فرآیند دقیق تولید PCBA (شامل کل فرآیند DIP)، وارد شوید و ببینید!
"فرایند لحیم کاری موج"
لحیم کاری موجی به طور کلی یک فرآیند جوشکاری برای دستگاه های پلاگین است. فرآیندی است که در آن لحیم مایع مذاب با کمک پمپ، شکل خاصی از موج لحیم کاری را روی سطح مایع مخزن لحیم ایجاد می کند و PCB قطعه وارد شده از پیک موج لحیم کاری در یک نقطه خاص عبور می کند. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، زاویه و عمق غوطه ور شدن معین روی زنجیره انتقال برای دستیابی به جوش اتصال لحیم کاری.
جریان فرآیند کلی به شرح زیر است: درج دستگاه -- بارگذاری PCB -- لحیم کاری موج -- تخلیه PCB -- برش پین DIP -- تمیز کردن، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
1. تکنولوژی درج THC
1. تشکیل پین جزء
دستگاه های DIP قبل از قرار دادن باید شکل داده شوند
(1) شکل دادن به اجزای پردازش شده با دست: پین خم شده را می توان با موچین یا یک پیچ گوشتی کوچک شکل داد، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
(2) پردازش ماشینی شکل دهی قطعات: شکل دهی اجزای ماشین با یک ماشین شکل دهنده خاص تکمیل می شود، اصل کار آن این است که فیدر از تغذیه ارتعاشی برای تغذیه مواد (مانند ترانزیستور پلاگین) با تقسیم کننده برای مکان یابی استفاده می کند. ترانزیستور، اولین مرحله خم کردن پین ها در هر دو طرف سمت چپ و راست است. مرحله دوم این است که پین وسط را به عقب یا جلو خم کنید تا شکل بگیرد. همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است.
2. اجزاء را وارد کنید
فناوری درج از طریق سوراخ به درج دستی و درج تجهیزات مکانیکی خودکار تقسیم می شود
(1) درج و جوش دستی باید ابتدا اجزایی را که نیاز به تعمیر مکانیکی دارند، مانند قفسه خنک کننده، براکت، گیره و غیره دستگاه برق، وارد کرده و سپس اجزایی را که نیاز به جوشکاری و تثبیت دارند وارد کنید. هنگام قرار دادن، پین های اجزا و فویل مسی روی صفحه چاپ را مستقیماً لمس نکنید.
(2) پلاگین خودکار مکانیکی (به عنوان AI) پیشرفته ترین فناوری تولید خودکار در نصب محصولات الکترونیکی معاصر است. در نصب تجهیزات مکانیکی اتوماتیک ابتدا باید قطعاتی با ارتفاع کمتر وارد شود و سپس قطعات با ارتفاع بیشتر نصب شود. اجزای کلیدی ارزشمند باید در نصب نهایی قرار داده شوند. نصب قفسه اتلاف حرارت، براکت، گیره و ... باید نزدیک به فرآیند جوشکاری باشد. توالی مونتاژ قطعات PCB در شکل زیر نشان داده شده است.
3. لحیم کاری موجی
(1) اصل کار لحیم کاری موجی
لحیم کاری موجی نوعی فناوری است که با استفاده از فشار پمپاژ، شکل خاصی از موج لحیم کاری را بر روی سطح لحیم مایع مذاب ایجاد می کند و هنگامی که قطعه مونتاژ وارد شده با قطعه از لحیم کاری عبور می کند، یک نقطه لحیم کاری در ناحیه جوش پین ایجاد می کند. موج در یک زاویه ثابت این جزء ابتدا در منطقه پیش گرمایش دستگاه جوش در طول فرآیند انتقال توسط نوار نقاله زنجیری از قبل گرم می شود (پیش گرم شدن جزء و دمایی که باید به دست آید همچنان توسط منحنی دمای از پیش تعیین شده کنترل می شود). در جوشکاری واقعی، معمولاً کنترل دمای پیش گرمایش سطح جزء ضروری است، بنابراین بسیاری از دستگاه‌ها دستگاه‌های تشخیص دمای مربوطه (مانند آشکارسازهای مادون قرمز) را اضافه کرده‌اند. پس از گرم شدن، مجموعه برای جوشکاری وارد شیار سربی می شود. مخزن قلع حاوی لحیم مایع مذاب است و نازل در پایین مخزن فولادی یک تاج موجی شکل ثابت از لحیم مذاب را می پاشد، به طوری که وقتی سطح جوش قطعه از موج عبور می کند، توسط موج لحیم کاری گرم می شود. و موج لحیم کاری نیز ناحیه جوش را مرطوب می کند و برای پر شدن منبسط می شود و در نهایت به فرآیند جوشکاری می رسد. اصل کار آن در شکل زیر نشان داده شده است.
