Yksityiskohtainen PCBA-tuotantoprosessi (mukaan lukien koko DIP-prosessi), tule katsomaan!
"Aaltojuotosprosessi"
Aaltojuotos on yleensä pistokelaitteiden hitsausprosessi. Se on prosessi, jossa sula nestemäinen juote muodostaa pumpun avulla tietyn muotoisen juotosaallon juotossäiliön nestepinnalle, ja asetetun komponentin piirilevy kulkee juotosaallon huipun läpi tietyssä kulmassa ja tietyssä upotussyvyydessä siirtoketjussa juotosliitoksen hitsauksen aikaansaamiseksi, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.
Yleinen prosessikulku on seuraava: laitteen asettaminen -- piirilevyn lataus -- aaltojuotos -- piirilevyn purkaminen -- DIP-nastojen leikkaus -- puhdistus, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.
1.THC-lisäystekniikka
1. Komponenttitappien muotoilu
DIP-laitteet on muotoiltava ennen niiden asettamista
(1) Käsin työstetty komponentin muotoilu: Taivutettua tappia voidaan muotoilla pinseteillä tai pienellä ruuvimeisselillä alla olevan kuvan mukaisesti.
(2) Komponenttien muotoilun koneellinen käsittely: Komponenttien muotoilu suoritetaan erityisellä muotoilukoneella. Sen toimintaperiaatteena on, että syöttölaite syöttää materiaaleja (kuten pistoketransistoreita) tärinäsyöttöä käyttäen jakajalla transistorin paikantamiseksi. Ensimmäinen vaihe on taivuttaa vasemman ja oikean puolen molemmin puolin olevia nastoja. Toinen vaihe on taivuttaa keskimmäistä nastaa taakse- tai eteenpäin muodostaakseen sen. Kuten seuraavassa kuvassa näkyy.
2. Lisää komponentit
Läpireiän asennustekniikka jaetaan manuaaliseen asettamiseen ja automaattiseen mekaanisten laitteiden asettamiseen
(1) Manuaalisessa asennuksessa ja hitsauksessa tulee ensin asettaa mekaanisesti kiinnitettävät komponentit, kuten jäähdytysteline, kiinnike, pidike jne., ja sitten hitsattavat ja kiinnitettävät komponentit. Älä kosketa suoraan painolevyn komponenttien nastoja ja kuparifoliota asennuksen aikana.
(2) Mekaaninen automaattinen pistokeliitäntä (jota kutsutaan tekoälyksi) on edistynein automatisoitu tuotantotekniikka nykyaikaisten elektroniikkatuotteiden asennuksessa. Automaattisten mekaanisten laitteiden asennuksessa tulisi ensin asentaa matalammat komponentit ja sitten korkeammat komponentit. Arvokkaat avainkomponentit tulisi asettaa lopulliseen asennukseen. Lämmönpoistotelineen, kiinnikkeen, pidikkeen jne. asennuksen tulisi tapahtua lähellä hitsausprosessia. Piirilevykomponenttien kokoonpanojärjestys on esitetty seuraavassa kuvassa.
3. Aaltojuotos
(1) Aaltojuottamisen toimintaperiaate
Aaltojuotos on tekniikka, jossa sulan juotteen pinnalle muodostetaan pumppauspaineen avulla tietyn muotoinen juotosaalto. Hitsauskohta muodostuu myös tapin hitsausalueelle, kun komponentin kanssa työnnetty kokoonpanokomponentti kulkee juotosaallon läpi tietyssä kulmassa. Komponentti esilämmitetään ensin hitsauskoneen esilämmitysvyöhykkeellä ketjukuljettimen siirtoprosessin aikana (komponentin esilämmitystä ja saavutettavaa lämpötilaa ohjataan edelleen ennalta määrätyn lämpötilakäyrän avulla). Varsinaisessa hitsauksessa on yleensä tarpeen säätää komponentin pinnan esilämmityslämpötilaa, joten moniin laitteisiin on lisätty vastaavia lämpötilan mittauslaitteita (kuten infrapunailmaisimia). Esilämmityksen jälkeen kokoonpano menee hitsausuraan. Peltisäiliö sisältää sulaa juotetta, ja terässäiliön pohjassa oleva suutin suihkuttaa sulasta juotteesta kiinteän muotoisen aallonharjan. Kun komponentin hitsauspinta kulkee aallon läpi, juotosaalto lämmittää sitä ja juotosaalto myös kostuttaa hitsausalueen ja laajenee täyttäen sen, jolloin hitsausprosessi on lopulta valmis. Sen toimintaperiaate on esitetty alla olevassa kuvassa.
