SƏHİTƏ MONTAJ PROSESİ

Reflow lehimləmə, səthə montaj komponentlərini çap dövrə lövhələrinə (PCB) bağlamaq üçün ən çox istifadə edilən üsuldur.Prosesin məqsədi əvvəlcə komponentləri/PCB/lehim pastasını əvvəlcədən qızdırmaqla və sonra həddindən artıq istiləşmə nəticəsində zədələnmədən lehimi əritməklə məqbul lehim birləşmələri yaratmaqdır.

Effektiv reflow lehimləmə prosesinə səbəb olan əsas aspektlər aşağıdakılardır:

1. Uyğun maşın
2. Məqbul reflow profili
3. PCB/komponent izi dizaynı
4. Yaxşı dizayn edilmiş trafaretdən istifadə edərək diqqətlə çap edilmiş PCB
5. Səthə montaj komponentlərinin təkrar yerləşdirilməsi
6. Yaxşı keyfiyyətli PCB, komponentlər və lehim pastası

Uyğun Maşın

Tələb olunan xətt sürətindən və emal ediləcək PCB birləşmələrinin dizaynından/materialından asılı olaraq müxtəlif növ reflow lehimləmə maşını mövcuddur.Seçilmiş soba avadanlığın istehsal sürətini idarə etmək üçün uyğun ölçüdə olmalıdır.

Xətt sürəti aşağıda göstərildiyi kimi hesablana bilər: -

Xətt sürəti (minimum) =Dəqiqədə lövhələr x Lövhə başına uzunluq
Yük Faktoru (lövhələr arasındakı boşluq)

Prosesin təkrarlanmasını nəzərə almaq vacibdir və buna görə də "Yük Faktoru" adətən maşın istehsalçısı tərəfindən müəyyən edilir, hesablama aşağıda göstərilir:

Düzgün ölçüdə reflow sobasını seçə bilmək üçün proses sürəti (aşağıda müəyyən edilmişdir) minimum hesablanmış xətt sürətindən böyük olmalıdır.

Proses sürəti =Qızdırılan soba kamerasının uzunluğu
Prosesin dayanma müddəti

Aşağıda düzgün soba ölçüsünü təyin etmək üçün hesablama nümunəsi verilmişdir: -

SMT montajçısı saatda 180 sürətlə 8 düymlük lövhələr istehsal etmək istəyir.Lehim pastası istehsalçısı 4 dəqiqəlik üç pilləli profili tövsiyə edir.Bu məhsuldarlıqda lövhələri emal etmək üçün soba nə qədər vaxt lazımdır?

Dəqiqədə lövhə = 3 (180/saat)
Hər lövhənin uzunluğu = 8 düym
Yük Faktoru = 0,8 (lövhələr arasında 2 düymlük boşluq)
Prosesin dayanma müddəti = 4 dəqiqə

Xətt sürətini hesablayın:(3 lövhə/dəq) x (8 düym/board)
0.8

Xətt sürəti = 30 düym/dəqiqə

Buna görə də, yenidən axan soba dəqiqədə ən azı 30 düym proses sürətinə malik olmalıdır.

Proses sürət tənliyi ilə soba kamerasının qızdırılan uzunluğunu təyin edin:

30 düym/dəq =Qızdırılan soba kamerasının uzunluğu
4 dəqiqə

Fırın qızdırılan uzunluğu = 120 düym (10 fut)

Qeyd edək ki, sobanın ümumi uzunluğu soyuducu bölmə və konveyer yükləmə bölmələri daxil olmaqla 10 futdan çox olacaq.Hesablama QIZILMIŞ UZUNLUK üçündür – ÜMUMİ FİRİN UZUNLUĞU DEYİL.

2. Konveksiya ventilyatorlarının sürəti üçün qapalı dövrə nəzarəti – SOD323 (əlavə bax) kimi müəyyən yerüstü montaj paketləri var ki, onların təmas sahəsinin kütlə nisbətinə nisbəti kiçikdir və yenidən axıdma prosesi zamanı pozula bilər.Konvensiya ventilyatorlarının qapalı dövrə sürətinə nəzarət bu cür hissələri istifadə edən montajlar üçün tövsiyə olunan seçimdir.

