PROSESO SA SURFACE MOUNT

Ang reflow soldering mao ang labing kaylap nga gigamit nga pamaagi sa paglakip sa mga component sa surface mount sa printed circuit boards (PCBs).Ang tumong sa proseso mao ang pagporma sa madawat nga solder joints pinaagi sa una nga pagpainit sa mga component/PCB/solder paste ug dayon pagtunaw sa solder nga dili makadaot sa overheating.

Ang yawe nga mga aspeto nga motultol sa usa ka epektibo nga reflow soldering nga proseso mao ang mosunod:

1. Angay nga makina
2. Madawat nga reflow profile
3. Disenyo sa PCB/component footprint
4. Maampingong giimprinta ang PCB gamit ang maayong pagkadisenyo nga stencil
5. Gibalikbalik nga pagbutang sa mga sangkap sa pag-mount sa ibabaw
6. Maayo nga kalidad nga PCB, mga sangkap ug solder paste

Angayan nga Makina

Adunay nagkalain-laing matang sa reflow soldering machine nga anaa depende sa gikinahanglan nga line speed ug design/material sa mga PCB assemblies nga iproseso.Ang pinili nga hurnohan kinahanglan nga sa usa ka angay nga gidak-on sa pagdumala sa produksyon rate sa pick ug dapit nga mga ekipo.

Ang katulin sa linya mahimong kalkulado sama sa gipakita sa ubos: -

Katulin sa linya (minimum) =Mga tabla kada minuto x Gitas-on kada tabla
Load Factor (space taliwala sa mga tabla)

Mahinungdanon nga tagdon ang pagkasubli sa proseso ug busa ang 'Load Factor' sagad gipiho sa tiggama sa makina, ang kalkulasyon nga gipakita sa ubos:

Aron makahimo sa pagpili sa husto nga gidak-on reflow oven ang proseso speed (gihubit sa ubos) kinahanglan nga labaw pa kay sa minimum nga kalkulado linya speed.

Katulin sa proseso =Ang gitas-on sa hurnohan nga gipainit
Pagproseso sa panahon sa pagpuyo

Sa ubos usa ka pananglitan sa kalkulasyon aron matukod ang husto nga gidak-on sa oven: -

Gusto sa usa ka SMT assembler nga makahimo og 8-pulgada nga mga tabla sa gikusgon nga 180 kada oras.Ang tiggama sa solder paste nagrekomenda sa usa ka 4 minuto, tulo ka lakang nga profile.Unsa ka dugay ang usa ka hudno kinahanglan nako nga iproseso ang mga tabla sa kini nga throughput?

Mga tabla kada minuto = 3 (180/oras)
Ang gitas-on matag tabla = 8 pulgada
Load Factor = 0.8 (2-pulgada nga luna tali sa mga tabla)
Panahon sa Pagpuyo sa Proseso = 4 ka minuto

Kalkulahin ang Speed ​​sa Linya:(3 ka tabla/min) x (8 ka pulgada/board)
0.8

Katulin sa linya = 30 pulgada/minuto

Busa, ang reflow oven kinahanglan adunay usa ka katulin sa proseso nga labing menos 30 ka pulgada matag minuto.

Tinoa ang gitas-on nga gipainit sa hurnohan nga adunay katulin sa proseso:

30 in/min =Ang gitas-on sa hurnohan nga gipainit
4 minutos

Ang gitas-on nga gipainit sa oven = 120 ka pulgada (10 piye)

Timan-i nga ang kinatibuk-ang gitas-on sa hudno molapas sa 10 ka tiil lakip na ang makapabugnaw nga seksyon ug conveyor loading nga mga seksyon.Ang kalkulasyon kay para sa HEATED LENGTH – DILI KATABUTAN NGA OVEN LENGTH.

2. Closed loop control para sa speed sa convection fans - Adunay piho nga surface mount packages sama sa SOD323 (tan-awa ang insert) nga adunay gamay nga contact area ngadto sa mass ratio nga daling madisturbo atol sa reflow process.Ang closed loop speed control sa convention fans maoy girekomendar nga opsyon alang sa mga asembliya nga naggamit sa maong mga piyesa.

