ПРОЦЕС НА ПОВРШИНСКО МОНТИРАЊЕ

Повторното лемење е најшироко користен метод за прицврстување на компонентите за површинско монтирање на печатени кола (PCB).Целта на процесот е да се формираат прифатливи спојки за лемење со прво загревање на компонентите/ПЦБ/паста за лемење и потоа топење на лемењето без да се предизвика оштетување со прегревање.

Клучните аспекти кои водат до ефективен процес на повторно лемење се како што следува:

1. Соодветна машина
2. Прифатлив профил за преточување
3. Дизајн на PCB/отпечаток од компонента
4. Внимателно испечатена ПХБ со добро дизајнирана матрица
5. Повторливо поставување на компоненти за површинско монтирање
6. Добар квалитет ПХБ, компоненти и паста за лемење

Соодветна машина

Достапни се различни типови на машина за лемење со обновување, во зависност од потребната брзина на линијата и дизајнот/материјалот на склоповите на ПХБ што треба да се обработат.Избраната печка треба да биде со соодветна големина за да се справи со брзината на производство на опремата за собирање и поставување.

Брзината на линијата може да се пресмета како што е прикажано подолу: -

Брзина на линијата (минимална) =Табли во минута x Должина по табла
Фактор на оптоварување (простор помеѓу табли)

Важно е да се земе предвид повторливоста на процесот и затоа „факторот на оптоварување“ обично го одредува производителот на машината, пресметката прикажана подолу:

За да можете да ја изберете вистинската големина на рерната за преточување, брзината на процесот (дефинирана подолу) мора да биде поголема од минималната пресметана брзина на линијата.

Брзина на процесот =Должина на загреана комора на рерната
Време на престој на процесот

Подолу е пример за пресметка за да се утврди точната големина на рерната:-

Склопувачот на SMT сака да произведе 8-инчни плочи со брзина од 180 на час.Производителот на паста за лемење препорачува профил од 4 минути и три чекори.Колку долго ми треба рерната за обработка на табли со оваа пропусност?

Табли во минута = 3 (180/час)
Должина по табла = 8 инчи
Фактор на оптоварување = 0,8 (2-инчен простор помеѓу табли)
Време на задржување на процесот = 4 минути

Пресметајте ја брзината на линијата:(3 табли/мин) x (8 инчи/табла)
0,8

Брзина на линијата = 30 инчи/минута

Затоа, рерната за преточување мора да има процесна брзина од најмалку 30 инчи во минута.

Одредете ја должината на загреаната комора на рерната со равенката за брзина на процесот:

30 инчи/мин =Должина на загреана комора на рерната
4 минути

Должина на загреана рерна = 120 инчи (10 стапки)

Имајте предвид дека вкупната должина на рерната ќе надмине 10 стапки, вклучувајќи го делот за ладење и деловите за полнење на транспортерот.Пресметката е за ДОЛЖИНА НА ГРЕАЧИ – НЕ СЕКУПНА ДОЛЖИНА НА РЕРНА.

2. Контрола со затворена јамка за брзината на вентилаторите за конвекција – Постојат одредени пакувања за монтирање на површината, како што е SOD323 (види влошка) кои имаат мал однос на контактната површина и масата, кои се подложни на нарушување за време на процесот на повторно точење.Контролата на брзината со затворена јамка на конвенционалните вентилатори е препорачана опција за склопови кои користат такви делови.

3. Автоматска контрола на ширината на транспортерот и централната плоча - Некои машини имаат рачно прилагодување на ширината, но ако има многу различни склопови што треба да се обработат со различни ширини на ПХБ, тогаш оваа опција се препорачува за одржување на конзистентен процес.

Прифатлив Reflow Profile

Со цел да се создаде профил за обновување, термопаровите се поврзани со примерок склоп (обично со лемење со висока температура) на повеќе локации за да се измери опсегот на температури низ ПХБ.Се препорачува да имате барем еден термоспој сместен на подлога кон работ на ПХБ и еден термоспој сместен на подлога кон средината на ПХБ.Идеално би требало да се користат повеќе термопарови за мерење на целиот опсег на температури низ ПХБ – познат како „Делта Т“.

Во рамките на типичниот профил за повторно лемење, обично има четири фази - Загревање, натопување, преточување и ладење.Главната цел е да се пренесе доволно топлина во склопот за да се стопи лемењето и да се формираат спојките за лемење без да се предизвика никакво оштетување на компонентите или на ПХБ.

Загрејте претходно– За време на оваа фаза, сите компоненти, ПХБ и лемењето се загреваат до одредена температура на киснење или останување, внимавајќи да не се загреваат премногу брзо (обично не повеќе од 2ºC/секунда – проверете го листот со податоци за паста за лемење).Пребрзото загревање може да предизвика дефекти како што се пукање на компонентите и прскање на пастата за лемење што предизвикува топчиња за лемење за време на повторното течење.

Потопете– Целта на оваа фаза е да се осигура дека сите компоненти се до потребната температура пред да влезат во фазата на преточување.Потопувањето обично трае помеѓу 60 и 120 секунди во зависност од „диференцијалот на масата“ на склопот и видовите на присутни компоненти.Колку е поефикасен преносот на топлина во фазата на натопување, толку помалку време е потребно.

Ако профилот за преточување има недоволна топлина применета за време на фазата на преточување, ќе има споеви за лемење кои се гледаат слични на сликите подолу:

лемење не формирано филе со олово

Не се стопија сите топчиња за лемење

Вообичаен дефект на лемење по повторното полнење е формирањето на топчиња/мониста за лемење со среден чип како што може да се види подолу.Решението за овој дефект е да се измени дизајнот на матрицата -повеќе детали може да се видат овде.

Употребата на азот за време на процесот на преточување треба да се земе предвид поради трендот на оддалечување од паста за лемење што содржи силни флукс.Прашањето навистина не е способноста за повторно течење на азот, туку способноста за повторно течење во отсуство на кислород.Загревањето на лемењето во присуство на кислород ќе создаде оксиди, кои генерално се површини кои не се лемеат.

Ладење– Ова е едноставно фаза во која се лади склопот, но важно е да не се лади склопот премногу брзо – обично препорачаната брзина на ладење не треба да надминува 3ºC/секунда.

ПХБ/дизајн на отпечаток на компоненти

Постојат голем број на аспекти на дизајнот на ПХБ кои имаат влијание врз тоа колку добро ќе тече склопот.Пример е големината на патеките што се поврзуваат со отпечатокот на компонентата - ако патеката што се поврзува со едната страна од отпечатокот на компонентата е поголема од другата, тоа може да доведе до термичка нерамнотежа што ќе предизвика делот да „надгробна плоча“ како што може да се види подолу:

Друг пример е „балансирање на бакар“ - многу дизајни на ПХБ користат големи бакарни површини и ако PCB се стави во панел за да се помогне во процесот на производство, тоа може да доведе до нерамнотежа во бакарот.Ова може да предизвика искривување на панелот за време на повторното течење и затоа препорачаното решение е да се додаде „бакарно балансирање“ во отпадните области на панелот како што може да се види подолу:

Види„Дизајн за производство“за други размислувања.

Внимателно испечатена ПХБ со добро дизајнирана матрица

Претходните чекори на процесот во склопот на површинско монтирање се клучни за ефективен процес на лемење со повторно проток.Напроцес на печатење на паста за лемењее клучот за да се обезбеди постојано таложење на паста за лемење на ПХБ.Секоја грешка во оваа фаза ќе доведе до несакани резултати и така целосна контрола на овој процес заедно соефективен дизајн на матрицатае потребно.

Повторливо поставување на компоненти за површинско монтирање

Варијација на поставување на компоненти

Поставувањето на компонентите за површинско монтирање мора да биде повторливо и затоа е неопходна сигурна, добро одржувана машина за собирање и поставување.Ако пакетите на компоненти не се научат на правилен начин, тоа може да предизвика системот за вид на машината да не го гледа секој дел на ист начин и така ќе се забележат разлики во поставеноста.Ова ќе доведе до неконзистентни резултати по процесот на повторно лемење.

Програмите за поставување компоненти може да се креираат со помош на машините за собирање и поставување, но овој процес не е толку точен како преземањето на информациите за центроидот директно од податоците на PCB Gerber.Доста често овие центроидни податоци се извезуваат од софтверот за дизајн на ПХБ, но некогаш не се достапни и такаУслугата за генерирање на центроидна датотека од податоците на Гербер ја нуди Surface Mount Process.

Сите машини за поставување компоненти ќе имаат одредена „Прецизност на поставување“ како што се:

35um (QFPs) до 60um (чипови) @ 3 сигма

Исто така, важно е да се избере правилната млазница за типот на компонентата што треба да се постави - низа различни млазници за поставување компоненти може да се видат подолу:

Добар квалитет ПХБ, компоненти и паста за лемење

Квалитетот на сите ставки што се користат за време на процесот мора да биде висок бидејќи се што е со слаб квалитет ќе доведе до непожелни резултати.Во зависност од процесот на производство на ПХБ и начинот на кој тие се складирани, финишот на ПХБ може да доведе до слаба способност за лемење за време на процесот на повторно лемење.Подолу е пример за тоа што може да се види кога завршната површина на ПХБ е слаба што доведува до дефект познат како „Црна подлога“:

ДОБРО КВАЛИТЕТНА ФИНИШТА ЗА ПХБ

ОБРАНЕТ ПХБ

Лемење тече кон компонентата, а не ПХБ

На сличен начин, квалитетот на каблите на компонентата за површинско монтирање може да биде слаб во зависност од процесот на производство и начинот на складирање.

На квалитетот на пастата за лемење во голема мера влијаескладирање и ракување.Паста за лемење со слаб квалитет, доколку се користи, веројатно ќе даде резултати како што може да се види подолу: