Λεπτομερής διαδικασία παραγωγής PCBA (συμπεριλαμβανομένης της όλης διαδικασίας DIP), μπείτε και δείτε!
"Διαδικασία συγκόλλησης κυμάτων"
Η συγκόλληση με κύμα είναι γενικά μια διαδικασία συγκόλλησης για συσκευές βύσματος. Είναι μια διαδικασία κατά την οποία η λιωμένη υγρή συγκόλληση, με τη βοήθεια της αντλίας, σχηματίζει ένα συγκεκριμένο σχήμα κύματος συγκόλλησης στην επιφάνεια υγρού της δεξαμενής συγκόλλησης και το PCB του εισαγόμενου εξαρτήματος διέρχεται από την κορυφή του κύματος συγκόλλησης σε μια συγκεκριμένη Γωνία και ένα ορισμένο βάθος βύθισης στην αλυσίδα μετάδοσης για να επιτευχθεί συγκόλληση με συγκόλληση, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Η γενική ροή της διαδικασίας είναι η εξής: εισαγωγή συσκευής -- φόρτωση PCB -- συγκόλληση με κύμα -- ξεφόρτωση PCB -- κοπή ακίδων DIP -- καθαρισμός, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Τεχνολογία εισαγωγής 1.THC
1. Σχηματισμός καρφίτσας εξαρτήματος
Οι συσκευές DIP πρέπει να διαμορφωθούν πριν την εισαγωγή τους
(1)Διαμόρφωση εξαρτημάτων επεξεργασμένη στο χέρι: Η λυγισμένη καρφίτσα μπορεί να διαμορφωθεί με τσιμπιδάκια ή ένα μικρό κατσαβίδι, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
(2) Η μηχανική επεξεργασία των εξαρτημάτων διαμόρφωσης: η μηχανική διαμόρφωση των εξαρτημάτων ολοκληρώνεται με ένα ειδικό μηχάνημα διαμόρφωσης, η αρχή λειτουργίας του είναι ότι ο τροφοδότης χρησιμοποιεί τροφοδοσία δόνησης για τροφοδοσία υλικών, (όπως τρανζίστορ plug-in) με διαχωριστικό για τον εντοπισμό το τρανζίστορ, το πρώτο βήμα είναι να λυγίσετε τις ακίδες και στις δύο πλευρές της αριστερής και της δεξιάς πλευράς. Το δεύτερο βήμα είναι να λυγίσετε τη μεσαία καρφίτσα προς τα πίσω ή προς τα εμπρός για να σχηματιστεί. Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
2. Εισαγάγετε εξαρτήματα
Η τεχνολογία εισαγωγής μέσω οπών χωρίζεται σε χειροκίνητη εισαγωγή και αυτόματη εισαγωγή μηχανικού εξοπλισμού
(1) Η χειροκίνητη εισαγωγή και συγκόλληση πρέπει πρώτα να εισάγει εκείνα τα εξαρτήματα που πρέπει να στερεωθούν μηχανικά, όπως η σχάρα ψύξης, ο βραχίονας, το κλιπ, κ.λπ., της συσκευής ισχύος, και στη συνέχεια εισάγονται τα εξαρτήματα που πρέπει να συγκολληθούν και να στερεωθούν. Μην αγγίζετε απευθείας τις ακίδες εξαρτημάτων και το φύλλο χαλκού στην πλάκα εκτύπωσης κατά την εισαγωγή.
