ដំណើរការម៉ោនលើផ្ទៃ

Reflow soldering គឺជាវិធីសាស្រ្តដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតក្នុងការភ្ជាប់សមាសធាតុម៉ោនលើផ្ទៃទៅនឹងបន្ទះសៀគ្វីដែលបានបោះពុម្ព (PCBs) ។គោលបំណងនៃដំណើរការគឺដើម្បីបង្កើតសន្លាក់ solder ដែលអាចទទួលយកបានដោយដំបូងកំដៅសមាសធាតុ / PCB / solder paste ហើយបន្ទាប់មករលាយ solder ដោយមិនបណ្តាលឱ្យខូចខាតដោយការឡើងកំដៅ។

ទិដ្ឋភាពសំខាន់ៗដែលនាំទៅរកដំណើរការផ្សារដែកឡើងវិញប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពមានដូចខាងក្រោម៖

1. ម៉ាស៊ីនសមស្រប
2. ទម្រង់លំហូរឡើងវិញដែលអាចទទួលយកបាន។
3. ការរចនាស្នាមជើង PCB / សមាសធាតុ
4. បោះពុម្ព PCB ដោយប្រុងប្រយ័ត្នដោយប្រើ stencil ដែលបានរចនាយ៉ាងល្អ
5. ការដាក់ឡើងវិញនៃសមាសធាតុម៉ោនលើផ្ទៃ
6. PCB ដែលមានគុណភាពល្អ សមាសធាតុ និងបន្ទះបិទភ្ជាប់

ម៉ាស៊ីនសមស្រប

មានប្រភេទផ្សេងគ្នានៃម៉ាស៊ីន reflow soldering ដែលអាចប្រើបានអាស្រ័យលើល្បឿនបន្ទាត់ដែលត្រូវការនិងការរចនា / សម្ភារៈនៃសន្និបាត PCB ដែលត្រូវដំណើរការ។ឡដែលបានជ្រើសរើសត្រូវមានទំហំសមស្រប ដើម្បីគ្រប់គ្រងអត្រាផលិតកម្មនៃឧបករណ៍ជ្រើសរើស និងដាក់។

ល្បឿនបន្ទាត់អាចត្រូវបានគណនាដូចបង្ហាញខាងក្រោម៖ -

ល្បឿនបន្ទាត់ (អប្បបរមា) =ក្តារក្នុងមួយនាទី x ប្រវែងក្នុងមួយក្តារ
កត្តាផ្ទុក (ចន្លោះរវាងក្តារ)

វាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការពិចារណាពីភាពអាចដំណើរការឡើងវិញនៃដំណើរការ ហើយដូច្នេះ 'កត្តាផ្ទុក' ជាធម្មតាត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយក្រុមហ៊ុនផលិតម៉ាស៊ីន ការគណនាបង្ហាញខាងក្រោម៖

ដើម្បី​អាច​ជ្រើសរើស​ទំហំ​ត្រឹមត្រូវ​នៃ​ឡ​ដំណើរការ​ឡើងវិញ ល្បឿន​ដំណើរការ (កំណត់​ខាងក្រោម​) ត្រូវតែ​ធំ​ជាង​ល្បឿន​បន្ទាត់​ដែល​គណនា​អប្បបរមា។

ល្បឿនដំណើរការ =ប្រវែងបន្ទប់កំដៅ
ដំណើរការមានរយៈពេល

ខាងក្រោមនេះជាឧទាហរណ៍នៃការគណនាដើម្បីបង្កើតទំហំចង្ក្រានត្រឹមត្រូវ៖ -

អ្នកដំឡើង SMT ចង់ផលិតបន្ទះ 8 អ៊ីញក្នុងអត្រា 180 ក្នុងមួយម៉ោង។ក្រុមហ៊ុនផលិតបិទភ្ជាប់ solder ណែនាំទម្រង់ 4 នាទីបីជំហាន។តើខ្ញុំត្រូវការចង្ក្រានរយៈពេលប៉ុន្មានដើម្បីដំណើរការបន្ទះនៅដំណើរការនេះ?

