Processo di produzione PCBA dettagliato (incluso l'intero processo di DIP), venite a vederlo!
"Processo di saldatura ad onda"
La saldatura a onda è generalmente un processo di saldatura per dispositivi plug-in. Si tratta di un processo in cui la lega liquida fusa, con l'ausilio di una pompa, forma una specifica onda di saldatura sulla superficie liquida del serbatoio di saldatura, e il PCB del componente inserito attraversa il picco dell'onda di saldatura con un angolo specifico e una certa profondità di immersione sulla catena di trasmissione per ottenere la saldatura del giunto, come mostrato nella figura seguente.
Il flusso generale del processo è il seguente: inserimento del dispositivo, caricamento del PCB, saldatura a onda, scarico del PCB, rifinitura dei pin DIP, pulizia, come mostrato nella figura sottostante.
1. Tecnologia di inserimento del THC
1. Formazione del perno del componente
I dispositivi DIP devono essere sagomati prima dell'inserimento
(1) Modellazione del componente eseguita a mano: il perno piegato può essere modellato con una pinzetta o un piccolo cacciavite, come mostrato nella figura sottostante.
(2) Lavorazione meccanica della formatura dei componenti: la formatura meccanica dei componenti viene completata con uno speciale macchinario di formatura, il cui principio di funzionamento è che l'alimentatore utilizza l'alimentazione a vibrazione per alimentare i materiali (come il transistor a innesto) con un divisore per posizionare il transistor, il primo passo è piegare i perni su entrambi i lati del lato sinistro e destro; il secondo passo è piegare il perno centrale indietro o in avanti per formare. Come mostrato nella figura seguente.
2. Inserire i componenti
La tecnologia di inserimento tramite foro passante è divisa in inserimento manuale e inserimento automatico di apparecchiature meccaniche
(1) L'inserimento e la saldatura manuali devono essere eseguiti inserendo prima i componenti che necessitano di fissaggio meccanico, come il rack di raffreddamento, la staffa, la clip, ecc. del dispositivo di alimentazione, e poi inserendo i componenti che necessitano di saldatura e fissaggio. Non toccare direttamente i pin dei componenti e la lamina di rame sulla piastra di stampa durante l'inserimento.
(2) Il plug-in meccanico automatico (denominato AI) è la tecnologia di produzione automatizzata più avanzata nell'installazione di prodotti elettronici contemporanei. L'installazione di apparecchiature meccaniche automatiche dovrebbe prima inserire i componenti con altezza inferiore, quindi installare quelli con altezza superiore. I componenti chiave di valore dovrebbero essere inseriti nell'installazione finale. L'installazione di rack di dissipazione del calore, staffe, clip, ecc. dovrebbe essere effettuata in prossimità del processo di saldatura. La sequenza di assemblaggio dei componenti PCB è mostrata nella figura seguente.
3. Saldatura ad onda
(1) Principio di funzionamento della saldatura ad onda
La saldatura a onda è una tecnologia che, tramite la pressione di pompaggio, crea una specifica onda di saldatura sulla superficie della lega liquida fusa, formando un punto di saldatura nell'area di saldatura dei perni quando il componente di assemblaggio inserito con il componente attraversa l'onda di saldatura con un angolo fisso. Il componente viene prima preriscaldato nella zona di preriscaldamento della saldatrice durante il processo di trasmissione tramite il trasportatore a catena (il preriscaldamento del componente e la temperatura da raggiungere sono ancora controllati dalla curva di temperatura predeterminata). Nella saldatura vera e propria, è solitamente necessario controllare la temperatura di preriscaldamento della superficie del componente, pertanto molti dispositivi sono dotati di dispositivi di rilevamento della temperatura (come i rilevatori a infrarossi). Dopo il preriscaldamento, il componente viene inserito nella scanalatura di saldatura. Il serbatoio di stagno contiene lega saldante liquida fusa e l'ugello sul fondo del serbatoio in acciaio spruzza una cresta d'onda di forma fissa della lega saldante fusa, in modo che quando la superficie di saldatura del componente attraversa l'onda, venga riscaldata dall'onda di saldatura; l'onda di saldatura inumidisce anche l'area di saldatura e si espande per riempire, completando infine il processo di saldatura. Il principio di funzionamento è illustrato nella figura seguente.
La saldatura a onda sfrutta il principio di trasferimento del calore per convezione per riscaldare l'area di saldatura. L'onda di saldatura fusa funge da fonte di calore, da un lato scorrendo per lavare l'area di saldatura del perno, dall'altro svolgendo anche un ruolo di conduzione del calore, e l'area di saldatura del perno viene riscaldata da questa azione. Per garantire il riscaldamento dell'area di saldatura, l'onda di saldatura ha solitamente una certa larghezza, in modo che quando la superficie di saldatura del componente passa attraverso l'onda, si verifichi un riscaldamento, una bagnatura e così via sufficienti. Nella saldatura a onda tradizionale, viene generalmente utilizzata un'onda singola, relativamente piatta. Con l'uso di saldature al piombo, viene attualmente adottata la forma di onda doppia. Come mostrato nell'immagine seguente.