(2) Η μηχανική αυτόματη προσθήκη (αναφέρεται ως AI) είναι η πιο προηγμένη αυτοματοποιημένη τεχνολογία παραγωγής στην εγκατάσταση σύγχρονων ηλεκτρονικών προϊόντων. Η εγκατάσταση αυτόματου μηχανολογικού εξοπλισμού θα πρέπει πρώτα να εισάγει εκείνα τα εξαρτήματα με χαμηλότερο ύψος και στη συνέχεια να εγκαταστήσει τα εξαρτήματα με υψηλότερο ύψος. Πολύτιμα βασικά εξαρτήματα θα πρέπει να τοποθετηθούν στην τελική εγκατάσταση. Η εγκατάσταση της σχάρας απαγωγής θερμότητας, του βραχίονα, του κλιπ κ.λπ. πρέπει να είναι κοντά στη διαδικασία συγκόλλησης. Η σειρά συναρμολόγησης των εξαρτημάτων PCB φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
3. Κυματική συγκόλληση
(1) Αρχή λειτουργίας της κυματικής συγκόλλησης
Η συγκόλληση με κύμα είναι ένα είδος τεχνολογίας που σχηματίζει ένα συγκεκριμένο σχήμα κύματος συγκόλλησης στην επιφάνεια της λιωμένης υγρής συγκόλλησης μέσω της πίεσης άντλησης και σχηματίζει ένα σημείο συγκόλλησης στην περιοχή συγκόλλησης με πείρο όταν το εξάρτημα συναρμολόγησης που εισάγεται με το εξάρτημα διέρχεται από τη συγκόλληση κύμα σε σταθερή γωνία. Το εξάρτημα προθερμαίνεται πρώτα στη ζώνη προθέρμανσης της μηχανής συγκόλλησης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετάδοσης από τον μεταφορέα αλυσίδας (η προθέρμανση του εξαρτήματος και η θερμοκρασία που πρέπει να επιτευχθεί εξακολουθούν να ελέγχονται από την προκαθορισμένη καμπύλη θερμοκρασίας). Στην πραγματική συγκόλληση, είναι συνήθως απαραίτητος ο έλεγχος της θερμοκρασίας προθέρμανσης της επιφάνειας του εξαρτήματος, έτσι πολλές συσκευές έχουν προσθέσει αντίστοιχες συσκευές ανίχνευσης θερμοκρασίας (όπως ανιχνευτές υπερύθρων). Μετά την προθέρμανση, το συγκρότημα μπαίνει στην αυλάκωση μολύβδου για συγκόλληση. Η δεξαμενή κασσίτερου περιέχει τηγμένη υγρή κόλληση και το ακροφύσιο στο κάτω μέρος της χαλύβδινης δεξαμενής ψεκάζει μια σταθερή κυματοειδή κορυφή της λιωμένης κόλλησης, έτσι ώστε όταν η επιφάνεια συγκόλλησης του εξαρτήματος διέρχεται από το κύμα, να θερμαίνεται από το κύμα συγκόλλησης , και το κύμα συγκόλλησης υγραίνει επίσης την περιοχή συγκόλλησης και διαστέλλεται για να γεμίσει, επιτυγχάνοντας τελικά τη διαδικασία συγκόλλησης. Η αρχή λειτουργίας του φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Η συγκόλληση κυμάτων χρησιμοποιεί την αρχή μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή για τη θέρμανση της περιοχής συγκόλλησης. Το λιωμένο κύμα συγκόλλησης ενεργεί ως πηγή θερμότητας, αφενός που ρέει για να πλύνει την περιοχή συγκόλλησης πείρων, αφετέρου παίζει επίσης ρόλο αγωγιμότητας θερμότητας και η περιοχή συγκόλλησης με πείρο θερμαίνεται κάτω από αυτή τη δράση. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι η περιοχή συγκόλλησης θερμαίνεται, το κύμα συγκόλλησης έχει συνήθως ένα ορισμένο πλάτος, έτσι ώστε όταν η επιφάνεια συγκόλλησης του εξαρτήματος διέρχεται από το κύμα, υπάρχει επαρκής θέρμανση, διαβροχή κ.λπ. Στην παραδοσιακή συγκόλληση κυμάτων, χρησιμοποιείται γενικά ένα κύμα και το κύμα είναι σχετικά επίπεδο. Με τη χρήση συγκόλλησης μολύβδου, αυτή τη στιγμή υιοθετείται με τη μορφή διπλού κύματος. Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Ο πείρος του εξαρτήματος παρέχει έναν τρόπο για τη συγκόλληση να βυθιστεί στην επιμεταλλωμένη διαμπερή οπή σε στερεή κατάσταση. Όταν η ακίδα αγγίζει το κύμα συγκόλλησης, η υγρή συγκόλληση ανεβαίνει στον πείρο και το τοίχωμα της οπής μέσω επιφανειακής τάσης. Η τριχοειδής δράση των επιμεταλλωμένων διαμπερών οπών βελτιώνει την αναρρίχηση της συγκόλλησης. Αφού η συγκόλληση φτάσει στο επίθεμα PcB, απλώνεται υπό την επίδραση της επιφανειακής τάσης του μαξιλαριού. Η ανερχόμενη συγκόλληση αποστραγγίζει το αέριο ροής και τον αέρα από τη διαμπερή οπή, γεμίζοντας έτσι την διαμπερή οπή και σχηματίζοντας τον σύνδεσμο συγκόλλησης μετά την ψύξη.
