БЕТКЕ ОРНАТУ ПРОЦЕСІ

Қайта ағынды дәнекерлеу - беттік орнату компоненттерін баспа схемаларына (ПХД) бекітудің ең кең таралған әдісі.Процестің мақсаты алдымен компоненттерді/ПХД/дәнекер пастасын алдын ала қыздыру, содан кейін қызып кетуден зақым келтірместен дәнекерлеуді балқыту арқылы қолайлы дәнекерлеу қосылыстарын қалыптастыру болып табылады.

Тиімді қайта ағынды дәнекерлеу процесіне әкелетін негізгі аспектілер келесідей:

1. Қолайлы машина
2. Қолайлы қайта өңдеу профилі
3. ПХД/компонент ізінің дизайны
4. Жақсы жобаланған трафарет көмегімен мұқият басып шығарылған ПХД
5. Беткі монтаждық құрамдастардың қайталанатын орналасуы
6. Жақсы сапалы ПХД, компоненттер және дәнекерлеу пастасы

Қолайлы машина

Қажетті желі жылдамдығына және өңделетін ПХД жинақтарының дизайнына/материалына байланысты қайта ағынды дәнекерлеу машинасының әртүрлі түрлері бар.Таңдалған пеш таңдау және орналастыру жабдығын өндіру жылдамдығына сәйкес келетін өлшемде болуы керек.

Желі жылдамдығын төменде көрсетілгендей есептеуге болады: -

Желі жылдамдығы (ең аз) =Минутындағы тақталар x Тақтадағы ұзындық
Жүктеме коэффициенті (тақталар арасындағы кеңістік)

Процестің қайталану мүмкіндігін ескеру маңызды, сондықтан «Жүктеме коэффициентін» әдетте машина өндірушісі анықтайды, есептеу төменде көрсетілген:

Қайта ағызатын пештің дұрыс өлшемін таңдау үшін процесс жылдамдығы (төменде анықталған) ең аз есептелген желі жылдамдығынан жоғары болуы керек.

Процесс жылдамдығы =Пештің қыздырылған камерасының ұзындығы
Процестің тұру уақыты

Төменде пештің дұрыс өлшемін орнату үшін есептеу мысалы келтірілген: -

SMT құрастырушы сағатына 180 жылдамдықпен 8 дюймдік тақталарды шығарғысы келеді.Дәнекерлеу пастасын өндіруші 4 минуттық үш қадамдық профильді ұсынады.Осы өнімділікте тақталарды өңдеу үшін пеш қанша уақыт қажет?

Минутына тақталар = 3 (180/сағат)
Бір тақтаның ұзындығы = 8 дюйм
Жүктеме коэффициенті = 0,8 (тақталар арасындағы 2 дюймдік кеңістік)
Процесті күту уақыты = 4 минут

Желі жылдамдығын есептеңіз:(3 тақта/мин) x (8 дюйм/тақта)
0,8

Желі жылдамдығы = 30 дюйм/минут

Сондықтан, қайта ағызатын пештің процесс жылдамдығы минутына кемінде 30 дюйм болуы керек.

Технологиялық жылдамдық теңдеуімен пештің қыздырылған камерасының ұзындығын анықтаңыз:

30 дюйм/мин =Пештің қыздырылған камерасының ұзындығы
4 минут

Пештің қыздырылған ұзындығы = 120 дюйм (10 фут)

Тұмшапештің жалпы ұзындығы салқындату бөлімі мен конвейерді тиеу бөлімдерін қосқанда 10 футтан асатынын ескеріңіз.Есеп ҚЫЗЫЛҒАН ҰЗЫНДЫҚ үшін – ПЕШТІҢ ЖАЛПЫ ҰЗЫНДЫҒЫ ЕМЕС.

2. Конвекциялық желдеткіштердің жылдамдығына арналған жабық контурды басқару – SOD323 (кірістірімді қараңыз) сияқты белгілі бір беткі қондырма пакеттері бар, олардың жанасу аймағының массаға қатынасы аз, олар қайта ағу процесі кезінде бұзылуға бейім.Конвенциялық желдеткіштердің жабық контур жылдамдығын басқаруы осындай бөлшектерді пайдаланатын жинақтар үшін ұсынылатын опция болып табылады.

