MCHAKATO WA KUPANDA JUU

Uuzaji wa reflow ndio njia inayotumika sana ya kuambatanisha vifaa vya kupachika uso kwenye bodi za mzunguko zilizochapishwa (PCBs).Madhumuni ya mchakato huu ni kuunda viungo vinavyokubalika vya solder kwa kwanza kupasha joto vipengele / PCB / solder kuweka na kisha kuyeyusha solder bila kusababisha uharibifu kwa overheating.

Vipengele muhimu vinavyosababisha mchakato mzuri wa kutengenezea tena ni kama ifuatavyo.

1. Mashine inayofaa
2. Wasifu unaokubalika wa kutiririsha tena
3. Ubunifu wa PCB/sehemu ya nyayo
4. PCB iliyochapishwa kwa uangalifu kwa kutumia stencil iliyoundwa vizuri
5. Uwekaji unaorudiwa wa vipengele vya mlima wa uso
6. PCB ya ubora mzuri, vijenzi na kuweka solder

Mashine Inayofaa

Kuna aina mbalimbali za mashine ya kutengenezea reflow inayopatikana kulingana na kasi ya laini inayohitajika na muundo/nyenzo ya mikusanyiko ya PCB itakayochakatwa.Tanuri iliyochaguliwa inahitaji kuwa ya ukubwa unaofaa ili kushughulikia kiwango cha uzalishaji wa vifaa vya kuchukua na kuweka.

Kasi ya mstari inaweza kuhesabiwa kama inavyoonyeshwa hapa chini:-

Kasi ya mstari (kiwango cha chini) =Ubao kwa dakika x Urefu kwa kila ubao
Kipengele cha Kupakia (nafasi kati ya bodi)

Ni muhimu kuzingatia kurudiwa kwa mchakato na kwa hivyo 'Kipengele cha Mzigo' kawaida hubainishwa na mtengenezaji wa mashine, hesabu iliyoonyeshwa hapa chini:

Ili kuweza kuchagua saizi sahihi ya oveni, kasi ya mchakato (iliyofafanuliwa hapa chini) lazima iwe kubwa kuliko kasi ya chini iliyohesabiwa.

Kasi ya mchakato =Urefu wa chumba cha oveni chenye joto
Muda wa kukaa kwa mchakato

Chini ni mfano wa hesabu ili kupata saizi sahihi ya oveni: -

Kikusanyaji cha SMT kinataka kutengeneza bodi za inchi 8 kwa kasi ya 180 kwa saa.Mtengenezaji wa kuweka solder anapendekeza dakika 4, wasifu wa hatua tatu.Ninahitaji oveni kwa muda gani kuchakata bodi katika upitishaji huu?

Bodi kwa dakika = 3 (180/saa)
Urefu kwa kila ubao = inchi 8
Kipengele cha Kupakia = 0.8 (nafasi ya inchi 2 kati ya bodi)
Wakati wa Kukaa kwa Mchakato = dakika 4

Kuhesabu kasi ya mstari:(Ubao 3 kwa dakika) x (inchi 8/ubao)
0.8

Kasi ya mstari = 30 inchi / dakika

Kwa hiyo, tanuri ya reflow lazima iwe na kasi ya mchakato wa angalau inchi 30 kwa dakika.

Amua urefu wa chumba cha oveni yenye joto na mlingano wa kasi ya mchakato:

30 in/min =Urefu wa chumba cha oveni chenye joto
Dakika 4

Urefu wa oveni iliyopashwa joto = inchi 120 (futi 10)

Kumbuka kwamba urefu wa jumla wa tanuri utazidi futi 10 ikiwa ni pamoja na sehemu ya kupoeza na sehemu za kupakia za conveyor.Hesabu ni ya UREFU ULIOPOTOSHWA - SIO UREFU WA OVEN KWA UJUMLA.

2. Udhibiti wa kitanzi uliofungwa kwa kasi ya feni za upitishaji - Kuna vifurushi fulani vya kupachika uso kama vile SOD323 (angalia kichocheo) ambavyo vina eneo dogo la mguso kwa uwiano wa wingi ambavyo vinaweza kusumbuliwa wakati wa mchakato wa utiririshaji tena.Udhibiti wa kasi ya kitanzi uliofungwa wa mashabiki wa mkutano ni chaguo linalopendekezwa kwa makusanyiko yanayotumia sehemu kama hizo.