ក្តារក្នុងមួយនាទី = 3 (180/ម៉ោង)
ប្រវែងក្តារ = 8 អ៊ីញ
កត្តាផ្ទុក = 0.8 (ចន្លោះ 2 អ៊ីញរវាងក្តារ)
ដំណើរការ Dwell Time = 4 នាទី។

គណនាល្បឿនបន្ទាត់៖(3 បន្ទះ/នាទី) x (8 អ៊ីញ/ក្តារ)
០.៨

ល្បឿនបន្ទាត់ = 30 អ៊ីញ / នាទី។

ដូច្នេះ ឡចំហាយទឹកត្រូវមានល្បឿនដំណើរការយ៉ាងហោចណាស់ 30 អ៊ីញក្នុងមួយនាទី។

កំណត់ប្រវែងអង្គជំនុំជម្រះកំដៅដោយសមីការល្បឿនដំណើរការ៖

30 ក្នុង/នាទី =ប្រវែងបន្ទប់កំដៅ
4 នាទី។

ប្រវែងកំដៅចង្ក្រាន = 120 អ៊ីញ (10 ហ្វីត)

ចំណាំថាប្រវែងទាំងមូលនៃឡនឹងមានលើសពី 10 ហ្វីត រួមទាំងផ្នែកត្រជាក់ និងផ្នែកផ្ទុក conveyor ។ការគណនាគឺសម្រាប់ប្រវែងកំដៅ - មិនមែនប្រវែងឡៅតឿទាំងមូលទេ។

2. ការគ្រប់គ្រងរង្វិលជុំបិទសម្រាប់ល្បឿននៃកង្ហារ convection - មានកញ្ចប់ម៉ោនលើផ្ទៃជាក់លាក់ដូចជា SOD323 (សូមមើលការបញ្ចូល) ដែលមានផ្ទៃទំនាក់ទំនងតូចមួយទៅនឹងសមាមាត្រម៉ាស់ ដែលងាយនឹងមានការរំខានក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ reflow ។ការត្រួតពិនិត្យល្បឿនរង្វិលជុំបិទនៃកង្ហារសន្និបាតគឺជាជម្រើសដែលបានណែនាំសម្រាប់ការជួបប្រជុំគ្នាដោយប្រើផ្នែកបែបនេះ។

3. ការគ្រប់គ្រងដោយស្វ័យប្រវត្តិនៃ conveyor និងទទឹងការគាំទ្រកណ្តាល - ម៉ាស៊ីនមួយចំនួនមានការលៃតម្រូវទទឹងដោយដៃប៉ុន្តែប្រសិនបើមានការដំឡើងផ្សេងគ្នាជាច្រើនដែលត្រូវបានដំណើរការជាមួយនឹងទទឹង PCB ផ្សេងគ្នានោះជម្រើសនេះត្រូវបានផ្ដល់អនុសាសន៍ដើម្បីរក្សាដំណើរការជាប់លាប់។

កម្រងព័ត៌មាន Reflow ដែលអាចទទួលយកបាន។

ដើម្បីបង្កើត thermocouples ទម្រង់ reflow ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងការជួបប្រជុំគ្នាគំរូ (ជាធម្មតាជាមួយ solder សីតុណ្ហភាពខ្ពស់) នៅក្នុងទីតាំងមួយចំនួនដើម្បីវាស់ជួរសីតុណ្ហភាពនៅទូទាំង PCB ។វាត្រូវបានផ្ដល់អនុសាសន៍ឱ្យមានយ៉ាងហោចណាស់មួយ thermocouple ដែលមានទីតាំងនៅលើបន្ទះមួយឆ្ពោះទៅគែមនៃ PCB និងមួយ thermocouple ដែលមានទីតាំងនៅលើបន្ទះឆ្ពោះទៅកណ្តាល PCB ។តាមឧត្ដមគតិ Thermocouples បន្ថែមទៀតគួរតែត្រូវបានប្រើដើម្បីវាស់សីតុណ្ហភាពពេញលេញនៅទូទាំង PCB ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថា 'Delta T'។

