БЕТТИ монтаждоо процесси

Reflow soldering беттик монтаждык компоненттерди тиркөө үчүн көп колдонулган ыкмасы басма схемалар (ПХБ) болуп саналат.Процесстин максаты – адегенде компоненттерди/ПКБ/паста пастасын алдын ала ысытуу жана андан кийин ысып кетүүдөн зыян келтирбестен, ширетүүчүнү эритүү аркылуу алгылыктуу ширетүүчү муундарды түзүү.

Натыйжалуу reflow soldering жараянын алып негизги аспектилери болуп төмөнкүлөр саналат:

1. Ылайыктуу машина
2. Кабыл алынуучу кайра иштетүү профили
3. PCB/компонент изи Дизайн
4. Жакшы жасалган трафаретти колдонуу менен кылдаттык менен басылган PCB
5. Үстүнө орнотулган компоненттерди кайталап жайгаштыруу
6. Сапаттуу PCB, компоненттер жана ширетүү пастасы

Ылайыктуу машина

Керектүү линия ылдамдыгына жана иштетилүүчү ПХБ жыйындарынын дизайнына / материалына жараша ар кандай түрлөрү бар.Тандалган меш тандоо жана жайгаштыруу жабдууларын өндүрүү ылдамдыгын иштетүү үчүн ылайыктуу өлчөмдө болушу керек.

Линиянын ылдамдыгын төмөндөгүдөй эсептөөгө болот: -

Линиянын ылдамдыгы (минималдуу) =Мүнөтүнө такталар x тактага узундук
Жүктөө фактору (такталардын ортосундагы боштук)

Процесстин кайталанышын эске алуу маанилүү, ошондуктан "Жүк фактору" адатта машина өндүрүүчүсү тарабынан аныкталат, эсептөө төмөндө көрсөтүлгөн:

Духовканын туура өлчөмүн тандап алуу үчүн процесстин ылдамдыгы (төмөндө аныкталган) линиянын минималдуу эсептелген ылдамдыгынан жогору болушу керек.

Процесс ылдамдыгы =Духовка камерасынын узундугу
Процесстин күтүү убактысы

Төмөндө мештин өлчөмүн туура аныктоо үчүн эсептөөнүн мисалы келтирилген: -

SMT монтаждоочусу саатына 180 ылдамдыкта 8 дюймдук такталарды чыгаргысы келет.Паста өндүрүүчүсү 4 мүнөттүк үч кадам профилин сунуштайт.Бул өткөрүмдүүлүктө такталарды иштетүү үчүн мага канча убакыт меш керек?

Мүнөтүнө такталар = 3 (180/саат)
Узундугу тактайга = 8 дюйм
Жүктөө фактору = 0,8 (такталардын ортосундагы 2 дюймдук боштук)
Процесстин күтүү убактысы = 4 мүнөт

Линиянын ылдамдыгын эсептөө:(3 такта/мүнөт) x (8 дюйм/такта)
0.8

Линиянын ылдамдыгы = 30 дюйм/мүнөт

Ошондуктан, кайра агызуучу мештин процессинин ылдамдыгы мүнөтүнө 30 дюймдан кем эмес болушу керек.

Меш камерасынын жылытылган узундугун процесстин ылдамдыгы теңдемеси менен аныктаңыз:

30 дюйм/мин =Духовка камерасынын узундугу
4 мүнөт

Меш ысытылган узундугу = 120 дюйм (10 фут)

Мештин жалпы узундугу муздатуу бөлүгүн жана конвейерди жүктөө бөлүмдөрүн кошкондо 10 футтан ашарын эске алыңыз.Эсептөө ЖЫЛЫТЫЛГАН УЗУНДУК үчүн – ЖАЛПЫ МЕХНИН УЗУНдугу ЭМЕС.

2. Конвекция желдеткичтеринин ылдамдыгы үчүн жабык цикл башкаруусу – SOD323 (киргизүүнү караңыз) сыяктуу беттик монтаждоо пакеттери бар, алардын контакт аянтына карата масса катышы аз, алар кайра агып чыгуу процессинде бузулушу мүмкүн.Конвенциялык желдеткичтердин жабык циклинин ылдамдыгын көзөмөлдөө мындай бөлүктөрдү колдонгон жыйындар үчүн сунушталган вариант болуп саналат.

