Kom langs en bekijk het gedetailleerde PCBA-productieproces (inclusief het hele DIP-proces)!
"Golfsoldeerproces"
Golfsolderen is over het algemeen een lasproces voor plug-in apparaten. Het is een proces waarbij het gesmolten vloeibare soldeer, met behulp van de pomp, een specifieke soldeergolfvorm aanneemt op het vloeistofoppervlak van de soldeertank, en de printplaat van het geplaatste onderdeel onder een specifieke hoek en een bepaalde insteekdiepte door de transmissieketen passeert om soldeerverbinding te lassen, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Het algemene procesverloop verloopt als volgt: apparaat plaatsen - printplaat laden - golfsolderen - printplaat verwijderen - DIP-pin bijsnijden - reinigen, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
1.THC-invoegtechnologie
1. Componentpenvorming
DIP-apparaten moeten vóór plaatsing worden gevormd
(1)Handmatig vormgeven van componenten: De gebogen pen kan worden gevormd met een pincet of een kleine schroevendraaier, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
(2) De machinale verwerking van de vorm van componenten: de machinale vormgeving van componenten wordt voltooid met een speciale vormmachine. Het werkingsprincipe is dat de feeder vibrerende voeding gebruikt om materialen (zoals een plug-in transistor) aan te voeren met een verdeler om de transistor te lokaliseren. De eerste stap is het buigen van de pennen aan beide zijden van de linker- en rechterkant; de tweede stap is het buigen van de middelste pen naar voren of naar achteren om de vorm te bepalen. Zoals weergegeven in de volgende afbeelding.
2. Componenten invoegen
De technologie voor het inbrengen van doorgaande gaten wordt onderverdeeld in handmatige inbrenging en automatische inbrenging van mechanische apparatuur.
(1) Bij handmatig inbrengen en lassen moeten eerst de onderdelen worden ingebracht die mechanisch moeten worden bevestigd, zoals het koelrek, de beugel, de clip, enz. van het elektrische apparaat, en vervolgens de onderdelen die moeten worden gelast en bevestigd. Raak de componentpennen en de koperfolie op de drukplaat niet direct aan tijdens het inbrengen.
(2) Mechanische automatische plug-in (ook wel AI genoemd) is de meest geavanceerde geautomatiseerde productietechnologie voor de installatie van moderne elektronische producten. Bij de installatie van automatische mechanische apparatuur moeten eerst de componenten met een lagere hoogte worden geplaatst en vervolgens de componenten met een hogere hoogte. Waardevolle sleutelcomponenten moeten in de uiteindelijke installatie worden geplaatst. De installatie van warmteafvoerrekken, beugels, clips, enz. moet dicht bij het lasproces plaatsvinden. De assemblagevolgorde van PCB-componenten wordt weergegeven in de volgende afbeelding.
3. Golfsolderen
(1) Werkingsprincipe van golfsolderen
Golfsolderen is een techniek waarbij door middel van pompdruk een specifieke soldeergolfvorm op het oppervlak van gesmolten vloeibaar soldeer wordt gevormd. Wanneer het component dat met het component wordt verbonden, onder een vaste hoek door de soldeergolf gaat, ontstaat er een soldeerpunt in het lasgebied. Het component wordt eerst voorverwarmd in de voorverwarmingszone van de lasmachine tijdens het transport via de kettingtransportband (de voorverwarming van het component en de te bereiken temperatuur worden nog steeds bepaald door de vooraf bepaalde temperatuurcurve). Bij het lassen zelf is het meestal nodig om de voorverwarmingstemperatuur van het componentoppervlak te regelen. Veel apparaten hebben daarom bijbehorende temperatuurdetectie-apparaten (zoals infrarooddetectoren). Na het voorverwarmen gaat het component in de geleidingsgroef om te lassen. De tinnen tank bevat gesmolten vloeibaar soldeer en het mondstuk aan de onderkant van de stalen tank spuit een vaste golfkam van het gesmolten soldeer. Wanneer het lasoppervlak van het component door de golf gaat, wordt het verwarmd door de soldeergolf. De soldeergolf bevochtigt tevens het lasgebied en zet uit tot het zich vult, waarmee het lasproces wordt voltooid. Het werkingsprincipe wordt in de onderstaande afbeelding weergegeven.
Golfsolderen maakt gebruik van het principe van convectiewarmteoverdracht om het lasgebied te verwarmen. De gesmolten soldeergolf fungeert als warmtebron en spoelt enerzijds het lasgebied van de stift, maar heeft anderzijds ook een warmtegeleidende rol. Het lasgebied van de stift wordt hierdoor verwarmd. Om ervoor te zorgen dat het lasgebied opwarmt, heeft de soldeergolf meestal een bepaalde breedte, zodat er voldoende verwarming, bevochtiging, enzovoort plaatsvindt wanneer het lasoppervlak van het onderdeel erdoorheen gaat. Bij traditioneel golfsolderen wordt over het algemeen een enkele golf gebruikt, die relatief vlak is. Bij loodsoldeer wordt dit tegenwoordig in de vorm van een dubbele golf toegepast. Zoals te zien is in de volgende afbeelding.