(2) Τα κύρια εξαρτήματα της μηχανής συγκόλλησης κυμάτων
Μια μηχανή συγκόλλησης κυμάτων αποτελείται κυρίως από έναν ιμάντα μεταφοράς, έναν θερμαντήρα, μια δεξαμενή κασσίτερου, μια αντλία και μια συσκευή αφρισμού ροής (ή ψεκασμού). Χωρίζεται κυρίως σε ζώνη προσθήκης ροής, ζώνη προθέρμανσης, ζώνη συγκόλλησης και ζώνη ψύξης, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
3. Κύριες διαφορές μεταξύ της συγκόλλησης με κύμα και της συγκόλλησης με επαναροή
Η κύρια διαφορά μεταξύ της συγκόλλησης με κύμα και της συγκόλλησης με επαναροή είναι ότι η πηγή θέρμανσης και η μέθοδος παροχής συγκόλλησης στη συγκόλληση διαφέρουν. Στην κυματική συγκόλληση, η συγκόλληση προθερμαίνεται και τήκεται στη δεξαμενή και το κύμα συγκόλλησης που παράγεται από την αντλία παίζει τον διπλό ρόλο της πηγής θερμότητας και της παροχής συγκόλλησης. Το λιωμένο κύμα συγκόλλησης θερμαίνει τις διαμπερείς οπές, τα μαξιλαράκια και τις ακίδες εξαρτημάτων του PCB, ενώ παρέχει επίσης τη συγκόλληση που απαιτείται για το σχηματισμό αρμών συγκόλλησης. Στη συγκόλληση με επαναροή, η συγκόλληση (πολτός συγκόλλησης) προκαταχωρίζεται στην περιοχή συγκόλλησης του PCB και ο ρόλος της πηγής θερμότητας κατά τη διάρκεια της επαναροής είναι να λιώσει ξανά τη συγκόλληση.
(1) 3 Εισαγωγή στη διαδικασία επιλεκτικής συγκόλλησης κυμάτων
Ο εξοπλισμός συγκόλλησης κυμάτων έχει εφευρεθεί για περισσότερα από 50 χρόνια και έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης παραγωγής και της μεγάλης απόδοσης στην κατασκευή εξαρτημάτων διαμπερούς οπής και πλακών κυκλωμάτων, έτσι ήταν κάποτε ο πιο σημαντικός εξοπλισμός συγκόλλησης στην αυτόματη μαζική παραγωγή ηλεκτρονικά προϊόντα. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί στην εφαρμογή του: (1) οι παράμετροι συγκόλλησης είναι διαφορετικές.
Διαφορετικοί σύνδεσμοι συγκόλλησης στην ίδια πλακέτα κυκλώματος ενδέχεται να απαιτούν πολύ διαφορετικές παραμέτρους συγκόλλησης λόγω των διαφορετικών χαρακτηριστικών τους (όπως θερμοχωρητικότητα, απόσταση ακίδων, απαιτήσεις διείσδυσης κασσίτερου κ.λπ.). Ωστόσο, το χαρακτηριστικό της κυματικής συγκόλλησης είναι η ολοκλήρωση της συγκόλλησης όλων των συνδέσμων συγκόλλησης σε ολόκληρη την πλακέτα κυκλώματος κάτω από τις ίδιες καθορισμένες παραμέτρους, επομένως οι διαφορετικοί σύνδεσμοι συγκόλλησης πρέπει να "καθιστούν" μεταξύ τους, γεγονός που καθιστά τη συγκόλληση κυμάτων πιο δύσκολη για την πλήρη κάλυψη της συγκόλλησης απαιτήσεις για πλακέτες κυκλωμάτων υψηλής ποιότητας.
(2) Υψηλό λειτουργικό κόστος.
Στην πρακτική εφαρμογή της παραδοσιακής κυματικής συγκόλλησης, ο ψεκασμός ροής σε όλη την πλάκα και η παραγωγή σκωρίας κασσίτερου επιφέρουν υψηλό κόστος λειτουργίας. Ειδικά κατά τη συγκόλληση χωρίς μόλυβδο, επειδή η τιμή της συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο είναι περισσότερο από 3 φορές μεγαλύτερη από αυτή της συγκόλλησης μολύβδου, η αύξηση του λειτουργικού κόστους που προκαλείται από τη σκωρία κασσίτερου είναι πολύ εκπληκτική. Επιπλέον, η συγκόλληση χωρίς μόλυβδο συνεχίζει να λιώνει τον χαλκό στο υπόθεμα και η σύνθεση της συγκόλλησης στον κύλινδρο κασσίτερου θα αλλάξει με την πάροδο του χρόνου, κάτι που απαιτεί τακτική προσθήκη καθαρού κασσίτερου και ακριβού αργύρου για να λυθεί.