لحیم کاری موجی از اصل انتقال حرارت همرفتی برای گرم کردن ناحیه جوش استفاده می کند. موج لحیم مذاب به عنوان یک منبع گرما عمل می کند، از یک طرف برای شستن ناحیه جوش پین جریان می یابد، از طرف دیگر نقش هدایت گرما را ایفا می کند و ناحیه جوش پین تحت این عمل گرم می شود. برای اطمینان از گرم شدن محل جوش، موج لحیم کاری معمولاً دارای عرض معینی است، به طوری که وقتی سطح جوش قطعه از موج عبور می کند، گرمایش، خیس شدن و ... کافی باشد. در لحیم کاری موج سنتی معمولاً از تک موج استفاده می شود و موج نسبتاً صاف است. با استفاده از لحیم کاری سرب، در حال حاضر به صورت موج دوگانه پذیرفته شده است. همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است.
پین قطعه راهی را برای لحیم کاری فراهم می کند تا در سوراخ متالیز شده در حالت جامد فرو برود. هنگامی که پین موج لحیم کاری را لمس می کند، لحیم مایع با استفاده از کشش سطحی از پین و دیواره سوراخ بالا می رود. عمل مویرگی متالیز شده از طریق سوراخ ها باعث بهبود بالا رفتن لحیم می شود. پس از اینکه لحیم کاری به پد PCB رسید، تحت تأثیر کشش سطحی پد پخش می شود. لحیم بالارونده گاز شار و هوا را از سوراخ عبوری تخلیه می کند، بنابراین سوراخ عبوری را پر کرده و پس از خنک شدن، اتصال لحیم را تشکیل می دهد.
(2) اجزای اصلی دستگاه جوش موج
دستگاه جوش موجی عمدتاً از یک تسمه نقاله، یک بخاری، یک مخزن قلع، یک پمپ و یک دستگاه فوم (یا اسپری) شار تشکیل شده است. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است عمدتاً به منطقه اضافه شار، منطقه پیش گرمایش، منطقه جوش و منطقه خنک کننده تقسیم می شود.
3. تفاوت های اصلی بین لحیم کاری موجی و جوشکاری جریانی
تفاوت اصلی بین لحیم کاری موجی و جوش مجدد جریان در این است که منبع گرمایش و روش تامین لحیم کاری در جوشکاری متفاوت است. در لحیم کاری موجی، لحیم کاری از قبل گرم شده و در مخزن ذوب می شود و موج لحیم کاری که توسط پمپ تولید می شود، نقش دوگانه منبع حرارت و تامین لحیم را ایفا می کند. موج لحیم کاری مذاب، سوراخ های عبوری، پدها و پین های اجزای PCB را گرم می کند، در حالی که لحیم مورد نیاز برای تشکیل اتصالات لحیم کاری را نیز فراهم می کند. در لحیم کاری مجدد، لحیم کاری (خمیر لحیم کاری) از قبل به ناحیه جوش PCB اختصاص داده می شود و نقش منبع حرارتی در حین جریان مجدد، ذوب مجدد لحیم است.
(1) 3 مقدمه ای بر فرآیند لحیم کاری موج انتخابی
تجهیزات لحیم کاری موج بیش از 50 سال است که اختراع شده اند و دارای مزایای راندمان تولید بالا و خروجی زیاد در ساخت قطعات سوراخ دار و تخته های مدار هستند، بنابراین زمانی مهم ترین تجهیزات جوشکاری در تولید انبوه خودکار بود. محصولات الکترونیکی با این حال، محدودیت هایی در کاربرد آن وجود دارد: (1) پارامترهای جوشکاری متفاوت است.