ជាធម្មតានៅក្នុងទម្រង់ការ reflow soldering ជាធម្មតាមានបួនដំណាក់កាល - Preheat, ត្រាំ, reflow និង cooling ។គោលបំណងសំខាន់គឺដើម្បីផ្ទេរកំដៅឱ្យបានគ្រប់គ្រាន់ចូលទៅក្នុងការជួបប្រជុំគ្នាដើម្បីរលាយ solder និងបង្កើតសន្លាក់ solder ដោយមិនបណ្តាលឱ្យខូចខាតដល់សមាសភាគឬ PCB ។

កំដៅជាមុន- ក្នុងដំណាក់កាលនេះ សមាសធាតុ PCB និង solder ទាំងអស់ត្រូវបានកំដៅដល់សីតុណ្ហភាពដែលបានបញ្ជាក់ ឬស្នាក់នៅដោយប្រយ័ត្នមិនឱ្យកំដៅលឿនពេក (ជាធម្មតាមិនលើសពី 2ºC/វិនាទី - ពិនិត្យមើលសន្លឹកទិន្នន័យបិទភ្ជាប់ solder)។ការឡើងកំដៅលឿនពេកអាចបណ្តាលឱ្យមានពិការភាពដូចជាសមាសធាតុប្រេះ ហើយបន្ទះបិទភ្ជាប់នឹងប្រេះដែលបណ្តាលឱ្យមានគ្រាប់បាល់ solder កំឡុងពេលដំណើរការឡើងវិញ។

ត្រាំ- គោលបំណងនៃដំណាក់កាលនេះគឺដើម្បីធានាថាសមាសធាតុទាំងអស់ឡើងដល់សីតុណ្ហភាពដែលត្រូវការមុនពេលចូលដល់ដំណាក់កាល reflow ។ការត្រាំជាធម្មតាមានរយៈពេលពី 60 ទៅ 120 វិនាទីអាស្រ័យលើ 'ឌីផេរ៉ង់ស្យែលម៉ាស' នៃការជួបប្រជុំគ្នា និងប្រភេទនៃសមាសធាតុដែលមានវត្តមាន។ការផ្ទេរកំដៅកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងកំឡុងដំណាក់កាលត្រាំ វាត្រូវការពេលតិច។

ប្រសិនបើទម្រង់ reflow មានកំដៅមិនគ្រប់គ្រាន់ក្នុងកំឡុងដំណាក់កាល reflow វានឹងមានសន្លាក់ solder ឃើញស្រដៀងនឹងរូបភាពខាងក្រោម៖ -

solder មិនត្រូវបានបង្កើតឡើង fillet ជាមួយសំណ

មិនមែនគ្រប់គ្រាប់ទាំងអស់រលាយទេ។

ពិការភាពទូទៅមួយបន្ទាប់ពីការហូរឡើងវិញគឺការបង្កើតគ្រាប់/អង្កាំពាក់កណ្តាលបន្ទះឈីប ដូចដែលអាចមើលឃើញខាងក្រោម។ដំណោះស្រាយចំពោះពិការភាពនេះគឺដើម្បីកែប្រែការរចនា stencil -ព័ត៌មានលម្អិតបន្ថែមអាចមើលឃើញនៅទីនេះ.

ការប្រើប្រាស់អាសូតក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ reflow គួរតែត្រូវបានពិចារណាដោយសារតែនិន្នាការនៃការផ្លាស់ប្តូរឆ្ងាយពី solder paste ដែលមាន fluxs ខ្លាំង។បញ្ហា​នេះ​គឺ​ពិត​ជា​មិន​មែន​ជា​សមត្ថភាព​ក្នុង​ការ​ហូរ​ចូល​ក្នុង​អាសូត​ទេ ប៉ុន្តែ​ជា​សមត្ថភាព​ក្នុង​ការ​ហូរ​ចេញ​វិញ​ក្នុង​ពេល​ដែល​គ្មាន​អុកស៊ីហ្សែន។កំដៅ solder នៅក្នុងវត្តមាននៃអុកស៊ីសែននឹងបង្កើតអុកស៊ីដ, ដែលជាទូទៅមិនមែនជាផ្ទៃ solderable ។