Aaltojuotosmenetelmässä käytetään konvektiolämmönsiirtoperiaatetta hitsausalueen lämmittämiseen. Sula juotosaalto toimii lämmönlähteenä, joka toisaalta virtaa pesemään tapin hitsausaluetta, ja toisaalta sillä on myös lämmönjohtavuus, ja tapin hitsausalue lämmitetään tämän vaikutuksen alaisena. Jotta hitsausalue lämpenee, juotosaallolla on yleensä tietty leveys, jotta komponentin hitsauspinnan kulkiessa aallon läpi se lämpenee ja kostuttaa riittävästi jne. Perinteisessä aaltojuottamisessa käytetään yleensä yksiaaltoista juotosmuotoa, joka on suhteellisen tasainen. Lyijyjuotteen käytössä käytetään tällä hetkellä kaksoisaaltojuotosta, kuten seuraavassa kuvassa näkyy.
Komponentin tappi tarjoaa juotteelle tien uppoaamaan metalloituun läpireikään kiinteässä tilassa. Kun tappi koskettaa juotosaaltoa, nestemäinen juote kiipeää tapin ja reiän seinämää pitkin pintajännityksen avulla. Metalloitujen läpireikien kapillaarivaikutus parantaa juotteen kiipeämistä. Kun juote saavuttaa piirilevyn, se leviää levyn pintajännityksen vaikutuksesta. Nouseva juote poistaa juoksutuskaasun ja ilman läpireiästä, täyttäen siten läpireiän ja muodostaen juotosliitoksen jäähtymisen jälkeen.
(2) Aaltohitsauskoneen pääkomponentit
Aaltohitsauskone koostuu pääasiassa kuljetinhihnasta, lämmittimestä, peltisäiliöstä, pumpusta ja flux-vaahdotus- (tai ruiskutus-) laitteesta. Se on jaettu pääasiassa flux-lisäysvyöhykkeeseen, esilämmitysvyöhykkeeseen, hitsausvyöhykkeeseen ja jäähdytysvyöhykkeeseen, kuten seuraavassa kuvassa on esitetty.
3. Aaltojuottamisen ja reflow-hitsauksen tärkeimmät erot
Aaltojuottamisen ja uudelleenjuottamisen tärkein ero on siinä, että hitsauksessa käytetään erilaista lämmönlähdettä ja juotteen syöttömenetelmää. Aaltojuottamisessa juote esilämmitetään ja sulatetaan säiliössä, ja pumpun tuottama juoteaalto toimii sekä lämmönlähteenä että juotteen syöttönä. Sula juoteaalto lämmittää piirilevyn läpivientireikiä, juotosalustoja ja komponenttinastoja ja samalla tuottaa juotteen, jota tarvitaan juotosliitosten muodostamiseen. Uudelleenjuottamisessa juote (juotospasta) on esisijoitettu piirilevyn hitsausalueelle, ja lämmönlähteen tehtävä uudelleenjuottamisen aikana on sulattaa juote uudelleen.
(1) 3 Johdatus selektiiviseen aaltojuotosprosessiin
Aaltojuotoslaitteita on keksitty yli 50 vuotta sitten, ja niiden etuna on korkea tuotantotehokkuus ja suuri läpivientikomponenttien ja piirilevyjen valmistuksessa, joten ne olivat aikoinaan tärkein hitsauslaite elektroniikkatuotteiden automaattisessa massatuotannossa. Niiden käytössä on kuitenkin joitakin rajoituksia: (1) hitsausparametrit ovat erilaiset.
