ПРОЦЕС ПОВРШИНСКЕ МОНТАЖЕ

Рефлов лемљење је најчешће коришћена метода причвршћивања компоненти за површинску монтажу на штампане плоче (ПЦБ).Циљ процеса је формирање прихватљивих лемних спојева тако што се прво загревају компоненте/ПЦБ/паста за лемљење, а затим топљени лем без изазивања оштећења прегревањем.

Кључни аспекти који доводе до ефикасног процеса поновног лемљења су следећи:

1. Погодна машина
2. Прихватљив профил рефлов
3. Дизајн ПЦБ/компоненте
4. Пажљиво одштампан ПЦБ користећи добро дизајнирану шаблону
5. Поновљено постављање компоненти за површинску монтажу
6. Квалитетан ПЦБ, компоненте и паста за лемљење

Погодна машина

Доступне су различите врсте машина за лемљење рефлов у зависности од потребне брзине линије и дизајна/материјала ПЦБ склопова који се обрађују.Одабрана пећ мора да буде одговарајуће величине да може да поднесе брзину производње опреме за одабир и постављање.

Брзина линије се може израчунати на следећи начин: -

Брзина линије (минимална) =Табла у минути к дужина по плочи
Фактор оптерећења (размак између плоча)

Важно је узети у обзир поновљивост процеса и зато 'Фактор оптерећења' обично наводи произвођач машине, прорачун је приказан у наставку:

Да бисте могли да изаберете исправну величину пећи за рефлов, брзина процеса (дефинисана у наставку) мора бити већа од минималне израчунате брзине линије.

Брзина процеса =Дужина пећнице загрејана
Време задржавања процеса

Испод је пример прорачуна за утврђивање тачне величине пећнице: -

СМТ монтажер жели да производи плоче од 8 инча брзином од 180 на сат.Произвођач пасте за лемљење препоручује профил од 4 минута у три корака.Колико дуго ми је потребна пећница за обраду плоча при овом протоку?

Табла у минути = 3 (180/сат)
Дужина по плочи = 8 инча
Фактор оптерећења = 0,8 (размак између плоча од 2 инча)
Време задржавања процеса = 4 минута

Израчунајте брзину линије:(3 плоче/мин) к (8 инча/плоча)
0.8

Брзина линије = 30 инча/мин

Због тога пећница за рефлов мора имати брзину процеса од најмање 30 инча у минути.

Одредите дужину загрејане коморе пећнице помоћу једначине брзине процеса:

30 ин/мин =Дужина пећнице загрејана
4 минута

Дужина загрејане рерне = 120 инча (10 стопа)

Имајте на уму да ће укупна дужина пећнице премашити 10 стопа укључујући део за хлађење и делове за пуњење транспортера.Обрачун је за ЗАГРЕВАЊЕ - НЕ УКУПНУ ДУЖИНУ РЕЋНИЦЕ.

2. Контрола затворене петље за брзину вентилатора конвекције – Постоје одређени пакети за површинску монтажу као што је СОД323 (погледајте уметак) који имају мали однос површине контакта и масе који су подложни да буду поремећени током процеса рефлов.Контрола брзине конвенционалних вентилатора у затвореној петљи је препоручена опција за склопове који користе такве делове.

3. Аутоматска контрола ширине транспортера и носача средишње плоче – Неке машине имају ручно подешавање ширине, али ако постоји много различитих склопова које треба обрадити са различитим ширинама ПЦБ-а, онда се ова опција препоручује за одржавање конзистентног процеса.

Прихватљив профил за преобликовање

Да би се направио профил повратног тока, термопарови су повезани на склоп узорка (обично са високотемпературним лемом) на бројним локацијама како би се измерио опсег температура на ПЦБ-у.Препоручљиво је имати најмање један термопар који се налази на подлози према ивици ПЦБ-а и један термопар који се налази на подлози према средини ПЦБ-а.Идеално би требало да се користи више термопарова за мерење целог опсега температура преко ПЦБ-а – познатог као 'Делта Т'.

Унутар типичног профила лемљења рефлов обично постоје четири фазе – претходно загревање, намакање, рефлов и хлађење.Главни циљ је да се у склоп пренесе довољно топлоте да се истопи лем и формирају лемни спојеви без изазивања било каквог оштећења компоненти или ПЦБ-а.

Загрејати– Током ове фазе све компоненте, ПЦБ и лем се загревају до одређене температуре натапања или задржавања, пазећи да се не загреју пребрзо (обично не више од 2ºЦ/секунди – проверите таблицу пасте за лемљење).Пребрзо загревање може да изазове дефекте као што су пуцање компоненти и прскање пасте за лемљење, што узрокује куглице за лемљење током поновног тока.