3. Konveyerin və mərkəzi lövhənin dayaq enlərinin avtomatik idarə edilməsi – Bəzi maşınlarda eninin əl ilə tənzimlənməsi var, lakin müxtəlif PCB genişlikləri ilə emal ediləcək çoxlu müxtəlif birləşmələr varsa, ardıcıl prosesi saxlamaq üçün bu seçim tövsiyə olunur.

Məqbul Reflow Profili

Yenidən axan profil yaratmaq üçün termocütlər PCB-də temperatur diapazonunu ölçmək üçün bir sıra yerlərdə bir nümunə montajına (adətən yüksək temperaturlu lehimlə) qoşulur.Ən azı bir termocütün PCB-nin kənarına doğru olan yastiqciqda və bir termocütün PCB-nin ortasına doğru olan yastiqciq üzərində yerləşməsi tövsiyə olunur.İdeal olaraq, "Delta T" kimi tanınan PCB-də bütün temperatur diapazonunu ölçmək üçün daha çox termocüt istifadə edilməlidir.

Tipik bir reflow lehimləmə profilində adətən dörd mərhələ var - Əvvəlcədən qızdırmaq, islatmaq, yenidən axıtmaq və soyutma.Əsas məqsəd, komponentlərə və ya PCB-yə heç bir zərər vermədən lehimi əritmək və lehim birləşmələrini yaratmaq üçün montaja kifayət qədər istilik ötürməkdir.

Əvvəlcədən qızdırın– Bu mərhələdə komponentlər, PCB və lehim çox tez qızmamağa diqqət edərək müəyyən edilmiş islatma və ya dayanma temperaturuna qədər qızdırılır (adətən 2ºC/saniyədən çox olmamalıdır – lehim pastası məlumat cədvəlini yoxlayın).Çox tez isitmə komponentlərin çatlamasına və lehim pastasının sıçramasına və yenidən axıdılması zamanı lehim toplarının yaranmasına səbəb ola bilər.

Islatmaq– Bu mərhələnin məqsədi yenidən axın mərhələsinə girməzdən əvvəl bütün komponentlərin tələb olunan temperatura qədər olmasını təmin etməkdir.Quraşdırmanın "kütləvi diferensialından" və mövcud komponentlərin növündən asılı olaraq islatma adətən 60 ilə 120 saniyə arasında davam edir.Islatma mərhələsində istilik ötürülməsi nə qədər səmərəli olarsa, bir o qədər az vaxt tələb olunur.

Yenidən axın profilində yenidən axın mərhələsində kifayət qədər istilik tətbiq edilmirsə, aşağıdakı şəkillərə bənzər lehim birləşmələri görünəcəkdir:

qurğuşun ilə fileto formalaşmamış lehim

Bütün lehim topları ərimədi

Reflowdan sonra ümumi bir lehimləmə qüsuru, aşağıda göründüyü kimi orta çipli lehim toplarının/muncuqların meydana gəlməsidir.Bu qüsurun həlli trafaret dizaynını dəyişdirməkdir -daha ətraflı burada görmək olar.

Güclü axınları ehtiva edən lehim pastasından uzaqlaşma tendensiyası səbəbindən yenidən axın prosesində azotun istifadəsi nəzərə alınmalıdır.Məsələ, həqiqətən, azotun yenidən axma qabiliyyəti deyil, oksigen olmadıqda yenidən axmaq qabiliyyətidir.Oksigenin iştirakı ilə lehimin qızdırılması ümumiyyətlə lehimlənə bilməyən səthlər olan oksidlər yaradacaqdır.

Soyutma– Bu, sadəcə olaraq, montajın soyudulduğu mərhələdir, lakin montajı çox sürətlə soyutmamaq vacibdir – adətən tövsiyə olunan soyutma sürəti 3ºC/saniyədən çox olmamalıdır.