Saman piirilevyn eri juotosliitokset voivat vaatia hyvin erilaisia hitsausparametreja niiden erilaisten ominaisuuksien (kuten lämpökapasiteetin, nastojen välistyksen, tinan tunkeutumisvaatimusten jne.) vuoksi. Aaltojuottamisen ominaispiirre on kuitenkin kaikkien koko piirilevyn juotosliitosten hitsaus samoilla asetetuilla parametreilla, joten eri juotosliitosten on "tasautettava" toisiaan, mikä vaikeuttaa aaltojuottamisen avulla korkealaatuisten piirilevyjen hitsausvaatimusten täyttämistä täysin.
(2) Korkeat käyttökustannukset.
Perinteisen aaltojuottamisen käytännön sovelluksissa koko levyn suihkuttaminen juoksutteeseen ja tinakuonan muodostuminen aiheuttavat korkeita käyttökustannuksia. Erityisesti lyijyttömässä hitsauksessa, koska lyijyttömän juotteen hinta on yli kolminkertainen lyijyjuotteeseen verrattuna, tinakuonan aiheuttama käyttökustannusten nousu on erittäin yllättävää. Lisäksi lyijytön juote sulattaa edelleen kuparia juotosalustalla, ja tina-sylinterin juotteen koostumus muuttuu ajan myötä, mikä vaatii puhtaan tinan ja kalliin hopean säännöllistä lisäämistä ongelman ratkaisemiseksi;
(3) Huolto ja huolto-ongelmat.
Tuotannossa syntyvä jäännösvirta jää aaltojuottamisen siirtojärjestelmään, ja syntyvä tinakuona on poistettava säännöllisesti, mikä tuo käyttäjälle monimutkaisempia laitteiden huolto- ja kunnossapitotöitä; Näistä syistä selektiivinen aaltojuotto syntyi.
Niin kutsutussa PCBA-selektiivisessä aaltojuotostekniikassa käytetään edelleen alkuperäistä tinauunia, mutta erona on, että piirilevy on asetettava tinauunin kannattimeen, kuten usein sanomme uunin kiinnikkeestä, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.
Aaltojuotettavat osat altistetaan sitten tinalle, ja muut osat suojataan ajoneuvon suojaverhouksella, kuten alla on esitetty. Tämä on vähän kuin pelastusrenkaan asentaminen uima-altaaseen: pelastusrenkaan peittämä paikka ei saa vettä ja se korvataan peltikeittimellä. Ajoneuvon peittämä paikka ei luonnollisestikaan saa tinaa, eikä tinan uudelleensulamista tai osien putoamista ole ongelma.
"Läpireiän uudelleenhitsausprosessi"
Läpireikähitsaus on komponenttien asennukseen tarkoitettu uudelleenflow-hitsausprosessi, jota käytetään pääasiassa muutamia plug-in-osia sisältävien pinta-asennuslevyjen valmistuksessa. Teknologian ydin on juotospastan levitysmenetelmä.
1. Prosessin esittely
Juotospastan levitysmenetelmän mukaan läpireiän uudelleenhitsaus voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: putkipainatus reiän läpihitsausprosessiin, juotospastan painatus reiän läpihitsausprosessiin ja valetun peltilevyn läpireiän uudelleenhitsausprosessiin.
1) Putkimainen tulostus reiän läpivirtaushitsausprosessin kautta
Putkimainen läpireikäpainatus uudelleensulautushitsausprosessi on varhaisin läpireikäkomponenttien uudelleensulautushitsausprosessin sovellus, ja sitä käytetään pääasiassa väritelevisiovirittimien valmistuksessa. Prosessin ydin on juotospastaputkiprässi, ja prosessi on esitetty alla olevassa kuvassa.