(3) Πρόβλημα συντήρησης και συντήρησης.
Η υπολειπόμενη ροή στην παραγωγή θα παραμείνει στο σύστημα μετάδοσης της συγκόλλησης κυμάτων και η σκωρία κασσίτερου που δημιουργείται πρέπει να αφαιρείται τακτικά, γεγονός που φέρνει πιο περίπλοκες εργασίες συντήρησης και συντήρησης εξοπλισμού στον χρήστη. Για τέτοιους λόγους, δημιουργήθηκε η επιλεκτική συγκόλληση κυμάτων.
Η λεγόμενη συγκόλληση επιλεκτικού κύματος PCBA εξακολουθεί να χρησιμοποιεί τον αρχικό κλίβανο κασσίτερου, αλλά η διαφορά είναι ότι η πλακέτα πρέπει να τοποθετηθεί στον φορέα του κλιβάνου κασσίτερου, κάτι που λέμε συχνά για το εξάρτημα του κλιβάνου, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Τα μέρη που απαιτούν συγκόλληση με κύμα εκτίθενται στη συνέχεια στον κασσίτερο και τα άλλα μέρη προστατεύονται με επένδυση οχήματος, όπως φαίνεται παρακάτω. Αυτό είναι λίγο σαν να βάζετε ένα σωσίβιο σε μια πισίνα, το μέρος που καλύπτεται από το σωσίβιο δεν θα έχει νερό και αντικαθίσταται με μια τσίγκινη σόμπα, το μέρος που καλύπτεται από το όχημα φυσικά δεν θα πάρει κασσίτερο και θα υπάρχει κανένα πρόβλημα επανατήξης κασσίτερου ή πτώσης εξαρτημάτων.
"Διαδικασία συγκόλλησης μέσω επαναροής οπής"
Η συγκόλληση με επαναροή μέσω οπών είναι μια διαδικασία συγκόλλησης με επαναροή για την εισαγωγή εξαρτημάτων, η οποία χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή πλακών συναρμολόγησης επιφάνειας που περιέχουν μερικά βύσματα. Ο πυρήνας της τεχνολογίας είναι η μέθοδος εφαρμογής της πάστας συγκόλλησης.
1. Εισαγωγή διαδικασίας
Σύμφωνα με τη μέθοδο εφαρμογής της πάστας συγκόλλησης, η συγκόλληση με επαναροή μέσω οπών μπορεί να χωριστεί σε τρία είδη: εκτύπωση σωλήνων μέσω διαδικασίας συγκόλλησης με επαναροή οπών, εκτύπωση πάστας συγκόλλησης μέσω διαδικασίας συγκόλλησης με επαναροή οπών και διαμορφωμένο φύλλο κασσίτερου μέσω διαδικασίας συγκόλλησης με επαναροή οπών.
1) Σωληνοειδής εκτύπωση μέσω της διαδικασίας συγκόλλησης με επαναροή οπών
Η σωληνοειδής εκτύπωση μέσω της διαδικασίας συγκόλλησης με επαναροή οπών είναι η πιο πρώιμη εφαρμογή της διαδικασίας συγκόλλησης με επαναροή εξαρτημάτων μέσω οπών, η οποία χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή δέκτη έγχρωμης τηλεόρασης. Ο πυρήνας της διαδικασίας είναι η σωληνοειδής πρέσα πάστας συγκόλλησης, η διαδικασία φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
2) Εκτύπωση πάστας συγκόλλησης μέσω της διαδικασίας συγκόλλησης με επαναροή οπών
Η εκτύπωση πάστας συγκόλλησης μέσω της διαδικασίας συγκόλλησης με επαναροή οπών είναι αυτή τη στιγμή η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη διαδικασία συγκόλλησης μέσω οπής επαναροής, που χρησιμοποιείται κυρίως για μικτά PCBA που περιέχουν μικρό αριθμό βυσμάτων, η διαδικασία είναι πλήρως συμβατή με τη συμβατική διαδικασία συγκόλλησης με επαναροή, δεν υπάρχει ειδικός εξοπλισμός διεργασίας απαιτείται, η μόνη απαίτηση είναι ότι τα συγκολλημένα εξαρτήματα βύσματος πρέπει να είναι κατάλληλα για συγκόλληση με επαναροή μέσω οπών, η διαδικασία φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
3) Χύτευση φύλλου κασσίτερου μέσω της διαδικασίας συγκόλλησης με επαναροή οπών
Χυτευμένο φύλλο κασσίτερου μέσω της διαδικασίας συγκόλλησης επαναροής οπών χρησιμοποιείται κυρίως για συνδέσμους πολλαπλών ακίδων, η συγκόλληση δεν είναι πάστα συγκόλλησης αλλά χυτευμένο φύλλο κασσίτερου, γενικά από τον κατασκευαστή συνδετήρων που προστίθεται άμεσα, η συναρμολόγηση μπορεί να θερμανθεί μόνο.
