačnu instalaciju. Instalacija nosača, kopči itd. za odvođenje toplote treba da se obavi blizu procesa zavarivanja. Redoslijed montaže PCB komponenti prikazan je na sljedećoj slici.
3. Lemljenje talasom
(1) Princip rada talasnog lemljenja
Lemljenje talasom je vrsta tehnologije koja formira specifičan oblik talasa lema na površini rastopljenog tečnog lema pomoću pritiska pumpanja, i formira tačku lema u području zavarivanja igle kada komponenta sklopa umetnuta sa komponentom prolazi kroz talas lema pod fiksnim uglom. Komponenta se prvo prethodno zagrijava u zoni predgrijavanja mašine za zavarivanje tokom procesa prenosa lančanim transporterom (predgrijavanje komponente i temperatura koju treba postići i dalje su kontrolisani unaprijed određenom temperaturnom krivuljom). U stvarnom zavarivanju, obično je potrebno kontrolisati temperaturu predgrijavanja površine komponente, pa mnogi uređaji imaju dodane odgovarajuće uređaje za detekciju temperature (kao što su infracrveni detektori). Nakon predgrijavanja, sklop ide u žlijeb za zavarivanje. Limeni rezervoar sadrži rastopljeni tečni lem, a mlaznica na dnu čeličnog rezervoara prska fiksni oblik vrha talasa rastopljenog lema, tako da kada površina zavarivanja komponente prođe kroz talas, ona se zagrijava talasom lema, a talas lema također vlaži područje zavarivanja i širi se da bi se ispunio, konačno postižući proces zavarivanja. Njegov princip rada prikazan je na slici ispod.
Lemljenje talasom koristi princip konvekcijskog prijenosa topline za zagrijavanje područja zavarivanja. Talas rastopljenog lema djeluje kao izvor topline, s jedne strane strujeći i ispirući područje zavarivanja igličastog spoja, a s druge strane igra i ulogu provođenja topline, te se područje zavarivanja igličastog spoja zagrijava pod tim djelovanjem. Kako bi se osiguralo zagrijavanje područja zavarivanja, talas lema obično ima određenu širinu, tako da kada površina zavarivanja komponente prođe kroz talas, postoji dovoljno zagrijavanja, vlaženja i slično. Kod tradicionalnog talasnog lema, obično se koristi jedan talas, koji je relativno ravan. Kod upotrebe olovnog lema, trenutno se primjenjuje oblik dvostrukog talasa. Kao što je prikazano na sljedećoj slici.
Igla komponente omogućava lem da u čvrstom stanju uroni u metalizirani prolazni otvor. Kada igla dodirne talas lema, tečni lem se penje uz iglu i zid otvora pomoću površinske napetosti. Kapilarno djelovanje metaliziranih prolaznih otvora poboljšava penjanje lema. Nakon što lem dostigne PcB pločicu, širi se pod djelovanjem površinske napetosti pločice. Lem koji se diže odvodi fluksni plin i zrak iz prolaznog otvora, čime se puni prolazni otvor i formira lemni spoj nakon hlađenja.
(2) Glavne komponente mašine za talasno zavarivanje
Mašina za talasno zavarivanje se uglavnom sastoji od transportne trake, grijača, limenog rezervoara, pumpe i uređaja za pjenjenje (ili prskanje) fluksa. Uglavnom se dijeli na zonu dodavanja fluksa, zonu predgrijavanja, zonu zavarivanja i zonu hlađenja, kao što je prikazano na sljedećoj slici.
3. Glavne razlike između talasnog lemljenja i reflow zavarivanja
Glavna razlika između talasnog lemljenja i reflow zavarivanja je u tome što se izvor toplote i metoda dovoda lema pri zavarivanju razlikuju. Kod talasnog lemljenja, lem se prethodno zagrije i topi u rezervoaru, a talas lema koji proizvodi pumpa igra dvostruku ulogu izvora toplote i dovoda lema. Talas rastopljenog lema zagrijava prolazne otvore, kontaktne pločice i pinove komponenti PCB-a, a istovremeno obezbjeđuje lem potreban za formiranje lemnih spojeva. Kod reflow lemljenja, lem (pasta za lemljenje) je prethodno raspoređen na područje zavarivanja PCB-a, a uloga izvora toplote tokom reflow zavarivanja je da ponovo topi lem.
(1) 3 Uvod u proces selektivnog talasnog lemljenja
Oprema za lemljenje valovima izumljena je prije više od 50 godina i ima prednosti visoke proizvodne efikasnosti i velikog učinka u proizvodnji komponenti i tiskanih ploča s prolaznim rupama, pa je nekada bila najvažnija oprema za zavarivanje u automatskoj masovnoj proizvodnji elektroničkih proizvoda. Međutim, postoje neka ograničenja u njenoj primjeni: (1) parametri zavarivanja su različiti.
Različiti lemni spojevi na istoj ploči mogu zahtijevati vrlo različite parametre zavarivanja zbog svojih različitih karakteristika (kao što su toplotni kapacitet, razmak između pinova, zahtjevi za prodiranje kalaja itd.). Međutim, karakteristika talasnog lemljenja je da se svi lemni spojevi na cijeloj ploči zavaruju pod istim postavljenim parametrima, tako da se različiti lemni spojevi moraju međusobno "smiriti", što otežava talasnom lemljenju da u potpunosti ispuni zahtjeve za zavarivanje visokokvalitetnih ploča;
(2) Visoki operativni troškovi.
U praktičnoj primjeni tradicionalnog talasnog lemljenja, prskanje fluksa po cijeloj ploči i stvaranje kalajne troske donose visoke operativne troškove. Posebno kod zavarivanja bez olova, budući da je cijena bezolovnog lema više od 3 puta veća od cijene olovnog lema, povećanje operativnih troškova uzrokovano kalajnom troskom je vrlo iznenađujuće. Osim toga, bezolovni lem nastavlja topiti bakar na podlozi, a sastav lema u limenom cilindru će se s vremenom mijenjati, što zahtijeva redovno dodavanje čistog kalaja i skupog srebra za rješavanje problema;
(3) Održavanje i problemi s održavanjem.
Preostali fluks u proizvodnji ostat će u prenosnom sistemu talasnog lemljenja, a nastala kalajna troska mora se redovno uklanjati, što korisniku otežava održavanje i održavanje opreme; Iz tih razloga, nastalo je selektivno talasno lemljenje.
Takozvano selektivno talasno lemljenje PCBA i dalje koristi originalnu peć za kalaj, ali razlika je u tome što ploču treba postaviti u nosač peći za kalaj, što često kažemo za nosač peći, kao što je prikazano na slici ispod.
Dijelovi koji zahtijevaju lemljenje valovima se zatim izlažu kalaju, a ostali dijelovi se zaštićuju oblogom vozila, kao što je prikazano ispod. Ovo je pomalo kao postavljanje pojasa za spašavanje u bazen, mjesto prekriveno pojasom za spašavanje neće dobiti vodu, a ako se zamijeni limenim štednjakom, mjesto prekriveno vozilom prirodno neće dobiti kalaj i neće biti problema s ponovnim topljenjem kalaja ili otpadanjem dijelova.
"Postupak zavarivanja reflowom kroz otvor"
Zavarivanje reflowom kroz rupu je proces zavarivanja reflowom za umetanje komponenti, koji se uglavnom koristi u proizvodnji ploča za površinsko sastavljanje koje sadrže nekoliko dodataka. Srž tehnologije je metoda nanošenja paste za lemljenje.
1. Uvod u proces
Prema metodi nanošenja paste za lemljenje, zavarivanje reflowom kroz rupu može se podijeliti na tri vrste: zavarivanje reflowom kroz rupu s štampanjem cijevi, zavarivanje reflowom kroz rupu s štampanjem paste za lemljenje i zavarivanje reflowom oblikovanih limova kroz rupu.