اتصالات لحیم کاری مختلف روی یک برد مدار ممکن است به دلیل ویژگی‌های متفاوت (مانند ظرفیت حرارتی، فاصله پین‌ها، الزامات نفوذ قلع و غیره) به پارامترهای جوشکاری بسیار متفاوتی نیاز داشته باشند. با این حال، ویژگی لحیم کاری موجی این است که جوشکاری تمام اتصالات لحیم کاری روی کل برد مدار تحت پارامترهای تنظیم شده یکسانی انجام شود، بنابراین اتصالات لحیم کاری مختلف باید یکدیگر را "ته نشین" کنند، که باعث می شود لحیم کاری موج برای پاسخگویی کامل به جوشکاری دشوارتر شود. الزامات تخته های مدار با کیفیت بالا؛
(2) هزینه های عملیاتی بالا.
در کاربرد عملی لحیم کاری موجی سنتی، پاشش کل صفحه شار و تولید سرباره قلع هزینه های عملیاتی بالایی را به همراه دارد. به خصوص در زمان جوشکاری بدون سرب، به دلیل اینکه قیمت لحیم کاری بدون سرب بیش از 3 برابر لحیم کاری سرب است، افزایش هزینه های عملیاتی ناشی از سرباره قلع بسیار تعجب آور است. علاوه بر این، لحیم کاری بدون سرب به ذوب مس روی لنت ادامه می دهد و ترکیب لحیم کاری در استوانه قلع با گذشت زمان تغییر می کند، که برای حل کردن نیاز به افزودن منظم قلع خالص و نقره گران قیمت دارد.
(3) مشکل نگهداری و تعمیرات.
شار باقی مانده در تولید در سیستم انتقال لحیم کاری موج باقی می ماند و سرباره قلع تولید شده باید به طور مرتب حذف شود، که کار تعمیر و نگهداری تجهیزات پیچیده تری را برای کاربر به ارمغان می آورد. به این دلایل، لحیم کاری موج انتخابی به وجود آمد.
به اصطلاح لحیم کاری موج انتخابی PCBA هنوز از کوره قلع اصلی استفاده می کند، اما تفاوت این است که برد باید در حامل کوره قلع قرار گیرد، چیزی که اغلب در مورد فیکسچر کوره می گوییم، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
سپس قطعاتی که نیاز به لحیم کاری موجی دارند در معرض قلع قرار می گیرند و سایر قطعات با روکش خودرو محافظت می شوند، همانطور که در زیر نشان داده شده است. این کمی شبیه به پوشاندن شناور نجات در استخر شنا است، جایی که شناور نجات را پوشانده است آب دریافت نمی کند، و با یک اجاق حلبی جایگزین می شود، محلی که توسط وسیله نقلیه پوشانده شده است به طور طبیعی قلع نمی شود و وجود خواهد داشت. بدون مشکل ذوب مجدد قلع یا سقوط قطعات.
"فرایند جوشکاری از طریق جریان مجدد سوراخ"
جوشکاری جریان مجدد از طریق سوراخ یک فرآیند جوشکاری جریان مجدد برای قرار دادن قطعات است که عمدتاً در ساخت صفحات مونتاژ سطحی حاوی چند پلاگین استفاده می شود. هسته اصلی این فناوری روش کاربرد خمیر لحیم کاری است.
1. معرفی فرآیند
با توجه به روش کاربرد خمیر لحیم کاری، جوشکاری جریان مجدد از طریق سوراخ را می توان به سه نوع تقسیم کرد: چاپ لوله از طریق فرآیند جوشکاری جریان مجدد سوراخ، چاپ خمیر لحیم کاری از طریق فرآیند جوشکاری جریان مجدد سوراخ و ورق قلع قالب گیری شده از طریق فرآیند جوشکاری جریان مجدد سوراخ.
1) چاپ لوله ای از طریق فرآیند جوشکاری جریان مجدد سوراخ
چاپ لوله ای از طریق فرآیند جوشکاری جریان مجدد سوراخ، اولین کاربرد فرآیند جوشکاری مجدد اجزای سوراخ از طریق سوراخ است که عمدتاً در ساخت تیونر تلویزیون رنگی استفاده می شود. هسته فرآیند پرس لوله ای خمیر لحیم کاری است که در شکل زیر نشان داده شده است.