ត្រជាក់- នេះគឺជាដំណាក់កាលដែលការជួបប្រជុំគ្នាត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ ប៉ុន្តែវាជាការសំខាន់ក្នុងការមិនធ្វើឱ្យការជួបប្រជុំគ្នាត្រជាក់លឿនពេកនោះទេ - ជាធម្មតា អត្រានៃការត្រជាក់ដែលបានណែនាំមិនគួរលើសពី 3ºC/វិនាទី។

PCB/Component Footprint Design

មានទិដ្ឋភាពមួយចំនួននៃការរចនា PCB ដែលមានឥទ្ធិពលលើរបៀបដែលការជួបប្រជុំគ្នានឹងដំណើរការឡើងវិញ។ឧទាហរណ៏មួយគឺទំហំនៃផ្លូវដែកដែលតភ្ជាប់ទៅបាតនៃសមាសធាតុមួយ - ប្រសិនបើផ្លូវដែកតភ្ជាប់ទៅផ្នែកម្ខាងនៃ footprint សមាសធាតុមានទំហំធំជាងផ្នែកផ្សេងទៀត វាអាចនាំឱ្យមានអតុល្យភាពកម្ដៅដែលបណ្តាលឱ្យផ្នែកទៅជា "ផ្នូរ" ដូចដែលអាចមើលឃើញខាងក្រោម: -

ឧទាហរណ៍មួយទៀតគឺ 'តុល្យភាពទង់ដែង' – ការរចនា PCB ជាច្រើនប្រើតំបន់ទង់ដែងធំ ហើយប្រសិនបើ pcb ត្រូវបានដាក់ចូលទៅក្នុងបន្ទះដើម្បីជួយដល់ដំណើរការផលិត វាអាចនាំឱ្យមានអតុល្យភាពនៃទង់ដែង។នេះអាចបណ្តាលឱ្យបន្ទះខូចកំឡុងពេលដំណើរការឡើងវិញ ហើយដូច្នេះដំណោះស្រាយដែលបានណែនាំគឺត្រូវបន្ថែម 'តុល្យភាពទង់ដែង' ទៅកន្លែងសំណល់នៃបន្ទះដូចដែលអាចមើលឃើញខាងក្រោម: -

សូមមើល'ការរចនាសម្រាប់ផលិតកម្ម'សម្រាប់ការពិចារណាផ្សេងទៀត។

បោះពុម្ព PCB ដោយប្រុងប្រយ័ត្នដោយប្រើ stencil ដែលបានរចនាយ៉ាងល្អ

ជំហាននៃដំណើរការមុន ៗ នៅក្នុងការជួបប្រជុំគ្នាលើផ្ទៃគឺមានសារៈសំខាន់ចំពោះដំណើរការដំណើរការឡើងវិញប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។នេះ។ដំណើរការបោះពុម្ពបិទភ្ជាប់ solderគឺជាគន្លឹះដើម្បីធានាបាននូវប្រាក់បញ្ញើជាប់លាប់នៃការបិទភ្ជាប់ solder ទៅលើ PCB ។កំហុសណាមួយនៅដំណាក់កាលនេះនឹងនាំឱ្យមានលទ្ធផលដែលមិនចង់បានហើយដូច្នេះការគ្រប់គ្រងពេញលេញនៃដំណើរការនេះរួមជាមួយការរចនា stencil មានប្រសិទ្ធិភាពត្រូវការ។