1) Cjevasti ispis kroz proces zavarivanja reflowom
Proces zavarivanja reflowom za cijevne dijelove s tiskanim rupama je najranija primjena procesa zavarivanja reflowom za komponente s rupama, koji se uglavnom koristi u proizvodnji TV tjunera u boji. Jezgro procesa je presa za cijevne dijelove paste za lemljenje, a proces je prikazan na slici ispod.
2) Tisak paste za lemljenje kroz proces zavarivanja reflowom rupe
Postupak zavarivanja reflowom putem štampanja paste za lemljenje kroz rupu trenutno je najčešće korišten postupak zavarivanja reflowom kroz rupu, uglavnom se koristi za mješovite PCBA ploče koje sadrže mali broj dodataka. Postupak je potpuno kompatibilan s konvencionalnim postupkom zavarivanja reflowom, nije potrebna posebna procesna oprema, jedini zahtjev je da zavarene komponente dodataka moraju biti pogodne za zavarivanje reflowom kroz rupu. Postupak je prikazan na sljedećoj slici.
3) Postupak reflow zavarivanja lima kroz otvor
Postupak zavarivanja reflowom od lijevanog lima kroz rupu uglavnom se koristi za višepinske konektore, lem nije pasta za lemljenje već liveni lim, obično ga direktno dodaje proizvođač konektora, a montaža se može samo zagrijavati.
Zahtjevi za dizajn reflow-a kroz otvor
1. Zahtjevi za dizajn PCB-a
(1) Pogodno za PCB ploče debljine manje ili jednake 1,6 mm.
(2) Minimalna širina jastučića je 0,25 mm, a rastopljena pasta za lemljenje se "povlači" jednom, bez formiranja limene kuglice.
(3) Razmak između komponenti i ploče treba biti veći od 0,3 mm
(4) Odgovarajuća dužina mine koja viri iz kontaktne površine je 0,25~0,75 mm.
(5) Minimalna udaljenost između komponenti s finim razmakom kao što je 0603 i podloge je 2 mm.
(6) Maksimalni otvor čelične mreže može se proširiti za 1,5 mm.
(7) Otvor blende je prečnik elektrode plus 0,1~0,2 mm. Kao što je prikazano na sljedećoj slici.
"Zahtjevi za otvore prozora od čelične mreže"
Općenito, da bi se postiglo 50% popunjavanja rupe, prozor čelične mreže mora se proširiti, a specifična količina vanjskog širenja treba se odrediti prema debljini PCB-a, debljini čelične mreže, razmaku između rupe i izvoda i drugim faktorima.
Općenito, sve dok širenje ne prelazi 2 mm, pasta za lemljenje će se povući nazad i ispuniti rupu. Treba napomenuti da vanjsko širenje ne može biti komprimirano kućištem komponente, odnosno mora izbjeći tijelo kućišta komponente i formirati limenu kuglicu na jednoj strani, kao što je prikazano na sljedećoj slici.
"Uvod u konvencionalni proces montaže PCBA"
1) Montaža s jedne strane
Tok procesa je prikazan na slici ispod
2) Umetanje s jedne strane
Tok procesa je prikazan na slici 5 ispod
Oblikovanje pinova uređaja kod talasnog lemljenja jedan je od najmanje efikasnih dijelova proizvodnog procesa, što shodno tome donosi rizik od elektrostatičkog oštećenja i produžava vrijeme isporuke, a također povećava i mogućnost greške.
3) Dvostrana montaža
Tok procesa je prikazan na slici ispod
4) Jedna strana miješana
Tok procesa je prikazan na slici ispod
Ako postoji mali broj komponenti s prolaznim rupama, može se koristiti reflow zavarivanje i ručno zavarivanje.
5) Dvostrano miješanje
Tok procesa je prikazan na slici ispod
Ako postoji više dvostranih SMD uređaja i malo THT komponenti, uređaji koji se mogu ugraditi mogu se reflowovati ili ručno zavarivati. Dijagram toka procesa prikazan je ispod.