3. Udhibiti wa kiotomatiki wa upana wa conveyor na ubao-kituo wa usaidizi - Baadhi ya mashine zina marekebisho ya upana wa mikono lakini ikiwa kuna makusanyiko mengi ya kuchakatwa kwa upana tofauti wa PCB basi chaguo hili linapendekezwa ili kudumisha mchakato thabiti.

Wasifu Unaokubalika wa Reflow

Ili kuunda wasifu unaorudiwa, thermocouples huunganishwa kwenye mkusanyiko wa sampuli (kwa kawaida kwa solder ya halijoto ya juu) katika maeneo kadhaa ili kupima anuwai ya halijoto kote kwenye PCB.Inapendekezwa kuwa na angalau thermocouple moja iko kwenye pedi kuelekea ukingo wa PCB na thermocouple moja iko kwenye pedi kuelekea katikati ya PCB.Inafaa zaidi kutumia thermocouples kupima kiwango kamili cha halijoto kote kwenye PCB - inayojulikana kama 'Delta T'.

Ndani ya wasifu wa kawaida wa soldering reflow kuna kawaida hatua nne - Preheat, loweka, reflow na baridi.Kusudi kuu likiwa ni kuhamisha joto la kutosha kwenye mkusanyiko ili kuyeyusha solder na kuunda viungo vya solder bila kusababisha uharibifu wowote kwa vipengele au PCB.

Preheat- Wakati wa awamu hii vipengele, PCB na solder zote hupashwa joto hadi kwenye loweka maalum au halijoto ya kukaa kwa uangalifu kwa visipate joto haraka sana (kwa kawaida si zaidi ya 2ºC/sekunde - angalia hifadhidata ya bandika la solder).Kupasha joto haraka sana kunaweza kusababisha kasoro kama vile vijenzi kupasuka na ubandiko wa solder kusambaa na kusababisha mipira ya solder wakati wa kutiririshwa tena.

Loweka- Madhumuni ya awamu hii ni kuhakikisha kuwa vipengele vyote viko kwenye joto linalohitajika kabla ya kuingia kwenye hatua ya utiririshaji tena.Loweka kawaida huchukua kati ya sekunde 60 na 120 kulingana na 'tofauti kubwa' ya mkusanyiko na aina za vijenzi vilivyopo.Kwa ufanisi zaidi wa uhamisho wa joto wakati wa awamu ya loweka wakati mdogo unahitajika.

Ikiwa wasifu wa utiririshaji upya hauna joto la kutosha lililowekwa wakati wa hatua ya kutiririsha tena kutakuwa na viungio vya solder vinavyoonekana sawa na picha hapa chini:-

solder haijaundwa fillet na risasi

Sio mipira yote ya solder iliyoyeyuka

Kasoro ya kawaida ya kutengenezea baada ya kutiririshwa tena ni uundaji wa mipira/shanga za solder za katikati kama inavyoonekana hapa chini.Suluhisho la kasoro hii ni kurekebisha muundo wa stencil -maelezo zaidi yanaweza kuonekana hapa.

Matumizi ya nitrojeni wakati wa mchakato wa reflow inapaswa kuzingatiwa kutokana na mwenendo wa kuondoka kutoka kwa kuweka solder ambayo ina fluxes kali.Suala sio uwezo wa kutiririka tena katika nitrojeni, bali ni uwezo wa kutiririka tena kwa kukosekana kwa oksijeni.Solder inapokanzwa mbele ya oksijeni itaunda oksidi, ambazo kwa ujumla ni nyuso zisizoweza kuuzwa.

Kupoa- Hii ni hatua ambayo mkusanyiko umepozwa lakini ni muhimu kutopunguza mkusanyiko haraka sana - kwa kawaida kiwango kinachopendekezwa cha kupoeza haipaswi kuzidi 3ºC/sekunde.

Ubunifu wa Unyayo wa PCB/Kipengele

Kuna idadi ya vipengele vya muundo wa PCB ambavyo vina ushawishi juu ya jinsi mkusanyiko utapita vizuri.Mfano ukiwa ni saizi ya nyimbo zinazounganishwa na alama ya sehemu - ikiwa njia inayounganishwa kwa upande mmoja wa alama ya sehemu ni kubwa kuliko nyingine hii inaweza kusababisha usawa wa joto na kusababisha sehemu hiyo kuwa "jiwe la kaburi" kama inavyoonekana hapa chini:-

Mfano mwingine ni 'kusawazisha shaba' - miundo mingi ya PCB hutumia maeneo makubwa ya shaba na ikiwa pcb itawekwa kwenye paneli ili kusaidia mchakato wa utengenezaji inaweza kusababisha kukosekana kwa usawa katika shaba.Hii inaweza kusababisha paneli kukunjamana wakati wa utiririshaji upya na kwa hivyo suluhisho linalopendekezwa ni kuongeza 'kusawazisha shaba' kwenye maeneo ya taka ya paneli kama inavyoonekana hapa chini:-

Tazama'Kubuni kwa ajili ya Utengenezaji'kwa mazingatio mengine.

PCB iliyochapishwa kwa uangalifu kwa kutumia stencil iliyoundwa vizuri

Hatua za awali za mchakato ndani ya mkusanyiko wa mlima wa uso ni muhimu kwa mchakato mzuri wa kutengenezea tena.Themchakato wa uchapishaji wa kuweka solderni muhimu ili kuhakikisha amana thabiti ya kuweka solder kwenye PCB.Hitilafu yoyote katika hatua hii itasababisha matokeo yasiyohitajika na hivyo udhibiti kamili wa mchakato huu pamoja namuundo wa stencil wenye ufanisiinahitajika.

Uwekaji unaorudiwa wa vipengele vya mlima wa uso

Tofauti ya uwekaji wa sehemu

Uwekaji wa vipengele vya kupachika uso lazima urudiwe na hivyo mashine ya kuchagua na kuweka ya kuaminika, iliyodumishwa vizuri ni muhimu.Ikiwa vifurushi vya sehemu hazijafundishwa kwa njia sahihi inaweza kusababisha mfumo wa maono wa mashine kutoona kila sehemu kwa njia sawa na kwa hivyo utofauti wa uwekaji utazingatiwa.Hii itasababisha matokeo yasiyolingana baada ya mchakato wa kutengenezea tena.

Programu za uwekaji vipengele zinaweza kuundwa kwa kutumia mashine ya kuchagua na kuweka lakini mchakato huu si sahihi kama kuchukua maelezo ya centroid moja kwa moja kutoka kwa data ya PCB Gerber.Mara nyingi data hii ya centroid inasafirishwa kutoka kwa programu ya kubuni ya PCB lakini wakati fulani haipatikani na kwa hivyohuduma ya kutengeneza faili ya centroid kutoka kwa data ya Gerber inatolewa na Surface Mount Process.

Mashine zote za uwekaji vipengele zitakuwa na 'Usahihi wa Uwekaji' maalum kama vile:-

35um (QFPs) hadi 60um (chips) @ 3 sigma

Ni muhimu pia kwa pua sahihi kuchaguliwa kwa aina ya kijenzi kitakachowekwa - anuwai ya pua za uwekaji wa sehemu zinaweza kuonekana hapa chini:-

PCB ya ubora mzuri, vijenzi na kuweka solder

Ubora wa vitu vyote vilivyotumiwa wakati wa mchakato lazima uwe wa juu kwa sababu chochote cha ubora duni kitasababisha matokeo yasiyofaa.Kulingana na mchakato wa utengenezaji wa PCB na jinsi zimehifadhiwa, umaliziaji wa PCB unaweza kusababisha upotevu duni wakati wa mchakato wa kutengeneza tena.Ifuatayo ni mfano wa kile kinachoweza kuonekana wakati umaliziaji wa uso kwenye PCB ni duni na kusababisha kasoro inayojulikana kama 'Pad Nyeusi':-

PCB YA UBORA MZURI IMALIZE

PCB ILIYOCHUKUA

Solder inapita kwa sehemu na sio PCB

Vile vile ubora wa sehemu ya sehemu ya uso inaweza kuwa duni kulingana na mchakato wa utengenezaji na njia ya kuhifadhi.

Ubora wa kuweka solder huathiriwa sana nauhifadhi na utunzaji.Ubora duni wa kuweka solder ukitumiwa kuna uwezekano wa kutoa matokeo kama inavyoonekana hapa chini:-