3. Автоматтык башкаруу конвейер жана борбордук такта-колдоо туурасы – Кээ бир машиналар туурасы кол менен тууралоо бар, бирок ар кандай PCB тууралары менен иштетиле турган көптөгөн ар кандай жыйындар бар болсо, анда бул параметр ырааттуу жараянын колдоо үчүн сунуш кылынат.

Кабыл алынуучу Reflow профили

Рефлекс профилин түзүү үчүн термопарлар бир катар жерлерде PCB боюнча температура диапазонун өлчөө үчүн үлгү монтажына (көбүнчө жогорку температурадагы ширетүү менен) туташтырылган.Жок дегенде бир термопарды ПХБнын четине карай аянтка жайгаштыруу жана бир термопараны ПХБнын ортосуна карай аянтка жайгаштыруу сунушталат.Идеалында, "Delta T" деп аталган ПХБдагы температуралардын толук диапазонун өлчөө үчүн көбүрөөк термопарлар колдонулушу керек.

Кадимки кайра агым менен ширетүү профилинин ичинде адатта төрт этап бар - Алдын ала ысытуу, нымдоо, кайра агып чыгаруу жана муздатуу.Негизги максат - компоненттерге же PCBге эч кандай зыян келтирбестен, ширетүүчүнү эритип, ширетүүчү муундарды түзүү үчүн жыйынга жетиштүү жылуулук берүү.

Алдын ала ысытуу– Бул фазада компоненттер, ПХБ жана ширеткичтер өтө тез ысытпоо үчүн (адатта 2ºC/секунддан ашпашы үчүн – ширетүүчү пастанын маалымат баракчасын текшериңиз) белгиленген чылап же туруктуу температурага чейин ысытылат.Өтө тез ысытуу компоненттердин жарака кетиши жана ширетүү пастасы сыяктуу кемчиликтерди алып келиши мүмкүн, бул кайра агып жатканда ширетүүчү топторду пайда кылат.

Сок– Бул фазанын максаты – бардык компоненттерди кайра агып чыгуу стадиясына кирүү алдында талап кылынган температурага чейин камсыз кылуу.Чыдоо адатта монтаждын "массалык дифференциалына" жана компоненттердин түрлөрүнө жараша 60 жана 120 секундга созулат.Чыгуу фазасында жылуулук берүү канчалык эффективдүү болсо, ошончолук аз убакыт талап кылынат.

Эгерде кайра агып чыгуунун профилинде жылуулук жетишсиз болсо, анда төмөндөгү сүрөттөргө окшош ширетүү түйүндөрү пайда болот: -

коргошун менен ширетүүчү филе түзүлбөйт

Бардык ширетүүчү топтор эриген эмес

Рефлексиядан кийин кеңири таралган ширетүүчү кемчилик - бул төмөндө көрүнүп тургандай, орто чиптик ширетүүчү топтордун/мончоктордун пайда болушу.Бул кемчиликти чечүү трафарет дизайнын өзгөртүү болуп саналат -көбүрөөк маалымат бул жерден көрүүгө болот.

Күчтүү агымдарды камтыган ширетүү пастасынан алыстап кетүү тенденциясына байланыштуу кайра агып чыгуу процессинде азотту колдонуу каралышы керек.Маселе чындыгында азотто кайра агып кетүү жөндөмүндө эмес, тескерисинче, кычкылтек жок болгон шартта кайра агып чыгуу мүмкүнчүлүгү.Кычкылтектин катышуусунда ысытуу оксиддерди пайда кылат, алар көбүнчө эритүүгө мүмкүн эмес беттер.

Муздатуу– Бул жөн гана жыйынды муздатуучу этап, бирок монтажды өтө тез муздатпаш керек – адатта сунушталган муздатуу ылдамдыгы секундасына 3ºC ашпашы керек.

