SURFACE MOUNT PROSES

Reflow soldering is de meast brûkte metoade foar it heakjen fan komponinten foar oerflakberch oan printe circuit boards (PCB's).It doel fan it proses is om akseptabele solder gewrichten te foarmjen troch earst de komponinten / PCB / soldeerpast foar te ferwaarmjen en dan it soldeer te smelten sûnder skea te meitsjen troch oerferhitting.

De wichtichste aspekten dy't liede ta in effektyf reflow soldering proses binne as folget:

1. Geskikt masine
2. Akseptabel reflow profyl
3. PCB / komponint footprint Design
4. Foarsichtich printe PCB mei goed ûntwurpen stencil
5. Repeatable pleatsing fan oerflak mount komponinten
6. Goede kwaliteit PCB, komponinten en solder paste

Geskikt Machine

D'r binne ferskate soarten reflow-soldermasjine beskikber ôfhinklik fan de fereaske linesnelheid en ûntwerp / materiaal fan 'e te ferwurkjen PCB-assemblies.De selekteare oven moat fan in gaadlike grutte wêze om de produksjesnelheid fan 'e pick and place-apparatuer te behanneljen.

De line snelheid kin wurde berekkene lykas werjûn hjirûnder: -

Line snelheid (minimum) =Boards per minuut x Lengte per board
Load Factor (romte tusken boards)

It is wichtich om de werhelling fan it proses te beskôgjen en sa wurdt de 'Load Factor' normaal spesifisearre troch de masinefabrikant, berekkening hjirûnder werjûn:

Om de juste grutte reflowoven te selektearjen moat de prosessnelheid (hjirûnder definieare) grutter wêze as de minimale berekkene linesnelheid.

Prosessnelheid =Oven keamer ferwaarme lingte
Proses dwelling tiid

Hjirûnder is in foarbyld fan berekkening om de juste ovengrutte te bepalen: -

In SMT-assembler wol 8-inch boards produsearje mei in taryf fan 180 per oere.De fabrikant fan soldeerpasta advisearret in profyl fan 4 minuten, trije stappen.Hoe lang in oven moat ik ferwurkje boards op dizze trochslach?

Boards per minuut = 3 (180/oere)
Lengte per boerd = 8 inch
Load Factor = 0.8 (2-inch romte tusken boards)
Process Dwell Time = 4 minuten

Line snelheid berekkenje:(3 boards/min) x (8 inch/board)
0.8

Line snelheid = 30 inches / minút

Dêrom moat de reflow-oven in prosessnelheid hawwe fan op syn minst 30 inch per minuut.

Bepale de ferwaarme lingte fan 'e ovenkeamer mei fergeliking fan prosessnelheid:

30 yn/min =Oven keamer ferwaarme lingte
4 minuten

Oven ferwaarme lingte = 120 inch (10 feet)

Tink derom dat de totale lingte fan 'e oven mear as 10 foet sil wêze, ynklusyf de seksjes foar koeling en laden fan' e transportband.De berekkening is foar HEATED LENGTH - NET OVERALL OVEN LENGTH.

2. Slúten lus kontrôle foar snelheid fan konveksje fans - D'r binne bepaalde oerflakbefestigingspakketten lykas de SOD323 (sjoch ynfoegje) dy't in lyts kontaktgebiet oant massaferhâlding hawwe dy't gefoelich binne foar fersteuring tidens it reflowproses.Closed loop snelheid kontrôle fan de konvinsje fans is in oanrikkemandearre opsje foar gearkomsten mei help fan sokke dielen.

3. Automatyske kontrôle fan cunewalde en sintrum-board-stipe breedtes - Guon masines hawwe hânmjittich breedte oanpassing mar as der in protte ferskillende gearkomsten wurde ferwurke mei wikseljende PCB widths dan dizze opsje wurdt oanrikkemandearre om te behâlden in konsekwint proses.

Akseptabel Reflow Profile

Om in reflowprofyl te meitsjen wurde thermocouples ferbûn oan in stekproefmontage (meastentiids mei soldeer op hege temperatuer) op in oantal lokaasjes om it berik fan temperatueren oer de PCB te mjitten.It is oan te rieden om op syn minst ien thermocouple leit op in pad nei de râne fan de PCB en ien thermocouple leit op in pad nei it midden fan de PCB.Ideal moatte mear thermocouples wurde brûkt om it folsleine berik fan temperatueren oer de PCB te mjitten - bekend as 'Delta T'.

Binnen in typysk reflow soldering profyl binne d'r meastentiids fjouwer stadia - Preheat, soak, reflow en cooling.It haaddoel is om genôch waarmte oer te bringen yn 'e gearstalling om it solder te smelten en de soldeergewrichten te foarmjen sûnder skea oan komponinten of PCB te feroarjen.

Foarferwaarmje- Tidens dizze faze wurde de komponinten, PCB en solder allegear ferwaarme oant in spesifisearre soak- of dwelltemperatuer, foarsichtich net te rap te ferwaarmjen (meastentiids net mear as 2ºC / sekonde - kontrolearje gegevensblêd foar solderpast).Te fluch ferwaarming kin defekten feroarsaakje, lykas komponinten om te barsten en de solderpast te spatten, wêrtroch't solderballen feroarsaakje by reflow.

Soak- It doel fan dizze faze is om te garandearjen dat alle komponinten oant de fereaske temperatuer binne foardat jo de reflow-poadium yngeane.Soak duorret normaal tusken 60 en 120 sekonden ôfhinklik fan it 'massadifferinsjaal' fan 'e gearstalling en soarten oanwêzige komponinten.Hoe effisjinter de waarmte-oerdracht yn 'e soakfaze, hoe minder tiid is nedich.

As it reflowprofyl net genôch waarmte hat tapast tidens it reflow-stadium, sille d'r soldergewrichten wurde sjoen fergelykber mei de ôfbyldings hjirûnder: -

solder net foarme filet mei lead

Net alle solder ballen smelten

In mienskiplik soldering defekt nei reflow is de foarming fan mid-chip solder ballen / kralen lykas kin sjoen wurde hjirûnder.De oplossing foar dit defekt is om it sjabloanûntwerp te feroarjen -mear details kinne sjoen wurde hjir.

It gebrûk fan stikstof tidens it reflowproses moat beskôge wurde fanwegen de trend om fuort te gean fan solderpasta dy't sterke fluxen befettet.It probleem is echt net de mooglikheid om te streamen yn stikstof, mar earder de mooglikheid om te streamen yn 'e ôfwêzigens fan soerstof.Heating solder yn 'e oanwêzigens fan soerstof sil meitsje oxides, dat binne oer it algemien net-solderable oerflakken.

Cooling- Dit is gewoan it poadium wêryn't de gearstalling wurdt kuolle, mar it is wichtich om de gearstalling net te rap te koelen - meastentiids moat de oanbefellende kuolsnelheid net mear wêze as 3ºC / sekonde.

PCB / Component Footprint Design

D'r binne in oantal aspekten fan PCB-ûntwerp dy't ynfloed hawwe op hoe goed in gearkomste sil reflow.In foarbyld is de grutte fan spoaren dy't ferbine mei in komponintfootprint - as it spoar dat oan 'e iene kant fan in komponintfootprint ferbûn is grutter is as de oare, kin dit liede ta in thermyske ûnbalâns wêrtroch it diel 'grêfstien' wurdt, lykas hjirûnder te sjen is: -

In oar foarbyld is 'koperbalancing' - in protte PCB-ûntwerpen brûke grutte kopergebieten en as de pcb yn in paniel wurdt pleatst om it produksjeproses te helpen, kin it liede ta in ûnbalâns yn koper.Dit kin feroarsaakje dat it paniel ferdraait tidens reflow en dus is de oanrikkemandearre oplossing om 'koperbalancing' ta te foegjen oan 'e ôffalgebieten fan it paniel, lykas hjirûnder te sjen is: -

Sjen'Design for Manufacture'foar oare oerwagings.

Foarsichtich printe PCB mei goed ûntwurpen stencil

De eardere prosesstappen binnen oerflak mount montage binne kritysk foar in effektyf reflow soldering proses.Desolder paste printing prosesis kaai om te soargjen foar in konsekwint depot fan solder paste op de PCB.Elke flater op dit stadium sil liede ta net winske resultaten en sa folsleine kontrôle fan dit proses tegearre meieffektyf stencil designis nedich.

Repeatable pleatsing fan oerflak mount komponinten

Component placement fariaasje

De pleatsing fan komponinten foar oerflakberch moat werheljeber wêze en dus is in betroubere, goed ûnderhâlden pick-and-place-masine nedich.As komponintpakketten net op 'e juste manier wurde leard, kin it feroarsaakje dat it fisysysteem fan 'e masine elk diel net op deselde manier sjocht en sa sil fariaasje yn pleatsing wurde waarnommen.Dit sil liede ta inkonsistente resultaten nei it reflow-soldeproses.

Programma's foar it pleatsen fan komponinten kinne wurde makke mei de pick-and-place-masines, mar dit proses is net sa akkuraat as it nimmen fan de sintroidynformaasje direkt fan 'e PCB Gerber-gegevens.Hiel faak dizze centroid gegevens wurdt eksportearre út de PCB design software, mar soms is net beskikber en sa detsjinst om it centroid-bestân te generearjen fan Gerber-gegevens wurdt oanbean troch Surface Mount Process.

Alle komponinten pleatsingsmasines sille in 'Placement Accuracy' hawwe spesifisearre lykas: -

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

It is ek wichtich dat it juste mondstuk wurdt selekteare foar it te pleatsen komponinttype - in berik fan ferskate komponinten pleatsing sproeiers kinne hjirûnder wurde sjoen: -

Goede kwaliteit PCB, komponinten en solder paste

De kwaliteit fan alle items brûkt tidens it proses moat heech wêze, om't alles fan in minne kwaliteit sil liede ta net winske resultaten.Ofhinklik fan it fabrikaazjeproses fan 'e PCB's en de manier wêrop se binne opslein, kin de finish fan' e PCB's liede ta minne solderabiliteit tidens it reflow-solderproses.Hjirûnder is in foarbyld fan wat kin wurde sjoen as de oerflakfinish op in PCB min is, wat liedt ta in defekt bekend as 'Black Pad': -

GOEDE KWALITEIT PCB FINISH

TARNISHED PCB

Solder streamt nei komponint en net PCB

Op in fergelykbere manier kin de kwaliteit fan 'e liedingen foar oerflakbefestigingskomponint min wêze ôfhinklik fan it produksjeproses en de opslachmetoade.

De kwaliteit fan de solder paste wurdt sterk beynfloede troch deopslach en ôfhanneling.Soldeerpasta fan minne kwaliteit as brûkt sil wierskynlik resultaten jaan, lykas hjirûnder te sjen is: -