De pen van het component zorgt ervoor dat het soldeer in de vaste toestand in het gemetalliseerde doorlopende gat kan zakken. Wanneer de pen de soldeergolf raakt, klimt het vloeibare soldeer door de oppervlaktespanning langs de pen en de gatwand omhoog. De capillaire werking van gemetalliseerde doorlopende gaten verbetert de klim van het soldeer. Nadat het soldeer de printplaat bereikt, verspreidt het zich onder invloed van de oppervlaktespanning van de plaat. Het opstijgende soldeer voert het fluxgas en de lucht uit het doorlopende gat af, waardoor het doorlopende gat wordt gevuld en na afkoeling de soldeerverbinding wordt gevormd.
(2) De belangrijkste componenten van de golflasmachine
Een golflasmachine bestaat hoofdzakelijk uit een transportband, een verwarmer, een blikken tank, een pomp en een apparaat voor het opschuimen (of spuiten) van het vloeimiddel. Het apparaat is hoofdzakelijk onderverdeeld in een vloeimiddeltoevoegingszone, een voorverwarmingszone, een laszone en een koelzone, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.
3. Belangrijkste verschillen tussen golfsolderen en reflowlassen
Het belangrijkste verschil tussen golfsolderen en reflowlassen is dat de verwarmingsbron en de soldeertoevoermethode tijdens het lassen verschillen. Bij golfsolderen wordt het soldeer voorverwarmd en gesmolten in de tank, en de door de pomp geproduceerde soldeergolf vervult de dubbele rol van warmtebron en soldeertoevoer. De gesmolten soldeergolf verwarmt de doorlopende gaten, pads en componentpinnen van de printplaat en levert tegelijkertijd het soldeer dat nodig is om soldeerverbindingen te vormen. Bij reflowsolderen wordt het soldeer (soldeerpasta) vooraf toegewezen aan het lasgebied van de printplaat, en de rol van de warmtebron tijdens het reflowlassen is het opnieuw smelten van het soldeer.
(1) 3 Inleiding tot het selectieve golfsoldeerproces
Golfsoldeerapparatuur wordt al meer dan 50 jaar uitgevonden en biedt voordelen zoals een hoge productie-efficiëntie en een grote output bij de productie van doorlopende componenten en printplaten. Het was ooit de belangrijkste lasapparatuur voor de automatische massaproductie van elektronische producten. Er zijn echter enkele beperkingen in de toepassing ervan: (1) de lasparameters zijn verschillend.
Verschillende soldeerpunten op dezelfde printplaat kunnen zeer verschillende lasparameters vereisen vanwege hun verschillende eigenschappen (zoals warmtecapaciteit, pinafstand, tinpenetratie, enz.). Golfsolderen heeft echter als kenmerk dat alle soldeerpunten op de hele printplaat onder dezelfde ingestelde parameters worden gelast. Verschillende soldeerpunten moeten elkaar dus "zetten", wat het moeilijker maakt om met golfsolderen volledig te voldoen aan de lasvereisten van hoogwaardige printplaten.
(2) Hoge operationele kosten.
Bij de praktische toepassing van traditioneel golfsolderen brengt het spuiten van flux over de hele plaat en de vorming van tinslak hoge bedrijfskosten met zich mee. Vooral bij loodvrij lassen, aangezien de prijs van loodvrij soldeer meer dan drie keer zo hoog is als die van loodsoldeer, is de stijging van de bedrijfskosten door tinslak zeer verrassend. Bovendien blijft het loodvrije soldeer het koper op de soldeerplaat smelten en verandert de samenstelling van het soldeer in de tincilinder in de loop van de tijd, wat regelmatige toevoeging van zuiver tin en duur zilver vereist om dit op te lossen.
(3) Onderhoud en onderhoudsproblemen.
De restflux die tijdens de productie ontstaat, blijft achter in het transmissiesysteem van het golfsolderen en de gevormde tinslak moet regelmatig worden verwijderd, wat voor de gebruiker een complexer onderhoud en reparatiewerk aan de apparatuur met zich meebrengt. Om deze redenen is het selectief golfsolderen ontstaan.
Bij het zogenaamde PCBA-selectieve golfsolderen wordt nog steeds gebruikgemaakt van de originele tin-oven. Het verschil is echter dat de printplaat in de tin-ovendrager moet worden geplaatst, wat we vaak over de ovenbevestiging zeggen, zoals u in de onderstaande afbeelding kunt zien.
De onderdelen die golfgesoldeerd moeten worden, worden vervolgens blootgesteld aan het tin en de overige onderdelen worden beschermd met voertuigbekleding, zoals hieronder weergegeven. Dit is vergelijkbaar met het plaatsen van een reddingsboei in een zwembad: de plek die door de reddingsboei wordt afgedekt, komt niet onder water te staan. Vervangt men de plek door een blikken kachel, dan komt de plek die door het voertuig wordt afgedekt, uiteraard niet onder water te staan en is er geen probleem met het opnieuw smelten van tin of het vallen van onderdelen.
"Doorlopende reflow lasproces"
Through-hole reflow-lassen is een reflow-lasproces voor het invoegen van componenten, dat voornamelijk wordt gebruikt bij de productie van oppervlaktemontageplaten met enkele plug-ins. De kern van de technologie is het aanbrengen van soldeerpasta.
1. Procesintroductie
Afhankelijk van de aanbrengmethode van soldeerpasta kan het doorgaande gat-reflow-lassen worden onderverdeeld in drie soorten: het doorgaande gat-reflow-lasproces van het bedrukken van buizen, het doorgaande gat-reflow-lasproces van het bedrukken van soldeerpasta en het doorgaande gat-reflow-lasproces van gegoten blik.
1) Buisvormig printen door middel van reflow-lasproces met gaten
Het reflowlasproces voor buisvormige druk, waarbij doorlopende gaten worden gereflowd, is de eerste toepassing van het reflowlasproces voor doorlopende gatencomponenten, dat voornamelijk wordt gebruikt bij de productie van kleurentelevisietuners. De kern van het proces is de soldeerpastapers voor buisvormige druk; het proces is weergegeven in de onderstaande afbeelding.
2) Soldeerpasta-printproces door het gat heen met reflow-lasproces
Het doorlopende reflowlasproces met soldeerpasta is momenteel het meest gebruikte doorlopende reflowlasproces en wordt voornamelijk gebruikt voor gemengde PCBA met een klein aantal plug-ins. Het proces is volledig compatibel met het conventionele reflowlasproces en er is geen speciale procesapparatuur vereist. De enige vereiste is dat de gelaste plug-incomponenten geschikt moeten zijn voor doorlopend reflowlassen. Het proces wordt weergegeven in de volgende afbeelding.
3) Het vormen van blikplaat door het gat heen, reflow lasproces
Het reflowlasproces van gegoten blikplaat door het gat heen wordt voornamelijk gebruikt voor multi-pin connectoren. Soldeer is geen soldeerpasta, maar gegoten blikplaat, die over het algemeen direct door de connectorfabrikant wordt toegevoegd. De assemblage kan alleen worden verwarmd.
Vereisten voor het ontwerp van doorlopende reflow-gaten
1. PCB-ontwerpvereisten
(1) Geschikt voor PCB-platen met een dikte van maximaal 1,6 mm.
(2) De minimale breedte van de pad is 0,25 mm en de gesmolten soldeerpasta wordt één keer "getrokken" en er ontstaat geen tinkraal.
(3) De afstand tussen de componenten en het moederbord (stand-off) moet groter zijn dan 0,3 mm.
(4) De juiste lengte van de draad die uit het kussentje steekt, is 0,25 tot 0,75 mm.
(5) De minimale afstand tussen componenten met fijne afstand, zoals 0603, en het pad bedraagt 2 mm.
(6) De maximale opening van het stalen gaas kan met 1,5 mm worden vergroot.
(7)De opening is de diameter van de geleider plus 0,1 tot 0,2 mm. Zoals weergegeven in de volgende afbeelding.
"Eisen voor het openen van stalen gaasramen"
Over het algemeen geldt dat om een gatvulling van 50% te bereiken, het stalen gaasvenster moet worden uitgebreid. De specifieke hoeveelheid externe uitzetting moet worden bepaald op basis van de dikte van de PCB, de dikte van het stalen gaas, de ruimte tussen het gat en de aansluiting en andere factoren.
Over het algemeen geldt dat, zolang de uitzetting niet meer dan 2 mm bedraagt, de soldeerpasta wordt teruggetrokken en in het gat wordt gevuld. Houd er rekening mee dat de externe uitzetting niet door de behuizing van het component kan worden samengedrukt, of dat de behuizing van het component moet worden ontweken en aan één kant een tinnen kraal moet vormen, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.
"Inleiding tot het conventionele assemblageproces van PCBA"
1) Enkelzijdige montage
De processtroom wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding
2) Enkelzijdige invoeging
De processtroom wordt hieronder weergegeven in figuur 5
Het vormen van de apparaatpennen bij golfsolderen is een van de minst efficiënte onderdelen van het productieproces, wat een risico op elektrostatische schade met zich meebrengt en de levertijd verlengt. Ook de kans op fouten wordt hierdoor vergroot.
3) Dubbelzijdige montage
De processtroom wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding
4) Eén kant gemengd
De processtroom wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding
Als er weinig doorlopende gaten zijn, kunnen reflow-lassen en handmatig lassen worden toegepast.
5) Dubbelzijdig mengen
De processtroom wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding
Als er meer dubbelzijdige SMD-componenten en weinig THT-componenten zijn, kunnen de plug-in-componenten reflow- of handmatig gelast worden. Het processtroomschema is hieronder weergegeven.