Соак– Сврха ове фазе је да се осигура да су све компоненте на траженој температури пре уласка у фазу рефлов.Натапање обично траје између 60 и 120 секунди у зависности од 'диференцијала масе' склопа и врсте присутних компоненти.Што је ефикаснији пренос топлоте током фазе намакања, потребно је мање времена.

Ако профил повратног тока нема довољно топлоте примењене током фазе рефлов, видеће се лемни спојеви слични сликама испод:-

лем није формиран филе са оловом

Нису се све куглице за лемљење истопиле

Уобичајени дефект лемљења након поновног спајања је формирање куглица/зрна за лемљење у средини чипа, као што се може видети у наставку.Решење за овај недостатак је измена дизајна шаблона -више детаља можете видети овде.

Треба размотрити употребу азота током процеса рефлов због тренда удаљавања од пасте за лемљење која садржи јаке флуксове.Проблем заиста није у способности поновног преливања у азоту, већ у способности поновног преливања у одсуству кисеоника.Загревање лема у присуству кисеоника ће створити оксиде, који су углавном нелемљиве површине.

Хлађење– Ово је једноставно фаза током које се склоп хлади, али је важно да се склоп не хлади пребрзо – обично препоручена брзина хлађења не би требало да пређе 3ºЦ/секунди.

Дизајн ПЦБ/компонентног отиска

Постоји велики број аспеката дизајна ПЦБ-а који утичу на то колико ће се склоп преуредити.Пример је величина трака које се повезују са отиском компоненте – ако је стаза која се повезује са једном страном отиска компоненте већа од друге, то може довести до термичке неравнотеже узрокујући да део постане „надгробни споменик“ као што се може видети у наставку:

Други пример је 'балансирање бакра' – многи дизајни ПЦБ-а користе велике површине бакра и ако се штампана плоча стави у панел да би се помогао производни процес, то може довести до неравнотеже у бакру.Ово може узроковати да се плоча искриви током поновног тока и стога је препоручено решење додавање 'балансирања бакра' на отпадне површине панела као што се може видети у наставку: -

Видите'Дизајн за производњу'за друга разматрања.

Пажљиво одштампан ПЦБ користећи добро дизајнирану шаблону

Ранији кораци процеса унутар склопа за површинску монтажу су критични за ефикасан процес лемљења повратним током.Тхепроцес штампања пасте за лемљењеје кључно за осигуравање доследног таложења пасте за лемљење на ПЦБ.Свака грешка у овој фази ће довести до нежељених резултата и тако потпуне контроле овог процеса заједно саефектан дизајн шаблонаје потребно.

Поновљено постављање компоненти за површинску монтажу

Варијација пласмана компоненти

Постављање компоненти за површинску монтажу мора бити поновљиво, тако да је неопходна поуздана, добро одржавана машина за подизање и постављање.Ако се пакети компоненти не подучавају на исправан начин, то може довести до тога да визуелни систем машина не види сваки део на исти начин и тако ће се приметити варијације у постављању.Ово ће довести до недоследних резултата након процеса лемљења.

Програми за постављање компоненти могу се креирати коришћењем машина за одабир и постављање, али овај процес није тако тачан као узимање информација о центру директно из Герберових података ПЦБ-а.Често се ови центрироидни подаци извозе из софтвера за дизајн ПЦБ-а, али понекад нису доступни и такоСурфаце Моунт Процесс нуди услугу за генерисање центроид датотеке из Гербер података.

Све машине за постављање компоненти ће имати наведену 'Тачност постављања' као што су: -

35ум (КФПс) до 60ум (чипови) @ 3 сигма

Такође је важно да се изабере исправна млазница за тип компоненте која ће бити постављена – низ различитих млазница за постављање компоненти може се видети у наставку:-

Квалитетан ПЦБ, компоненте и паста за лемљење

Квалитет свих предмета који се користе током процеса мора бити висок јер ће све лошег квалитета довести до нежељених резултата.У зависности од производног процеса ПЦБ-а и начина на који су похрањени, завршни слој ПЦБ-а може довести до лоше способности лемљења током процеса лемљења поновним претоком.Испод је пример онога што се може видети када је површина на штампаној плочи лоша што доводи до дефекта познатог као 'Блацк Пад':-

ДОБРО КВАЛИТЕТНА ЗАВРШНА ПОВРШИНА ПЦБ-а

ТАРНИСХЕД ПЦБ

Лем тече на компоненту, а не на ПЦБ

На сличан начин квалитет каблова компоненти за површинску монтажу може бити лош у зависности од процеса производње и начина складиштења.

На квалитет пасте за лемљење у великој мери утическладиштење и руковање.Паста за лемљење лошег квалитета, ако се користи, вероватно ће дати резултате као што се може видети у наставку: -