2) Juotospastan tulostus reiän uudelleenhitsausprosessin kautta
Juotospastan painatus reiän läpihitsausprosessin läpi on tällä hetkellä yleisimmin käytetty reiän läpihitsausprosessi, jota käytetään pääasiassa sekoitetuille PCBA-levyille, jotka sisältävät pienen määrän liitännäisiä. Prosessi on täysin yhteensopiva perinteisen uudelleenhitsausprosessin kanssa, eikä erityisiä prosessilaitteita tarvita. Ainoa vaatimus on, että hitsattujen liitännäiskomponenttien on sovelluttava läpireiän uudelleenhitsaukseen. Prosessi on esitetty seuraavassa kuvassa.
3) Peltilevyn muovaus reiän läpi hitsausprosessin
Muovattua tinalevyä käytetään pääasiassa moninapaisten liittimien uudelleenhitsaukseen. Juote ei ole juotospastaa, vaan muovattua tinalevyä, jonka yleensä lisää suoraan liittimen valmistaja. Kokoonpanoa voidaan vain lämmittää.
Läpireiän uudelleenvirtaussuunnitteluvaatimukset
1. Piirilevyn suunnitteluvaatimukset
(1) Sopii piirilevylle, jonka paksuus on enintään 1,6 mm.
(2) Juotostyynyn vähimmäisleveys on 0,25 mm, ja sulaa juotospastaa "vedetään" kerran, eikä tinahelmeä muodostu.
(3) Komponentin ja piirilevyn välisen raon (välin) tulee olla yli 0,3 mm
(4) Tyynystä ulos työntyvän johdon sopiva pituus on 0,25–0,75 mm.
(5) Pienin etäisyys hienojakoisten komponenttien, kuten 0603, ja tyynyn välillä on 2 mm.
(6) Teräsverkon enimmäisaukkoa voidaan laajentaa 1,5 mm.
(7) Aukko on lyijyn halkaisija plus 0,1–0,2 mm. Kuten seuraavassa kuvassa näkyy.
"Teräsverkkoikkunan aukon vaatimukset"
Yleisesti ottaen 50 %:n reiän täyttöasteen saavuttamiseksi teräsverkon ikkunaa on laajennettava. Ulkoisen laajenemisen määrä on määritettävä piirilevyn paksuuden, teräsverkon paksuuden, reiän ja johtimen välisen raon ja muiden tekijöiden mukaan.
Yleisesti ottaen, niin kauan kuin laajeneminen ei ylitä 2 mm, juotospasta vedetään takaisin ja täyttyy reikään. On huomattava, että komponentin pakkaus ei saa puristaa ulkoista laajenemista kokoon tai sen on vältettävä komponentin pakkausrunkoa ja muodostettava toiselle puolelle tinahelmi, kuten seuraavassa kuvassa on esitetty.
"Johdatus piirilevyjen tavanomaiseen kokoonpanoprosessiin"
1) Yksipuolinen asennus
Prosessin kulku on esitetty alla olevassa kuvassa
2) Yksipuolinen lisäys
Prosessikaavio on esitetty alla olevassa kuvassa 5.
Laitteen nastojen muotoilu aaltojuotosmenetelmällä on yksi tuotantoprosessin tehottomimpia osia, mikä vastaavasti lisää staattisen sähkön aiheuttamien vaurioiden riskiä ja pidentää toimitusaikaa sekä lisää virheiden mahdollisuutta.
3) Kaksipuolinen kiinnitys
Prosessin kulku on esitetty alla olevassa kuvassa
4) Toinen puoli sekoitettuna
Prosessin kulku on esitetty alla olevassa kuvassa
Jos läpireikiä on vähän, voidaan käyttää reflow-hitsausta ja manuaalista hitsausta.
5) Kaksipuolinen sekoitus
Prosessin kulku on esitetty alla olevassa kuvassa
Jos kaksipuolisia SMD-komponentteja on enemmän ja THT-komponentteja vähän, pistokekomponentit voidaan hitsata uudelleen sulattamalla tai manuaalisesti. Prosessin vuokaavio on esitetty alla.
