Detaljan proces proizvodnje PCBA (uključujući cijeli proces DIP-a), dođite i pogledajte!
"Postupak lemljenja valovima"
Lemljenje valovima općenito je postupak zavarivanja za uređaje koji se utikaju. To je postupak u kojem rastaljeni tekući lem, uz pomoć pumpe, formira specifičan oblik vala lema na površini tekućine spremnika za lem, a PCB umetnute komponente prolazi kroz vrh vala lema pod određenim kutom i određenom dubinom uranjanja na prijenosnom lancu kako bi se postiglo zavarivanje lemnog spoja, kao što je prikazano na donjoj slici.
Opći tijek procesa je sljedeći: umetanje uređaja -- umetanje PCB-a -- valno lemljenje -- istovar PCB-a -- obrezivanje DIP pinova -- čišćenje, kao što je prikazano na donjoj slici.
1. Tehnologija umetanja THC-a
1. Oblikovanje komponentnih pinova
DIP uređaje je potrebno oblikovati prije umetanja
(1) Oblikovanje ručno obrađenih komponenti: Savijeni klin može se oblikovati pincetom ili malim odvijačem, kao što je prikazano na slici ispod.
(2) Strojna obrada oblikovanja komponenti: strojno oblikovanje komponenti izvodi se posebnim strojem za oblikovanje, a princip rada je da dodavač koristi vibracijsko dovođenje materijala (npr. tranzistora koji se uključuje) s razdjelnikom za lociranje tranzistora. Prvi korak je savijanje pinova s obje strane, lijeve i desne; Drugi korak je savijanje srednjeg pina natrag ili naprijed. 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 učvrstiti, kao što su stalak za hlađenje, nosač, kopča itd. uređaja za napajanje, a zatim umetnuti komponente koje je potrebno zavariti i učvrstiti. Prilikom umetanja nemojte izravno dodirivati pinove komponenti i bakrenu foliju na tiskarskoj ploči.
(2) Mehaničko automatsko uključivanje (poznato kao AI) najnaprednija je automatizirana proizvodna tehnologija u instalaciji suvremenih elektroničkih proizvoda. Prilikom instalacije automatske mehaničke opreme prvo se trebaju umetnuti komponente niže visine, a zatim komponente veće visine. Vrijedni ključni dijelovi trebaju se ugraditi u završnu instalaciju. Ugradnja nosača, kopči itd. za odvođenje topline trebala bi biti blizu postupka zavarivanja. Redoslijed sastavljanja PCB komponenti prikazan je na sljedećoj slici.
3. Valno lemljenje
(1) Princip rada valnog lemljenja
Lemljenje valovima je vrsta tehnologije koja formira specifičan oblik vala lema na površini rastaljenog tekućeg lema pomoću tlaka pumpanja i formira točku lema u području zavarivanja igle kada komponenta sklopa umetnuta s komponentom prolazi kroz val lema pod fiksnim kutom. Komponenta se prvo prethodno zagrijava u zoni predgrijavanja stroja za zavarivanje tijekom procesa prijenosa lančanim transporterom (predgrijavanje komponente i temperatura koju treba postići i dalje su kontrolirani unaprijed određenom temperaturnom krivuljom). U stvarnom zavarivanju obično je potrebno kontrolirati temperaturu predgrijavanja površine komponente, pa mnogi uređaji imaju dodane odgovarajuće uređaje za detekciju temperature (kao što su infracrveni detektori). Nakon predgrijavanja, sklop ide u olovni utor za zavarivanje. Spremnik od lima sadrži rastaljeni tekući lem, a mlaznica na dnu čeličnog spremnika prska fiksni oblik vrha vala rastaljenog lema, tako da kada površina zavarivanja komponente prolazi kroz val, zagrijava se valom lema, a val lema također vlaži područje zavarivanja i širi se kako bi ispunio, konačno postižući proces zavarivanja. Njegov princip rada prikazan je na slici ispod.
Valno lemljenje koristi princip konvekcijskog prijenosa topline za zagrijavanje područja zavarivanja. Val rastaljenog 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, val lema obično ima određenu širinu, tako da kada površina zavarivanja komponente prođe kroz val, postoji dovoljno zagrijavanja, vlaženja i slično. Kod tradicionalnog valnog lemljenja općenito se koristi jedan val, koji je relativno ravan. Kod upotrebe olovnog lema trenutno se primjenjuje oblik dvostrukog vala. Kao što je prikazano na sljedećoj slici.