Απαιτήσεις σχεδιασμού αναρροής μέσω οπών
1.Απαιτήσεις σχεδιασμού PCB
(1) Κατάλληλο για πάχος PCB μικρότερο ή ίσο με πλακέτα 1,6 mm.
(2) Το ελάχιστο πλάτος του μαξιλαριού είναι 0,25 mm, και η λιωμένη πάστα συγκόλλησης "τραβιέται" μία φορά και το σφαιρίδιο κασσίτερου δεν σχηματίζεται.
(3) Το κενό εκτός του εξαρτήματος (Stand-off) πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 0,3 mm
(4) Το κατάλληλο μήκος του μολύβδου που προεξέχει από το μαξιλάρι είναι 0,25~0,75 mm.
(5) Η ελάχιστη απόσταση μεταξύ των εξαρτημάτων λεπτής απόστασης όπως το 0603 και του μαξιλαριού είναι 2 mm.
(6) Το μέγιστο άνοιγμα του χαλύβδινου πλέγματος μπορεί να επεκταθεί κατά 1,5 mm.
(7) Το άνοιγμα είναι η διάμετρος του ηλεκτροδίου συν 0,1~0,2mm. Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
"Απαιτήσεις ανοίγματος παραθύρων από μεταλλικό πλέγμα"
Γενικά, για να επιτευχθεί πλήρωση οπών 50%, το παράθυρο με πλέγμα από χάλυβα πρέπει να επεκταθεί, η ειδική ποσότητα εξωτερικής διαστολής πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με το πάχος PCB, το πάχος του χαλύβδινου πλέγματος, το διάκενο μεταξύ της οπής και του μολύβδου και άλλους παράγοντες.
Γενικά, εφόσον η διαστολή δεν ξεπερνά τα 2 mm, η πάστα συγκόλλησης θα τραβηχτεί προς τα πίσω και θα γεμίσει στην τρύπα. Πρέπει να σημειωθεί ότι η εξωτερική διαστολή δεν μπορεί να συμπιεστεί από τη συσκευασία του εξαρτήματος ή πρέπει να αποφύγει το σώμα της συσκευασίας του εξαρτήματος και να σχηματίσει μια κασσίτερο χάντρα στη μία πλευρά, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
"Εισαγωγή στη συμβατική διαδικασία συναρμολόγησης του PCBA"
1) Μονόπλευρη τοποθέτηση
Η ροή της διαδικασίας φαίνεται στο παρακάτω σχήμα
2) Μονή πλευρική εισαγωγή
Η ροή της διαδικασίας φαίνεται στο Σχήμα 5 παρακάτω
Ο σχηματισμός των ακίδων της συσκευής στην κυματική συγκόλληση είναι ένα από τα λιγότερο αποδοτικά μέρη της παραγωγικής διαδικασίας, γεγονός που φέρνει αντίστοιχα τον κίνδυνο ηλεκτροστατικής βλάβης και παρατείνει το χρόνο παράδοσης και επίσης αυξάνει την πιθανότητα λάθους.
3) Τοποθέτηση διπλής όψης
Η ροή της διαδικασίας φαίνεται στο παρακάτω σχήμα
4) Η μία πλευρά ανακατεμένη
Η ροή της διαδικασίας φαίνεται στο παρακάτω σχήμα
Εάν υπάρχουν λίγα εξαρτήματα διαμπερούς οπής, μπορεί να χρησιμοποιηθεί συγκόλληση με επαναροή και χειροκίνητη συγκόλληση.
5) Ανάμιξη διπλής όψης
Η ροή της διαδικασίας φαίνεται στο παρακάτω σχήμα
Εάν υπάρχουν περισσότερες συσκευές SMD διπλής όψης και λίγα εξαρτήματα THT, οι συσκευές plug-in μπορεί να είναι επαναροής ή χειροκίνητης συγκόλλησης. Το διάγραμμα ροής της διαδικασίας φαίνεται παρακάτω.