Il pin del componente fornisce alla lega saldante un percorso per immergersi nel foro passante metallizzato allo stato solido. Quando il pin tocca l'onda di saldatura, la lega saldante liquida risale lungo il pin e la parete del foro per mezzo della tensione superficiale. L'azione capillare dei fori passanti metallizzati migliora la risalita della lega saldante. Una volta raggiunta la piazzola del PCB, la lega saldante si espande sotto l'azione della tensione superficiale della piazzola. La lega saldante che risale drena il gas di flusso e l'aria dal foro passante, riempiendolo e formando il giunto di saldatura dopo il raffreddamento.
(2) I componenti principali della macchina per saldatura ad onda
Una saldatrice a onda è composta principalmente da un nastro trasportatore, un riscaldatore, un serbatoio di stagno, una pompa e un dispositivo di schiumatura (o spruzzatura) del flusso. È suddivisa principalmente in zona di aggiunta del flusso, zona di preriscaldamento, zona di saldatura e zona di raffreddamento, come mostrato nella figura seguente.
3. Principali differenze tra saldatura ad onda e saldatura a riflusso
La principale differenza tra la saldatura a onda e la saldatura a rifusione è che la fonte di calore e il metodo di alimentazione della lega saldante sono diversi. Nella saldatura a onda, la lega saldante viene preriscaldata e fusa nel serbatoio, e l'onda di saldatura prodotta dalla pompa svolge il duplice ruolo di fonte di calore e di alimentazione della lega saldante. L'onda di saldatura fusa riscalda i fori passanti, le piazzole e i pin dei componenti del PCB, fornendo allo stesso tempo la lega saldante necessaria per formare i giunti di saldatura. Nella saldatura a rifusione, la lega saldante (pasta saldante) è pre-allocata nell'area di saldatura del PCB, e il ruolo della fonte di calore durante la rifusione è quello di rifondere la lega saldante.
(1) 3 Introduzione al processo di saldatura ad onda selettiva
Le apparecchiature per la saldatura a onda sono state inventate più di 50 anni fa e offrono i vantaggi di un'elevata efficienza produttiva e di un'elevata produttività nella produzione di componenti e circuiti stampati a foro passante, tanto che un tempo erano le apparecchiature di saldatura più importanti nella produzione automatica di massa di prodotti elettronici. Tuttavia, la loro applicazione presenta alcune limitazioni: (1) i parametri di saldatura sono diversi.
Giunti di saldatura diversi sullo stesso circuito stampato possono richiedere parametri di saldatura molto diversi a causa delle loro diverse caratteristiche (come capacità termica, spaziatura dei pin, requisiti di penetrazione dello stagno, ecc.). Tuttavia, la caratteristica della saldatura a onda è quella di completare la saldatura di tutti i giunti di saldatura sull'intero circuito stampato con gli stessi parametri impostati, quindi i diversi giunti di saldatura devono "assestarsi" a vicenda, il che rende più difficile per la saldatura a onda soddisfare pienamente i requisiti di saldatura di circuiti stampati di alta qualità;
(2) Elevati costi operativi.
Nell'applicazione pratica della saldatura a onda tradizionale, la spruzzatura del flusso sull'intera piastra e la generazione di scorie di stagno comportano elevati costi operativi. Soprattutto nella saldatura senza piombo, poiché il prezzo della lega per saldatura senza piombo è oltre 3 volte superiore a quello della lega per saldatura al piombo, l'aumento dei costi operativi causato dalle scorie di stagno è davvero sorprendente. Inoltre, la lega per saldatura senza piombo continua a fondere il rame sulla piazzola e la composizione della lega per saldatura nel cilindro di stagno cambia nel tempo, il che richiede l'aggiunta regolare di stagno puro e argento costoso per risolvere il problema;
(3) Manutenzione e problemi di manutenzione.
Il flusso residuo nella produzione rimarrà nel sistema di trasmissione della saldatura a onda e le scorie di stagno generate dovranno essere rimosse regolarmente, il che comporterà per l'utente lavori di manutenzione e riparazione delle apparecchiature più complessi. Per tali motivi è nata la saldatura a onda selettiva.
La cosiddetta saldatura a onda selettiva PCBA utilizza ancora il forno di stagno originale, ma la differenza è che la scheda deve essere posizionata nel supporto del forno di stagno, che è ciò che spesso diciamo del supporto del forno, come mostrato nella figura sottostante.
Le parti che richiedono la saldatura a onda vengono quindi esposte allo stagno, mentre le altre parti vengono protette con il rivestimento del veicolo, come mostrato di seguito. È un po' come indossare un salvagente in piscina: la parte coperta dal salvagente non riceverà acqua, e sostituirlo con una stufa di lamiera: la parte coperta dal veicolo non riceverà naturalmente stagno, evitando così il problema della rifusione dello stagno o della caduta di parti.