PCB/komponent izi dizaynı

PCB dizaynının bir sıra aspektləri var ki, onlar montajın nə qədər yaxşı yenidən axacağına təsir göstərir.Bir komponentin ayaq izinə qoşulan cığırların ölçüsünü misal göstərmək olar – əgər komponentin ayaq izinin bir tərəfinə qoşulan yol digərindən daha böyükdürsə, bu, aşağıda göründüyü kimi hissənin “qəbir daşına” səbəb olan istilik balanssızlığına səbəb ola bilər:

Başqa bir misal 'mis balanslaşdırma'dır - bir çox PCB dizaynları böyük mis sahələrdən istifadə edir və pcb istehsal prosesinə kömək etmək üçün bir panelə qoyularsa, bu misdə balanssızlığa səbəb ola bilər.Bu, yenidən axıdılması zamanı panelin əyilməsinə səbəb ola bilər və buna görə də tövsiyə olunan həll aşağıda göründüyü kimi panelin tullantı sahələrinə "mis balanslaşdırma" əlavə etməkdir:

Görmək"İstehsal üçün dizayn"digər mülahizələr üçün.

Yaxşı dizayn edilmiş trafaretdən istifadə edərək diqqətlə çap edilmiş PCB

Səthə montaj montajında ​​əvvəlki proses addımları effektiv təkrar lehimləmə prosesi üçün çox vacibdir.Thelehim pastası çap prosesiPCB-də lehim pastasının ardıcıl depozitini təmin etmək üçün açardır.Bu mərhələdəki hər hansı bir səhv arzuolunmaz nəticələrə gətirib çıxaracaq və buna görə də bu prosesə tam nəzarət edəcəkeffektiv trafaret dizaynılazımdır.

Səthə montaj komponentlərinin təkrar yerləşdirilməsi

Komponent yerləşdirmə dəyişikliyi

Səthə montaj komponentlərinin yerləşdirilməsi təkrar edilə bilən olmalıdır və buna görə də etibarlı, yaxşı saxlanılan seçmə və yerləşdirmə maşını lazımdır.Komponent paketləri düzgün şəkildə öyrədilməzsə, bu, maşının görmə sisteminin hər bir hissəni eyni şəkildə görməməsinə səbəb ola bilər və beləliklə, yerləşdirmədə dəyişiklik müşahidə olunacaq.Bu, təkrar lehimləmə prosesindən sonra uyğun olmayan nəticələrə gətirib çıxaracaq.

Komponentlərin yerləşdirilməsi proqramları seçmək və yerləşdirmə maşınlarından istifadə etməklə yaradıla bilər, lakin bu proses birbaşa PCB Gerber məlumatlarından mərkəz məlumatlarını götürmək qədər dəqiq deyil.Çox vaxt bu centroid məlumatları PCB dizayn proqramından ixrac edilir, lakin bəzən mövcud olmur və buna görə dəGerber məlumatlarından centroid faylı yaratmaq üçün xidmət Surface Mount Process tərəfindən təklif olunur.

Bütün komponentləri yerləşdirmə maşınlarında aşağıdakı kimi müəyyən edilmiş "Yerləşdirmə Dəqiqliyi" olacaq: -

3 siqmada 35um (QFPs) ilə 60um (çiplər) arasında

Yerləşdiriləcək komponent növü üçün düzgün başlığın seçilməsi də vacibdir – aşağıda bir sıra müxtəlif komponent yerləşdirmə nozzlərini görmək olar:

Yaxşı keyfiyyətli PCB, komponentlər və lehim pastası

Proses zamanı istifadə olunan bütün əşyaların keyfiyyəti yüksək olmalıdır, çünki keyfiyyətsiz hər hansı bir şey arzuolunmaz nəticələrə səbəb olacaqdır.PCB-lərin istehsal prosesindən və onların saxlanma üsulundan asılı olaraq, PCB-nin bitməsi təkrar lehimləmə prosesi zamanı zəif lehimləmə qabiliyyətinə səbəb ola bilər.Aşağıda bir PCB-nin səthinin keyfiyyətsiz olması "Qara Pad" kimi tanınan bir qüsura səbəb olduqda görülə biləcək bir nümunədir: -

YAXŞI KEYFİYYƏTLİ PCB FİNİŞİ

QARALMIŞ PCB

Lehim PCB deyil, komponentə axır

Oxşar şəkildə, istehsal prosesindən və saxlama üsulundan asılı olaraq səthə montaj komponentlərinin keyfiyyəti zəif ola bilər.

Lehim pastasının keyfiyyəti çox təsirlənirsaxlama və emal.Keyfiyyətsiz lehim pastası istifadə edildikdə, aşağıda göründüyü kimi nəticələr verə bilər: