SURFACE MOUNT PROCESS

Reflow soldering ass déi meescht benotzt Method fir Uewerflächmontagekomponenten op gedréckte Circuitboards (PCBs) ze befestigen.D'Zil vum Prozess ass et akzeptabel Loutverbindungen ze bilden andeems Dir d'Komponenten / PCB / Solderpaste virhëtzt an dann d'Löt ze schmëlzen ouni Schued duerch Iwwerhëtzung ze verursaachen.

D'Schlëssel Aspekter, déi zu engem effektive Reflow-Lötprozess féieren, sinn wéi follegt:

1. Gëeegent Maschinn
2. Akzeptabel Reflow Profil
3. PCB / Komponent Foussofdrock Design
4. Virsiichteg gedréckt PCB benotzt gutt entworf Schabloun
5. Widderhuelend Placement vun Uewerfläch Mount Komponente
6. Gutt Qualitéit PCB, Komponenten an solder Paste

Gëeegent Maschinn

Et gi verschidden Aarte vu Reflow-Lötmaschinn verfügbar ofhängeg vun der erfuerderter Linngeschwindegkeet an dem Design / Material vun de PCB-Versammlungen déi veraarbecht ginn.De gewielten Uewen muss vun enger gëeegenter Gréisst sinn fir d'Produktiounsrate vun der Pick-and-Place-Ausrüstung ze handhaben.

D'Linngeschwindegkeet kann berechent ginn wéi hei ënnendrënner: -

Linn Vitesse (Minimum) =Brieder pro Minutt x Längt pro Briet
Load Factor (Plaz tëscht Brieder)

Et ass wichteg d'Wiederholbarkeet vum Prozess ze berücksichtegen an dofir ass de 'Load Factor' normalerweis vum Maschinnhersteller spezifizéiert, d'Berechnung hei ënnendrënner:

Fir fäeg sinn déi richteg Gréisst Reflow Uewen ze wielen, muss d'Prozessgeschwindegkeet (ënner definéiert) méi grouss sinn wéi déi minimal berechent Linngeschwindegkeet.

Prozess Vitesse =Uewen Chamber gehëtzt Längt
Prozess Dwell Zäit

Drënner ass e Beispill vu Berechnung fir déi richteg Uewengréisst z'etabléieren: -

En SMT Assembler wëll 8-Zoll Brieder mat enger Rate vun 180 pro Stonn produzéieren.De Solderpastehersteller recommandéiert e 4 Minutte, dräi Schrëtt Profil.Wéi laang en Uewen muss ech Brieder op dëser Débit veraarbecht?

Brieder pro Minutt = 3 (180 / Stonn)
Längt pro Verwaltungsrot = 8 Zoll
Load Factor = 0,8 (2 Zoll Raum tëscht Brieder)
Prozess Dwell Time = 4 Minutten

Berechent Linn Geschwindegkeet:(3 Brett/min) x (8 Zoll/Brett)
0.8

Linn Vitesse = 30 Zoll / Minutt

Dofir muss de Reflowofen eng Prozessgeschwindegkeet vun op d'mannst 30 Zoll pro Minutt hunn.

Bestëmmt Ofenkammer erhëtzt Längt mat Prozessgeschwindegkeetgleichung:

30 an/min =Uewen Chamber gehëtzt Längt
4 Minutten

Uewen gehëtzt Längt = 120 Zoll (10 Fouss)

Bedenkt datt d'Gesamtlängt vum Uewen méi wéi 10 Féiss ass, inklusiv d'Kühlsektioun an d'Fërderbelaaschtungssektiounen.D'Berechnung ass fir HEATED LENGTH - NET ALL OVEN LENGTH.

2. Closed Loop Kontroll fir d'Geschwindegkeet vun de Konvektiounsfans - Et gi verschidde Surface Mount Packagen wéi den SOD323 (kuckt Insert) déi e klengt Kontaktfläche bis Masseverhältnis hunn, déi ufälleg sinn fir während dem Reflowprozess gestéiert ze ginn.Closed Loop Geschwindegkeetskontrolle vun de Konventiounsfans ass eng recommandéiert Optioun fir Versammlungen déi sou Deeler benotzen.

3. Automatesch Kontroll vun Fërderband an Zentrum-Bord-Ënnerstëtzung Breet - E puer Maschinnen hunn manuell Breet Upassung mee wann et vill verschidden Assemblée mat variabelen PCB Breet veraarbecht ginn, dann ass dës Optioun recommandéiert fir eng konsequent Prozess ze erhalen.

Akzeptabel Reflow Profil

Fir e Reflow-Profil ze kreéieren ginn Thermoelementer mat enger Probemontage verbonnen (normalerweis mat héijer Temperatursolder) op enger Zuel vu Plazen fir d'Temperaturbereich iwwer de PCB ze moossen.Et ass recommandéiert op d'mannst een Thermoelement op engem Pad op de Rand vum PCB ze hunn an een Thermoelement op engem Pad an der Mëtt vum PCB.Idealerweis solle méi Thermoelementer benotzt ginn fir déi ganz Palette vun Temperaturen iwwer de PCB ze moossen - bekannt als 'Delta T'.

Bannent engem typesche Reflow Solderprofil ginn et normalerweis véier Etappen - Preheat, Soak, Reflow a Killung.D'Haaptziel ass et genuch Hëtzt an d'Versammlung ze transferéieren fir d'Löt ze schmëlzen an d'Lötverbindungen ze bilden ouni Schued un Komponenten oder PCB ze verursaachen.

Virhëtzen- Wärend dëser Phase ginn d'Komponenten, PCB a Löt all op eng spezifizéiert Soak- oder Wunntemperatur erhëtzt, virsiichteg net ze séier ze erhëtzen (normalerweis net méi wéi 2ºC / Sekonn - kontrolléiert d'Lötpaste-Dateblat).D'Heizung ze séier kann Mängel verursaache wéi Komponenten ze knacken an d'Lötpaste ze sprëtzen, wat d'Lötbäll beim Reflow verursaacht.

Soak- Den Zweck vun dëser Phase ass sécherzestellen datt all Komponenten op déi erfuerderlech Temperatur sinn, ier Dir an d'Reflowstuf kënnt.Soak dauert normalerweis tëscht 60 an 120 Sekonnen ofhängeg vum 'Massdifferential' vun der Assemblée an Aarte vu Komponenten déi präsent sinn.Wat méi effizient den Wärmetransfer während der Soakphase, wat manner Zäit brauch.

Wann de Reflowprofil net genuch Hëtzt applizéiert huet wärend der Reflowstuf, da wäerte Soldergelenken ähnlech wéi d'Biller hei ënnen gesi ginn: -

solder net geformt Filet mat Bläi

Net all solder Bäll geschmoltenem

E gemeinsame Lötdefekt nom Reflow ass d'Bildung vu Mid-Chip-Lötbäll / Perlen wéi hei ënnen ze gesinn.D'Léisung fir dësen Defekt ass d'Schabloun Design ze änneren -méi Detailer kënnen hei gesi ginn.

D'Benotzung vu Stickstoff während dem Reflowprozess sollt berücksichtegt ginn wéinst dem Trend fir vun der Solderpaste ewechzekréien déi staark Flux enthält.D'Thema ass wierklech net d'Fäegkeet fir Stickstoff zréckzefléien, mee éischter d'Fäegkeet ze fléissen an der Verontreiung vu Sauerstoff.Heizung solder an der Präsenz vun Sauerstoff wäert oxides schafen, déi allgemeng net-solderable Fläch sinn.

Ofkillung- Dëst ass einfach d'Etapp während där d'Versammlung ofgekillt ass, awer et ass wichteg d'Versammlung net ze séier ze killen - normalerweis däerf de recommandéierten Ofkillungsquote net méi wéi 3ºC / Sekonn iwwerschreiden.