ការដាក់ឡើងវិញនៃសមាសធាតុម៉ោនលើផ្ទៃ

បំរែបំរួលនៃការដាក់ធាតុផ្សំ

ការដាក់សមាសធាតុម៉ោនលើផ្ទៃត្រូវតែអាចធ្វើម្តងទៀតបាន ដូច្នេះហើយម៉ាស៊ីនជ្រើសរើស និងកន្លែងដែលអាចទុកចិត្តបាន និងរក្សាបានល្អគឺចាំបាច់។ប្រសិនបើកញ្ចប់សមាសធាតុមិនត្រូវបានបង្រៀនតាមរបៀបត្រឹមត្រូវ វាអាចបណ្តាលឱ្យប្រព័ន្ធចក្ខុវិស័យរបស់ម៉ាស៊ីនមិនឃើញផ្នែកនីមួយៗតាមរបៀបដូចគ្នា ហើយដូច្នេះការប្រែប្រួលនៃការដាក់នឹងត្រូវបានអង្កេត។នេះនឹងនាំឱ្យមានលទ្ធផលមិនស៊ីសង្វាក់គ្នាបន្ទាប់ពីដំណើរការ reflow soldering ។

កម្មវិធីដាក់សមាសភាគអាចត្រូវបានបង្កើតដោយប្រើម៉ាស៊ីនជ្រើសរើស និងទីកន្លែង ប៉ុន្តែដំណើរការនេះមិនត្រឹមត្រូវដូចការទទួលយកព័ត៌មានកណ្តាលដោយផ្ទាល់ពីទិន្នន័យ PCB Gerber នោះទេ។ជាញឹកញាប់ទិន្នន័យកណ្តាលនេះត្រូវបាននាំចេញពីកម្មវិធីឌីហ្សាញ PCB ប៉ុន្តែពេលខ្លះមិនមានទេ ហើយដូច្នេះសេវាកម្មដើម្បីបង្កើតឯកសារ centroid ពីទិន្នន័យ Gerber ត្រូវបានផ្តល់ជូនដោយ Surface Mount Process.

ម៉ាស៊ីនដាក់សមាសធាតុទាំងអស់នឹងមាន 'ភាពត្រឹមត្រូវនៃការដាក់' ដែលបានបញ្ជាក់ដូចជា៖ -

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

វាក៏សំខាន់ផងដែរសម្រាប់ក្បាលម៉ាស៊ីនត្រឹមត្រូវដែលត្រូវជ្រើសរើសសម្រាប់ប្រភេទសមាសធាតុដែលត្រូវដាក់ - ជួរនៃក្បាលដាក់ធាតុផ្សំផ្សេងៗគ្នាអាចមើលឃើញខាងក្រោម៖ -

PCB ដែលមានគុណភាពល្អ សមាសធាតុ និងបន្ទះបិទភ្ជាប់

គុណភាពនៃវត្ថុទាំងអស់ដែលបានប្រើក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការត្រូវតែខ្ពស់ ពីព្រោះអ្វីៗមានគុណភាពមិនល្អនឹងនាំទៅរកលទ្ធផលដែលមិនចង់បាន។អាស្រ័យលើដំណើរការផលិតរបស់ PCB និងវិធីដែលពួកវាត្រូវបានរក្សាទុក ការបញ្ចប់នៃ PCB អាចនាំឱ្យមានភាពរលាយមិនល្អក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ reflow soldering ។ខាងក្រោមនេះគឺជាឧទាហរណ៍នៃអ្វីដែលអាចមើលឃើញនៅពេលដែលផ្ទៃបញ្ចប់នៅលើ PCB ខ្សោយដែលនាំឱ្យខូចដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថា 'Black Pad':-

គុណភាពល្អ PCB បញ្ចប់

PCB ខូច

solder ហូរទៅសមាសភាគនិងមិនមែន PCB

តាមរបៀបស្រដៀងគ្នានេះ គុណភាពនៃសមាសធាតុម៉ោនលើផ្ទៃអាចខ្សោយ អាស្រ័យលើដំណើរការផលិត និងវិធីសាស្រ្តនៃការផ្ទុក។

គុណភាពនៃការបិទភ្ជាប់ solder ត្រូវបានរងផលប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដោយការផ្ទុកនិងការគ្រប់គ្រង.ម៉ាសបិទភ្ជាប់គុណភាពអន់ បើប្រើទំនងជាផ្តល់លទ្ធផលដូចឃើញខាងក្រោម៖ -