Igla komponente omogućuje lem da u čvrstom stanju uroni u metalizirani prolazni otvor. Kada igla dodirne val lema, tekući lem se penje uz iglu i stijenku otvora pomoću površinske napetosti. Kapilarno djelovanje metaliziranih prolaznih otvora poboljšava penjanje lema. Nakon što lem dosegne PcB pločicu, širi se pod djelovanjem površinske napetosti pločice. Lem koji se diže odvodi plin fluksa i zrak iz prolaznog otvora, ispunjavajući tako prolazni otvor i formirajući lemni spoj nakon hlađenja.
(2) Glavne komponente stroja za valno zavarivanje
Stroj za valno zavarivanje uglavnom se sastoji od transportne trake, grijača, spremnika za lim, pumpe i uređaja za pjenjenje (ili raspršivanje) 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 valnog lemljenja i reflow zavarivanja
Glavna razlika između valnog lemljenja i reflow zavarivanja je u tome što se izvor topline i metoda dovoda lema pri zavarivanju razlikuju. Kod valnog lemljenja, lem se prethodno zagrijava i topi u spremniku, a val lema koji proizvodi pumpa igra dvostruku ulogu izvora topline i dovoda lema. Val rastaljenog lema zagrijava prolazne rupe, kontaktne pločice i pinove komponenti PCB-a, a istovremeno osigurava lem potreban za stvaranje lemnih spojeva. Kod reflow lemljenja, lem (pasta za lemljenje) je prethodno dodijeljen području zavarivanja PCB-a, a uloga izvora topline tijekom reflow zavarivanja je ponovno taljenje lema.
(1) 3 Uvod u postupak selektivnog lemljenja valovima
Oprema za valno lemljenje izumljena je prije više od 50 godina i ima prednosti visoke proizvodne učinkovitosti i velikog izlaza u proizvodnji komponenti i tiskanih pločica s prolaznim rupama, pa je nekoć bila najvažnija oprema za zavarivanje u automatskoj masovnoj proizvodnji elektroničkih proizvoda. Međutim, postoje neka ograničenja u njezinoj 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 toplinski kapacitet, razmak pinova, zahtjevi za prodiranje kositra itd.). Međutim, karakteristika valnog lemljenja je dovršavanje zavarivanja svih lemnih spojeva na cijeloj ploči pod istim zadanim parametrima, tako da se različiti lemni spojevi moraju međusobno "smiriti", što otežava valno lemljenje kako bi se u potpunosti zadovoljili zahtjevi zavarivanja visokokvalitetnih pločica;
(2) Visoki operativni troškovi.
U praktičnoj primjeni tradicionalnog valnog lemljenja, prskanje fluksa po cijeloj ploči i stvaranje kositrene 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 kositrenom troskom je vrlo iznenađujuće. Osim toga, bezolovni lem nastavlja topiti bakar na pločici, a sastav lema u kositrenom cilindru će se s vremenom mijenjati, što zahtijeva redovito dodavanje čistog kositra i skupog srebra za rješavanje problema;
(3) Održavanje i problemi s održavanjem.
Preostali fluks u proizvodnji ostat će u prijenosnom sustavu valnog lemljenja, a nastala kositrena troska mora se redovito uklanjati, što korisniku otežava održavanje i održavanje opreme; Iz tih razloga nastalo je selektivno valno lemljenje.
Takozvano selektivno valno lemljenje PCBA i dalje koristi originalnu peć za limenke, ali razlika je u tome što ploču treba postaviti u nosač peći za limenke, što često kažemo za nosač peći, kao što je prikazano na slici ispod.
Dijelovi koji zahtijevaju valno lemljenje zatim se izlažu kositru, a ostali dijelovi se štite oblogom vozila, kao što je prikazano dolje. To je pomalo kao da se u bazen stavlja pojas za spašavanje, mjesto prekriveno pojasom za spašavanje neće dobiti vodu, a ako se zamijeni limenim štednjakom, mjesto prekriveno vozilom prirodno neće dobiti kositar i neće biti problema s ponovnim taljenjem kositra ili otpadanjem dijelova.
"Postupak zavarivanja reflowom kroz otvor"
Zavarivanje reflowom kroz rupu je postupak zavarivanja reflowom za umetanje komponenti, koji se uglavnom koristi u proizvodnji ploča za površinsko sastavljanje koje sadrže nekoliko dodataka. Jezgra tehnologije je metoda nanošenja paste za lemljenje.
1. Uvod u proces
Prema metodi nanošenja paste za lemljenje, zavarivanje reflowom kroz rupu može se podijeliti u tri vrste: postupak zavarivanja reflowom s tiskanjem cijevi kroz rupu, postupak zavarivanja reflowom s tiskanjem paste za lemljenje kroz rupu i postupak zavarivanja reflowom limenih ploča kroz rupu.
1) Tisak cijevi kroz rupu postupkom reflow zavarivanja
Postupak reflow zavarivanja cjevastih rupa s tiskom najranija je primjena postupka reflow zavarivanja komponenti kroz rupe, koji se uglavnom koristi u proizvodnji TV tunera u boji. Jezgra postupka je cjevasta preša za lemnu pastu, a postupak je prikazan na donjoj slici.
2) Tisak paste za lemljenje kroz postupak zavarivanja reflowom rupe
Postupak zavarivanja reflowom s tiskanjem 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 prikladne za zavarivanje reflowom kroz rupu. Postupak je prikazan na sljedećoj slici.
3) Postupak reflow zavarivanja lima kroz rupu u kalupu
Postupak zavarivanja reflowom od lijevanog lima kroz rupu uglavnom se koristi za višepinske konektore, lem nije pasta za lemljenje već liveni lim, obično ga izravno dodaje proizvođač konektora, a montaža se može samo zagrijavati.
Zahtjevi za dizajn reflow-a kroz rupu
1. Zahtjevi za dizajn PCB-a
(1) Pogodno za PCB debljine 1,6 mm ili manje.
(2) Minimalna širina jastučića je 0,25 mm, a rastaljena pasta za lemljenje se "povlači" jednom i ne formira se limena kuglica.
(3) Razmak između komponenti i ploče (Stand-off) trebao bi biti veći od 0,3 mm
(4) Odgovarajuća duljina mine koja viri iz jastučića je 0,25~0,75 mm.
(5) Minimalna udaljenost između komponenti s finim razmakom kao što je 0603 i pločice je 2 mm.
(6) Maksimalni otvor čelične mreže može se proširiti za 1,5 mm.
(7) Otvor blende je promjer elektrode plus 0,1~0,2 mm. Kao što je prikazano na sljedećoj slici.
"Zahtjevi za otvore prozora od čelične mreže"
Općenito, kako bi se postiglo 50% ispunjavanja 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 te drugim čimbenicima.
Općenito, sve dok širenje ne prelazi 2 mm, pasta za lemljenje će se povući i ispuniti u rupu. Treba napomenuti da vanjsko širenje ne može biti komprimirano kućištem komponente, odnosno mora izbjeći tijelo kućišta komponente i formirati limenu kuglicu s jedne strane, kao što je prikazano na sljedećoj slici.
"Uvod u konvencionalni proces montaže PCBA"
1) Montaža s jedne strane
Tijek procesa prikazan je na slici ispod
2) Umetanje s jedne strane
Tijek procesa prikazan je na slici 5 ispod
Oblikovanje pinova uređaja valnim lemljenjem jedan je od najmanje učinkovitih dijelova proizvodnog procesa, što posljedično donosi rizik od elektrostatičkog oštećenja i produžuje vrijeme isporuke, a također povećava i mogućnost pogreške.
3) Dvostrana montaža
Tijek procesa prikazan je na slici ispod
4) Jedna strana miješana
Tijek procesa prikazan je na slici ispod
Ako postoji malo komponenti s prolaznim rupama, može se koristiti reflow zavarivanje i ručno zavarivanje.
5) Dvostrano miješanje
Tijek procesa prikazan je na slici ispod
Ako postoji više dvostranih SMD uređaja i malo THT komponenti, utični uređaji mogu biti reflow ili ručno zavarivanje. Dijagram toka procesa prikazan je u nastavku.