3. Automatic control sa conveyor ug center-board-support widths - Ang ubang mga makina adunay manual width adjustment apan kung adunay daghang lain-laing mga asembliya nga iproseso nga adunay lain-laing mga PCB widths nan kini nga opsyon girekomendar sa pagpadayon sa usa ka makanunayon nga proseso.

Madawat nga Reflow Profile

Aron sa paghimo sa usa ka reflow profile thermocouples konektado sa usa ka sampol nga asembliya (kasagaran adunay taas nga temperatura solder) sa usa ka gidaghanon sa mga lokasyon sa pagsukod sa lain-laing mga temperatura sa tibuok PCB.Girekomenda nga adunay labing menos usa ka thermocouple nga nahimutang sa usa ka pad padulong sa ngilit sa PCB ug usa ka thermocouple nga nahimutang sa usa ka pad padulong sa tunga sa PCB.Labing maayo nga daghang mga thermocouple ang kinahanglan gamiton aron masukod ang tibuuk nga mga temperatura sa tibuuk nga PCB - nailhan nga 'Delta T'.

Sulod sa usa ka tipikal nga reflow soldering profile adunay kasagaran nga upat ka yugto - Preheat, soak, reflow ug cooling.Ang nag-unang tumong mao ang pagbalhin sa igo nga kainit ngadto sa asembliya aron matunaw ang solder ug maporma ang solder joints nga dili makadaot sa mga component o PCB.

Preheat– Niining yugtoa ang mga sangkap, PCB ug solder gipainit sa usa ka espesipikong soak o dwell temperature nga mag-amping nga dili init kaayo (kasagaran dili mosobra sa 2ºC/second – check solder paste datasheet).Ang pag-init nga dali ra mahimong hinungdan sa mga depekto sama sa mga sangkap nga maliki ug ang solder paste magsabwag hinungdan sa mga bola sa solder sa panahon sa pag-reflow.

Hugaw- Ang katuyoan niini nga hugna mao ang pagsiguro nga ang tanan nga mga sangkap naa sa gikinahanglan nga temperatura sa wala pa mosulod sa yugto sa reflow.Ang paghumol sagad molungtad tali sa 60 ug 120 segundos depende sa 'mass differential' sa asembliya ug mga matang sa mga sangkap nga anaa.Ang mas episyente nga pagbalhin sa kainit sa panahon sa paghumol mas gamay nga oras ang gikinahanglan.

Kung ang reflow profile adunay dili igo nga kainit nga gigamit sa panahon sa reflow stage adunay mga solder joints nga makita nga susama sa mga hulagway sa ubos:-

solder wala maporma nga fillet nga adunay tingga

Dili tanang solder ball natunaw

Ang kasagarang depekto sa pagsolder human sa reflow mao ang pagporma sa mid-chip solder balls/beads nga makita sa ubos.Ang solusyon niini nga depekto mao ang pag-usab sa disenyo sa stencil -dugang detalye makita dinhi.

Ang paggamit sa nitroheno sa panahon sa proseso sa reflow kinahanglan nga konsiderahon tungod sa uso sa pagbalhin gikan sa solder paste nga adunay kusog nga mga flux.Ang isyu dili gyud ang abilidad sa pag-reflow sa nitrogen, apan ang abilidad sa pag-reflow kung wala ang oxygen.Ang pagpainit sa solder sa presensya sa oksiheno makahimo og mga oxide, nga kasagaran dili mabaligya nga mga ibabaw.

Pagpabugnaw– Kini mao lamang ang yugto diin ang asembliya gipabugnaw apan importante nga dili paspas nga pabugnawon ang asembliya – kasagaran ang girekomendar nga gikusgon sa pagpabugnaw kinahanglang dili molapas sa 3ºC/segundo.

Disenyo sa PCB/Component Footprint

Adunay ubay-ubay nga mga aspeto sa disenyo sa PCB nga adunay impluwensya kung unsa ka maayo ang pag-agay sa usa ka asembliya.Ang usa ka pananglitan mao ang gidak-on sa mga track nga nagkonektar sa usa ka component footprint - kung ang track nga nagkonektar sa usa ka kilid sa usa ka component footprint mas dako kay sa lain kini mahimong mosangpot sa usa ka thermal imbalance hinungdan nga ang bahin mahimong 'lapida' sama sa makita sa ubos:-

Laing pananglitan mao ang 'pagbalanse sa tumbaga' - daghang mga disenyo sa PCB ang naggamit ug dagkong mga lugar nga tumbaga ug kung ang pcb ibutang sa usa ka panel aron matabangan ang proseso sa paggama mahimo’g mosangput sa pagkadili balanse sa tumbaga.Mahimo kini nga hinungdan sa pag-warp sa panel sa panahon sa pag-reflow ug busa ang girekomenda nga solusyon mao ang pagdugang 'pagbalanse sa tumbaga' sa mga basura nga lugar sa panel nga makita sa ubos:-

Tan-awa'Disenyo alang sa Paggama'alang sa ubang mga konsiderasyon.

Maampingong giimprinta ang PCB gamit ang maayong pagkadisenyo nga stencil

Ang naunang mga lakang sa proseso sulod sa surface mount assembly importante sa epektibong reflow soldering process.Angproseso sa pag-imprinta sa solder pastemao ang yawe aron masiguro ang makanunayon nga deposito sa solder paste sa PCB.Ang bisan unsang sayup sa kini nga yugto magdala sa dili gusto nga mga sangputanan ug kompleto nga pagkontrol niini nga proseso kauban angepektibo nga disenyo sa stencilgikinahanglan.

Gibalikbalik nga pagbutang sa mga sangkap sa pag-mount sa ibabaw

Pagkalainlain sa pagbutang sa sangkap

Ang pagbutang sa mga sangkap sa ibabaw nga mount kinahanglan nga masubli ug busa kinahanglan ang usa ka kasaligan, maayo nga pagmentinar sa pagpili ug lugar nga makina.Kung ang mga pakete sa sangkap dili itudlo sa husto nga paagi mahimo’g hinungdan nga dili makita sa sistema sa panan-aw sa makina ang matag bahin sa parehas nga paagi ug mao nga ang pagbag-o sa pagbutang maobserbahan.Kini modala ngadto sa dili magkauyon nga mga resulta human sa reflow soldering proseso.

Ang mga programa sa pagpahimutang sa mga sangkap mahimong mabuhat gamit ang mga makina sa pagpili ug lugar apan kini nga proseso dili tukma sama sa pagkuha sa impormasyon sa sentroid direkta gikan sa datos sa PCB Gerber.Kasagaran kini nga data sa sentroid gi-eksport gikan sa software sa pagdesinyo sa PCB apan usahay dili magamit ug busa angserbisyo aron makamugna ang centroid file gikan sa data sa Gerber gitanyag sa Surface Mount Process.

Ang tanang mga component placement machine adunay 'Placement Accuracy' nga gipiho sama sa:-

35um (QFPs) ngadto sa 60um (chips) @ 3 sigma

Importante usab nga pilion ang hustong nozzle para sa tipo sa component nga ibutang – usa ka lain-laing mga component placement nozzles makita sa ubos:-

Maayo nga kalidad nga PCB, mga sangkap ug solder paste

Ang kalidad sa tanan nga mga butang nga gigamit sa panahon sa proseso kinahanglan nga taas tungod kay ang bisan unsa nga dili maayo nga kalidad mosangpot sa dili maayo nga mga resulta.Depende sa proseso sa paggama sa mga PCB ug sa paagi diin sila gitipigan ang pagkahuman sa mga PCB mahimong mosangput sa dili maayo nga solderabilty sa panahon sa proseso sa pagsolder sa reflow.Sa ubos usa ka pananglitan kung unsa ang makita kung ang paghuman sa nawong sa usa ka PCB dili maayo nga nagdala sa usa ka depekto nga nailhan nga 'Black Pad': -

MAAYONG KUALIDAD PCB FINISH

NABUTANG PCB

Solder nga nagdagayday sa component ug dili PCB

Sa parehas nga paagi ang kalidad sa mga lead sa ibabaw nga mount component mahimong dili maayo depende sa proseso sa paghimo ug pamaagi sa pagtipig.

Ang kalidad sa solder paste apektado kaayo sapagtipig ug pagdumala.Ang dili maayo nga kalidad nga solder paste kung gigamit lagmit makahatag mga resulta sama sa makita sa ubos: -