2) چاپ خمیر لحیم کاری از طریق فرآیند جوشکاری مجدد سوراخ
چاپ خمیر لحیم کاری از طریق فرآیند جوشکاری جریان مجدد سوراخ در حال حاضر بیشترین استفاده را از طریق فرآیند جوشکاری جریان مجدد سوراخ دارد، عمدتاً برای PCBA مخلوط حاوی تعداد کمی پلاگین استفاده می شود، این فرآیند کاملاً با فرآیند جوشکاری جریان مجدد معمولی سازگار است، هیچ تجهیزات فرآیند خاصی وجود ندارد. لازم است، تنها شرط این است که اجزای پلاگین جوش داده شده باید برای جوشکاری جریان مجدد از طریق سوراخ مناسب باشند، این فرآیند در شکل زیر نشان داده شده است.
3) قالب گیری ورق قلع از طریق فرآیند جوشکاری جریان مجدد سوراخ
ورق قلع قالب گیری شده از طریق سوراخ فرآیند جوشکاری جریان مجدد عمدتا برای اتصالات چند پین استفاده می شود، لحیم کاری خمیر لحیم کاری نیست بلکه ورق قلع قالب گیری شده است، به طور کلی توسط سازنده اتصال دهنده به طور مستقیم اضافه می شود، مونتاژ فقط می تواند گرم شود.
الزامات طراحی جریان مجدد سوراخ
1. الزامات طراحی PCB
(1) مناسب برای ضخامت PCB کمتر یا برابر با برد 1.6mm.
(2) حداقل عرض پد 0.25 میلی متر است و خمیر لحیم مذاب یک بار "کشیده" می شود و مهره قلع تشکیل نمی شود.
(3) شکاف خارج از صفحه اجزاء (Stand-off) باید بیشتر از 0.3 میلی متر باشد
(4) طول مناسب سرب بیرون زده از پد 0.25 ~ 0.75 میلی متر است.
(5) حداقل فاصله بین اجزای با فاصله خوب مانند 0603 و پد 2 میلی متر است.
(6) حداکثر باز شدن مش فولادی را می توان 1.5 میلی متر گسترش داد.
(7) دیافراگم قطر سرب به اضافه 0.1 ~ 0.2 میلی متر است. همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است.
"الزامات باز کردن پنجره مشبک فولادی"
به طور کلی، برای دستیابی به 50٪ پر شدن سوراخ، پنجره توری فولادی باید منبسط شود، مقدار خاص انبساط خارجی باید با توجه به ضخامت PCB، ضخامت مش فولادی، شکاف بین سوراخ و سرب تعیین شود. و عوامل دیگر
به طور کلی، تا زمانی که انبساط از 2 میلی متر تجاوز نکند، خمیر لحیم به عقب کشیده شده و داخل سوراخ پر می شود. لازم به ذکر است که انبساط خارجی را نمی توان توسط بسته کامپوننت فشرده کرد یا باید از بدنه بسته بندی قطعه اجتناب کرد و مانند شکل زیر یک مهره حلبی در یک طرف تشکیل داد.
"مقدمه ای بر فرآیند مونتاژ مرسوم PCBA"
1) نصب یک طرفه
جریان فرآیند در شکل زیر نشان داده شده است
2) درج یک طرفه
جریان فرآیند در شکل 5 در زیر نشان داده شده است
تشکیل پین های دستگاه در لحیم کاری موجی یکی از کم بازده ترین قسمت های فرآیند تولید است که به ترتیب خطر آسیب الکترواستاتیکی را به همراه دارد و زمان تحویل را طولانی می کند و همچنین احتمال خطا را افزایش می دهد.
3) نصب دو طرفه
جریان فرآیند در شکل زیر نشان داده شده است
4) یک طرف مخلوط
جریان فرآیند در شکل زیر نشان داده شده است
اگر قطعات سوراخ دار کمی وجود داشته باشد، می توان از جوش مجدد جریان و جوش دستی استفاده کرد.
5) مخلوط کردن دو طرفه
جریان فرآیند در شکل زیر نشان داده شده است
اگر دستگاه های SMD دو طرفه بیشتر و اجزای THT کمی وجود دارد، دستگاه های پلاگین می توانند جوشکاری مجدد یا دستی باشند. نمودار جریان فرآیند در زیر نشان داده شده است.