3. Конвейердің және орталық тақтаның тірек ендерін автоматты басқару – Кейбір машиналарда енді қолмен реттеу мүмкіндігі бар, бірақ әртүрлі ПХД ені бар өңделетін көптеген әртүрлі жинақтар болса, бұл опция дәйекті процесті сақтау үшін ұсынылады.

Қолайлы қайта ағын профилі

Қайта ағынды профильді жасау үшін термопаралар ПХД бойынша температура диапазонын өлшеу үшін бірнеше орындарда үлгі құрастыруға (әдетте жоғары температуралы дәнекерлеумен) қосылады.ПХД шетіне қарай төсемде орналасқан кем дегенде бір терможұп және ПХД ортасына қарай төсемде орналасқан бір термопар болуы ұсынылады.Ең дұрысы, «Delta T» деп аталатын ПХД бойынша температураның толық диапазонын өлшеу үшін көбірек термопарларды пайдалану керек.

Әдеттегі қайта ағынды дәнекерлеу профилінде әдетте төрт кезең бар - алдын ала қыздыру, жібіту, қайта ағызу және салқындату.Негізгі мақсат - құрамдас бөліктерге немесе ПХД-ға зақым келтірместен дәнекерлеуді еріту және дәнекерлеу қосылыстарын қалыптастыру үшін жинаққа жеткілікті жылу беру.

Алдын ала қыздырыңыз– Бұл кезеңде құрамдас бөліктер, ПХД және дәнекер тым жылдам қызып кетпеу үшін (әдетте 2ºC/секундтан аспауы керек – дәнекерлеу пастасы деректер парағын тексеріңіз) белгіленген суға түсу немесе тұру температурасына дейін қызады.Тым жылдам қыздыру компоненттердің жарылуы және дәнекерлеу пастасы сияқты ақауларды тудыруы мүмкін, бұл қайта ағу кезінде дәнекерлеу шарларын тудыруы мүмкін.

Жібіту– Бұл кезеңнің мақсаты – барлық құрамдастардың қайта ағынды кезеңге өту алдында қажетті температураға дейін болуын қамтамасыз ету.Жинау «массалық дифференциалға» және бар құрамдастардың түрлеріне байланысты әдетте 60 және 120 секундқа созылады.Жібіту кезеңінде жылу беру неғұрлым тиімді болса, соғұрлым аз уақыт қажет.

Қайта ағынды профильде қайта ағызу кезеңінде қолданылған жылу жеткіліксіз болса, төмендегі суреттерге ұқсас дәнекерлеу қосылыстары пайда болады: -

дәнекерлеу қорғасынмен қалыпталмаған филе

Барлық дәнекерленген шарлар еріген жоқ

Қайта ағызудан кейінгі жалпы дәнекерлеу ақауы төменде көрсетілгендей ортаңғы чипті дәнекерлеу шарларының/моншақтарының пайда болуы болып табылады.Бұл ақаудың шешімі трафарет дизайнын өзгерту болып табылады -толығырақ мына жерден көруге болады.

Құрамында күшті ағындар бар дәнекерленген пастадан кету тенденциясына байланысты қайта ағу процесі кезінде азотты пайдалануды қарастырған жөн.Мәселе шын мәнінде азоттың қайта ағу қабілетінде емес, оттегі болмаған кезде қайта ағу мүмкіндігінде.Оттегінің қатысуымен дәнекерлеуді қыздыру әдетте дәнекерленбейтін беттер болып табылатын оксидтерді жасайды.

Салқындату– Бұл жай ғана жинақты салқындату кезеңі, бірақ жинақты тым жылдам салқындатпау маңызды – әдетте ұсынылған салқындату жылдамдығы секундына 3ºC аспауы керек.

PCB/компонент ізінің дизайны

ПХД дизайнының жинақтың қаншалықты жақсы қайта ағуына әсер ететін бірқатар аспектілері бар.Мысал ретінде құрамдас ізге қосылатын жолдардың өлшемін келтіруге болады – егер құрамдас іздің бір жағына қосылатын жол екінші жағынан үлкен болса, бұл төменде көрсетілгендей бөлікті «құлпытасқа» әкелетін жылу теңгерімсіздігіне әкелуі мүмкін: -

Тағы бір мысал - «мыс теңгерімі» – көптеген ПХД конструкциялары үлкен мыс аумақтарын пайдаланады және ПХБ өндіріс процесіне көмектесу үшін панельге қойылса, бұл мыстың теңгерімсіздігіне әкелуі мүмкін.Бұл панельдің қайта ағу кезінде майысып кетуіне әкелуі мүмкін, сондықтан төменде көрсетілгендей панельдің қалдық аймақтарына «мыс теңгерімін» қосу ұсынылады:

Қараңыз«Өндіріске арналған дизайн»басқа ойлар үшін.

Жақсы жобаланған трафарет көмегімен мұқият басып шығарылған ПХД

Беткі монтаждық жинақтағы алдыңғы процесс қадамдары тиімді қайта ағынды дәнекерлеу процесі үшін өте маңызды.Theдәнекерлеу пастасын басып шығару процесіПХД-ге дәнекерлеу пастасының дәйекті сақталуын қамтамасыз етудің кілті болып табылады.Осы кезеңдегі кез келген ақаулық қалаусыз нәтижелерге әкеледі және бұл процесті толық бақылаумен біргетиімді трафарет дизайнықажет.

Беткі монтаждық құрамдастардың қайталанатын орналасуы

Компоненттердің орналасуының өзгеруі

Беткейге орнату компоненттерін орналастыру қайталанатын болуы керек, сондықтан сенімді, жақсы ұсталған таңдау және орналастыру машинасы қажет.Егер құрамдас пакеттер дұрыс оқытылмаса, бұл машинаның көру жүйесінің әрбір бөлікті бірдей көрмеуіне әкелуі мүмкін, сондықтан орналастырудағы өзгерістер байқалады.Бұл қайта ағынды дәнекерлеу процесінен кейін сәйкес келмейтін нәтижелерге әкеледі.

Компоненттерді орналастыру бағдарламаларын таңдау және орналастыру машиналары арқылы жасауға болады, бірақ бұл процесс центроидтық ақпаратты тікелей PCB Gerber деректерінен алу сияқты дәл емес.Көбінесе бұл центроидтық деректер ПХД жобалау бағдарламалық құралынан экспортталады, бірақ кейде қол жетімді емес, сондықтанGerber деректерінен центроидтық файлды жасау қызметін Surface Mount Process ұсынады.

Барлық компоненттерді орналастыру машиналарында көрсетілген «Орналастыру дәлдігі» болады, мысалы: -

35um (QFPs) - 60um (чиптер) @ 3 сигма

Сондай-ақ орналастырылатын құрамдас түрі үшін дұрыс саптаманы таңдау маңызды – төменде әртүрлі құрамдас бөліктерді орналастыру саптамаларының ауқымын көруге болады:-

Жақсы сапалы ПХД, компоненттер және дәнекерлеу пастасы

Процесс барысында пайдаланылатын барлық заттардың сапасы жоғары болуы керек, себебі сапасыз кез келген нәрсе жағымсыз нәтижелерге әкеледі.ПХД өндіру процесіне және оларды сақтау тәсіліне байланысты ПХД-ның аяқталуы қайта ағынды дәнекерлеу процесі кезінде нашар дәнекерлеуге әкелуі мүмкін.Төменде «Қара төсем» деп аталатын ақауға әкелетін ПХД бетінің сапасы нашар болғанда көруге болатын мысал келтірілген: -

ЖАҚСЫ САПА ПХД ДЕГЕНІ

ҚАРАЛҒАН ПХД

Дәнекер ПХД емес, құрамдас бөлікке ағады

Дәл осыған ұқсас беттік орнату құрамдас сымдарының сапасы өндіріс процесіне және сақтау әдісіне байланысты нашар болуы мүмкін.

Дәнекерлеу пастасы сапасына қатты әсер етедісақтау және өңдеу.Пайдаланылған жағдайда сапасыз дәнекерлеу пастасы төменде көрсетілгендей нәтиже беруі мүмкін: -