"Processo di saldatura a riflusso passante"
La saldatura a rifusione a foro passante è un processo di saldatura a rifusione per l'inserimento di componenti, utilizzato principalmente nella produzione di piastre di assemblaggio superficiali contenenti pochi elementi a innesto. Il fulcro della tecnologia è il metodo di applicazione della pasta saldante.
1. Introduzione al processo
In base al metodo di applicazione della pasta saldante, la saldatura a riflusso passante può essere suddivisa in tre tipi: processo di saldatura a riflusso passante per stampaggio di tubi, processo di saldatura a riflusso passante per stampaggio di pasta saldante e processo di saldatura a riflusso passante per stampaggio di lamiere di stagno.
1) Stampa tubolare attraverso il processo di saldatura a riflusso dei fori
Il processo di saldatura a rifusione con foro passante per stampaggio tubolare è la prima applicazione del processo di saldatura a rifusione per componenti a foro passante, utilizzato principalmente nella produzione di sintonizzatori TV a colori. Il cuore del processo è la pressa tubolare per la pasta saldante, il cui processo è illustrato nella figura seguente.
2) Stampa di pasta saldante attraverso il processo di saldatura a riflusso dei fori
Il processo di saldatura a riflusso tramite foro passante con stampa di pasta saldante è attualmente il processo di saldatura a riflusso tramite foro passante più ampiamente utilizzato, utilizzato principalmente per PCBA misti contenenti un numero limitato di plug-in, il processo è completamente compatibile con il processo di saldatura a riflusso convenzionale, non sono richieste attrezzature di processo speciali, l'unico requisito è che i componenti plug-in saldati siano adatti alla saldatura a riflusso tramite foro passante, il processo è mostrato nella figura seguente.
3) Stampaggio di fogli di stagno attraverso il processo di saldatura a riflusso dei fori
Il processo di saldatura a riflusso tramite foro passante in lamiera di stagno stampata viene utilizzato principalmente per i connettori multi-pin; la saldatura non è pasta saldante ma lamiera di stagno stampata, generalmente aggiunta direttamente dal produttore del connettore; l'assemblaggio può essere solo riscaldato.
Requisiti di progettazione del riflusso tramite foro passante
1. Requisiti di progettazione PCB
(1) Adatto per PCB con spessore inferiore o uguale a 1,6 mm.
(2) La larghezza minima del tampone è di 0,25 mm e la pasta saldante fusa viene "tirata" una volta e la perla di stagno non si forma.
(3) Lo spazio tra i componenti (distanziamento) deve essere maggiore di 0,3 mm
(4) La lunghezza appropriata del cavo che fuoriesce dal tampone è 0,25~0,75 mm.
(5) La distanza minima tra i componenti di spaziatura fine come 0603 e il tampone è di 2 mm.
(6) L'apertura massima della maglia d'acciaio può essere ampliata di 1,5 mm.
(7) L'apertura è il diametro del conduttore più 0,1~0,2 mm. Come mostrato nella seguente immagine.
"Requisiti di apertura delle finestre in rete d'acciaio"
In generale, per ottenere un riempimento del foro del 50%, la finestra della maglia d'acciaio deve essere espansa; la quantità specifica di espansione esterna deve essere determinata in base allo spessore del PCB, allo spessore della maglia d'acciaio, allo spazio tra il foro e il conduttore e ad altri fattori.
In generale, finché l'espansione non supera i 2 mm, la pasta saldante verrà tirata indietro e riempita nel foro. È importante notare che l'espansione esterna non può essere compressa dal package del componente, oppure deve evitare il corpo del package del componente e formare una perla di stagno su un lato, come mostrato nella figura seguente.
"Introduzione al processo di assemblaggio convenzionale dei PCBA"
1) Montaggio monolaterale
Il flusso del processo è mostrato nella figura sottostante
2) Inserimento su un solo lato
Il flusso del processo è mostrato nella Figura 5 di seguito
La formazione dei pin del dispositivo mediante saldatura a onda è una delle fasi meno efficienti del processo produttivo, il che comporta di conseguenza il rischio di danni elettrostatici e prolunga i tempi di consegna, oltre ad aumentare la possibilità di errore.
3) Montaggio bifacciale
Il flusso del processo è mostrato nella figura sottostante
4) Un lato mescolato
Il flusso del processo è mostrato nella figura sottostante
Se i componenti passanti sono pochi, è possibile utilizzare la saldatura a riflusso e la saldatura manuale.
5) Miscelazione bilaterale
Il flusso del processo è mostrato nella figura sottostante
Se sono presenti più dispositivi SMD bifacciali e pochi componenti THT, i dispositivi plug-in possono essere saldati a rifusione o manualmente. Il diagramma di flusso del processo è mostrato di seguito.