PCB / Komponent Footprint Design

Et ginn eng Rei vun Aspekter vun PCB Design datt en Afloss op hunn wéi gutt eng Assemblée reflow wäert.E Beispill ass d'Gréisst vun de Gleiser, déi mat engem Komponentfootofdrock verbannen - wann d'Streck, déi op eng Säit vun engem Komponentfootprint verbënnt, méi grouss ass wéi déi aner, kann dat zu engem thermesche Ongläichgewiicht féieren, deen den Deel zu 'Grafsteen' verursaacht, wéi et hei ënnendrënner gesi ka ginn: -

En anert Beispill ass 'Kupferbalancéierung' - vill PCB Designs benotze grouss Kupferflächen a wann de PCB an e Panel gesat gëtt fir de Fabrikatiounsprozess ze hëllefen, kann et zu engem Ungleichgewicht am Kupfer féieren.Dëst kann verursaachen datt de Panel wärend dem Reflow kräizt an dofir ass d'recommandéiert Léisung fir 'Kupferbalancéierung' an d'Offallberäicher vum Panel ze addéieren wéi et hei ënnendrënner gesi ka ginn: -

Kuckt'Design fir Fabrikatioun'fir aner Iwwerleeungen.

Virsiichteg gedréckt PCB benotzt gutt entworf Schabloun

Déi fréier Prozessschrëtt an der Uewerflächemontageversammlung si kritesch fir en effektive Reflow-Lötprozess.Déisolder Paste Dréckerei Prozessass de Schlëssel fir e konsequent Depot vu Lötpaste op de PCB ze garantéieren.All Feeler op dëser Etapp féiert zu ongewollt Resultater an esou komplett Kontroll vun dësem Prozess zesumme mateffikass stencil Designgebraucht gëtt.

Widderhuelend Placement vun Uewerfläch Mount Komponente

Komponent Placement Variatioun

D'Placement vun Uewerflächemontagekomponenten muss widderhuelend sinn an dofir ass eng zouverlässeg, gutt erhale Pick-and-Place Maschinn néideg.Wann Komponentpakete net op déi richteg Manéier geléiert ginn, kann et dozou féieren datt de Maschinnevisiounssystem net all Deel op déiselwecht Manéier gesäit an sou datt Variatioun an der Plazéierung beobachtet gëtt.Dëst féiert zu inkonsistente Resultater nom Reflow Lötprozess.

Komponent Placement Programmer kënne mat de Pick-and-Place Maschinnen erstallt ginn, awer dëse Prozess ass net sou genau wéi d'Zentroidinformatioun direkt vun de PCB Gerber Daten ze huelen.Zimlech dacks ginn dës Zentroiddaten aus der PCB-Designsoftware exportéiert, awer iergendwann ass net verfügbar a sou datt deService fir d'Zentroiddatei vu Gerber Daten ze generéieren gëtt vum Surface Mount Process ugebueden.

All Komponentplacementmaschinnen hunn eng 'Placement Genauegkeet' spezifizéiert wéi: -

35um (QFPs) ze 60um (Chips) @ 3 Sigma

Et ass och wichteg datt d'korrekt Düse fir d'Komponententyp ausgewielt gëtt fir ze placéieren - eng Rei vu verschiddene Komponentplacementdüsen kënnen hei ënnen gesi ginn: -

Gutt Qualitéit PCB, Komponenten an solder Paste

D'Qualitéit vun all Elementer, déi während dem Prozess benotzt ginn, muss héich sinn, well alles vun enger schlechter Qualitéit zu ongewollten Resultater féiert.Ofhängeg vum Fabrikatiounsprozess vun de PCB's an der Aart a Weis wéi se gelagert goufen, kann d'Finish vun de PCB's zu enger schlechter Solderbarkeet während dem Reflow-Lötprozess féieren.Drënner ass e Beispill vu wat ka gesi ginn wann d'Uewerflächfinish op engem PCB schlecht ass wat zu engem Defekt bekannt als 'Black Pad' féiert: -

GUTT QUALITÉIT PCB FINISH

TARISCHE PCB

Solder fléisst op Komponent an net PCB

Op eng ähnlech Aart a Weis kann d'Qualitéit vun den Uewerflächemontagekomponentleitungen schlecht sinn ofhängeg vum Fabrikatiounsprozess an der Lagerungsmethod.

D'Qualitéit vun der solder Paste ass staark vun derStockage an Ëmgank.Schlecht Qualitéit solder Paste wa se benotzt gëtt ass méiglecherweis Resultater ze ginn wéi hei ënnen gesi ka ginn: -