PCB/Component Footprint Design

PCB дизайнынын бир катар аспектилери бар, алар монтаждын канчалык деңгээлде кайра агып кетишине таасир этет.Мисал катары, компоненттин изи менен туташтырылган тректердин өлчөмү - эгерде компоненттин изинин бир тарабына туташтырылган трек экинчисине караганда чоңураак болсо, бул төмөндө көрүнүп тургандай, тетиктин "мүрзө ташына" алып келүүчү жылуулук дисбаланска алып келиши мүмкүн: -

Дагы бир мисал - "жезди теңдөө" – көптөгөн ПХБ конструкциялары чоң жез аймактарын колдонушат жана эгерде PCB өндүрүш процессине жардам берүү үчүн панелге салынса, бул жездеги дисбаланска алып келиши мүмкүн.Бул панелдин кайра агып чыгуу учурунда ийилишине алып келиши мүмкүн, ошондуктан төмөндө көрсөтүлгөндөй панелдин калдыктарына "жез балансын" кошуу сунушталат: -

Караңыз"Өндүрүш үчүн дизайн"башка ойлор үчүн.

Жакшы жасалган трафаретти колдонуу менен кылдаттык менен басылган PCB

Жер үстүндөгү монтаждын ичиндеги процесстин мурунку кадамдары эффективдүү кайра агып ширетүү процесси үчүн маанилүү.Theширетүү пастасын басып чыгаруу процессиПХБга ширетүүчү паста ырааттуу депозитин камсыз кылуу үчүн негизги болуп саналат.Бул этапта кандайдыр бир ката күтүлбөгөн натыйжаларга алып келет жана бул процессти толук көзөмөлдөө менен биргенатыйжалуу трафарет дизайнкерек.

Үстүнө орнотулган компоненттерди кайталап жайгаштыруу

Компонентти жайгаштыруу вариациясы

Үстүнө орнотулган компоненттерди жайгаштыруу кайталануучу болушу керек, ошондуктан ишенимдүү, жакшы сакталган тандоо жана жайгаштыруу машинасы керек.Компоненттик пакеттер туура жол менен үйрөтүлбөсө, бул машинанын көрүү системасы ар бир бөлүктүн бирдей көрүнбөй калышына алып келиши мүмкүн, ошондуктан жайгаштыруудагы вариация байкалат.Бул reflow soldering жараянынан кийин ыраатсыз натыйжаларга алып келет.

Компоненттерди жайгаштыруу программаларын тандоо жана жайгаштыруу машиналары менен түзсө болот, бирок бул процесс центроид маалыматын түздөн-түз PCB Gerber маалыматтарынан алуудай так эмес.Көбүнчө бул центроиддик маалыматтар PCB дизайн программасынан экспорттолот, бирок кээде жеткиликтүү эмес, ошондуктанGerber маалыматтарынан центроид файлын түзүү кызматы Surface Mount Process тарабынан сунушталат.

Бардык компоненттерди жайгаштыруучу машиналар төмөнкүдөй көрсөтүлгөн "Жайгаштыруу тактыгына" ээ болот: -

35um (QFPs) 60um (чиптер) @ 3 sigma

Орнотула турган компоненттин тиби үчүн туура саптаманы тандоо да маанилүү – ылдыйда тетиктерди жайгаштыруу үчүн ар кандай соплолорду көрүүгө болот: -

Сапаттуу PCB, компоненттер жана ширетүү пастасы

Процесс учурунда колдонулган бардык буюмдардын сапаты жогору болушу керек, анткени сапаты начар нерселердин баары жагымсыз натыйжаларга алып келет.ПХБнын өндүрүш процессине жана аларды сактоо ыкмасына жараша ПХБнын бүтүшү кайра агып ширетүү процессинде начар ширетүү жөндөмдүүлүгүнө алып келиши мүмкүн.Төмөндө ПХБнын бети начар болгондо, "Black Pad" деп аталган кемчиликке алып келген көрүнүштү көрүүгө болот: -

ЖАКШЫ САПАТТУУ ПХБ БИРИНЧИ

КАРАЛГАН ПХБ

ПХБ эмес, компонентке ширетүүчү

Ушундай эле жол менен жер үстүндөгү монтаждоочу компоненттердин сапаты өндүрүш процессине жана сактоо ыкмасына жараша начар болушу мүмкүн.

ширетүүчү пастанын сапатына абдан таасир этетсактоо жана иштетүү.Төмөндө көрүнүп тургандай, сапатсыз ширетүү паста колдонулса, натыйжаларды бериши мүмкүн: -