Pytania dotyczące lutowania masowego

Lutowanie na fali

Próbuję zrozumieć, jak działa lutowanie falowe. Niestety artykuł w Wikipedii nie jest pewny co do procesu:

1. Czy cała płyta z jej komponentami jest zanurzona w płynnym lutu podczas przechodzenia przez falę? (Jeśli nie, poniższe pytanie prawdopodobnie nie ma sensu).
2. Jeśli deska wdziera się w falę, w jaki sposób utrzymywana jest fala?
3. Dlaczego to nie pozostawia zbędnej pozostałości lutu na płycie?

Dwustronne lutowanie SMT

W jaki sposób lutowane są płyty dwustronne z elementami SMT? W jaki sposób zapobiega się spadaniu elementów z jednej strony?

Fala styka się tylko z dolną stroną płytki drukowanej.

Dawno temu maszyna do lutowania falowego była używana do lutowania części SMT na dolnej stronie płytki drukowanej, ale nie jest już tak często używana na rzecz bardziej nowoczesnych technik.

Oto zgrubny proces lutowania płytek drukowanych z częściami SMT po obu stronach i częściami przelotowymi (TH) tylko u góry.

A. Naga płytka drukowana jest odwrócona „dolną stroną do góry”. Pasta lutownicza jest wciskana przez szablon na podkładki płytki drukowanej. Maszyna typu „podnieś i umieść” umieszcza części na dolnej stronie. Płytkę drukowaną przepuszcza się przez piec (konwekcję na gorące powietrze lub piec na podczerwień), aby stopić lut i zamocować części.

Opcjonalnym krokiem jest umieszczenie niewielkiej kropli kleju pod częściami. Najpierw wklej pastę, następnie przyklej, a następnie umieść części na płytce drukowanej i lutuj. Ten klej zapobiega spadaniu części na późniejszym etapie.

B. Płyta jest odwrócona (górna strona do góry) i ten sam proces powtarza się dla wszystkich części SMT na górnej stronie płytki drukowanej. Rozumiem przez to pastę lutowniczą, części umieszczone, a następnie przez piekarnik. Nie jest potrzebny klej.

Podczas kroku B części na spodzie płytki drukowanej nie spadają. Oczywiście, jeśli zostaną przyklejone, utkną tam, ale większość firm nie używa kleju. Bez kleju napięcie powierzchniowe stopionego lutu wystarcza do utrzymania części na miejscu. Niektóre części, szczególnie ciężkie części bez wielu sworzni, mogą nie działać z tą techniką, ponieważ nie ma wystarczającego napięcia powierzchniowego, aby utrzymać części.

C. Wszystkie części z otworami przelotowymi są następnie umieszczane na górnej stronie płytki drukowanej. Paleta lutownicza jest przymocowana do spodu płytki drukowanej. Płytka drukowana jest prowadzona przez maszynę do lutowania falowego, aby lutować wszystkie części TH.

Uwaga: Paleta lutownicza jest w zasadzie osłoną chroniącą części SMT przed usunięciem na fali. Są wykonane na zamówienie dla każdej płytki drukowanej i mają otwory i kontury, aby odsłonić części TH, osłaniając części SMT. Płytkę drukowaną należy zaprojektować z myślą o palecie lutowniczej, ponieważ nie można umieścić dolnych części SMT zbyt blisko części TH, a części SMT nie mogą być zbyt wysokie.

Stosunkowo nową techniką dla części TH jest całkowite pominięcie maszyny do lutowania falowego. Z powrotem w kroku B pasta lutownicza jest umieszczana na podkładkach TH (i w otworach), a części TH są wkładane i lutowane w piekarniku z resztą części SMT. Niektóre firmy, takie jak Motorola, pozbyły się swoich maszyn do lutowania na fali na rzecz tej metody. Ale większość firm nadal stosuje starszą technikę używania maszyny do lutowania falowego z paletą lutowniczą.

Istnieje oczywiście wiele odmian tego całego procesu. Właśnie przedstawiłem prosty i krótki przegląd. Ale jest to dość zgodne ze sposobem, w jaki działają obecnie obecne procesy produkcyjne (sprawy wyglądały inaczej nawet 10 lat temu).

lutowanie falowe
W przypadku lutowania falowego płytka drukowana przechodzi nad kąpielą stopionego lutu, gdzie lut jest wypychany w górę, tak że uderza o dolną stronę płytki drukowanej. Będziesz potrzebował maski odpornej na lutowanie, aby zapobiec lutowaniu całej miedzi.

Należy pamiętać, że również SMD mogą być lutowane falowo, ale wtedy orientacja części jest ważna. Niektóre części muszą być umieszczone prostopadle do kierunku fali. Części o drobnym skoku, takie jak 0,4 mm QFP, nie mogą być lutowane falowo, ponieważ wszystkie styki zostaną zwarte, ale QFP z wyższym skokiem mogą. Potrzebują „złodziei lutowniczych”, które są podkładkami lutowniczymi na końcu rzędu szpilek, aby zebrać resztki lutu.

QFP może wymagać ustawienia pod kątem 45 ° i będzie miał złodziei lutowniczych w jednym z rogów:

Kierunek fali jest ważny podczas układania PCB i paneli, a inżynier produkcji powinien uzyskać jasne instrukcje na jego temat.

SMD lutowania rozpływowego do dwustronnego umieszczania są przyklejone z jednej strony. Po nałożeniu pasty lutowniczej za pomocą szablonu maszyna do kropek kleju umieszcza kropki kleju na części (w niewiarygodnym tempie powyżej 10 na sekundę). Następnie części są umieszczane, panel jest odwracany, a druga strona dostaje pastę lutowniczą i umieszczenie elementu.

Nie wiem, co wyobrażałeś sobie na temat fali lutowniczej, ale jest to stosunkowo prosty proces.

Płytka drukowana jest ustawiona między 2 łańcuchami przenośnika. Łańcuchy są prostymi łańcuchami rolkowymi, ale mają „palce” o długości około 2 cali. Jeden przenośnik jest ruchomy, aby przyjmować płytki drukowane o różnych rozmiarach. Są również nachylone może o 7 stopni. Płytki drukowane są ustawione na jednym końcu przenośnika, przechodzą one przez topnik, który przykłada strumień lutu do połączeń, które mają być lutowane. Lut znajduje się w zbiorniku, który jest GORĄCY, a lut jest w stanie ciekłym. Istnieją pompy, które faktycznie pompują lut w swoim własnym zbiorniku i wytwarzają falę. Napięcie powierzchniowe jest bardzo widoczne, a dno lutowanego obwodu styka się z lutem, gdy przechodzi nad falą. Jest to przeznaczone wyłącznie do lutowania przelotowego i nie jest stosowane do elementów SMT. Wszelkie resztki topnika zmywa się w myjce do desek.

Elementy SMT to inna historia. Nieizolowana płytka drukowana jest przepuszczana przez rodzaj drukarki sitodrukowej, a pasta lutownicza nakładana jest za pomocą szablonu. Komponenty umieszcza się za pomocą maszyny Pick & Place, a następnie deski przepuszcza się przez piec rozpływowy. Jeśli płyta jest dwustronna, pod każdym komponentem umieszcza się niewielką ilość żywicy epoksydowej, aby nie spadła z płyty podczas procesu ponownego wlewania (pieca) drugiej strony. Mam nadzieję, że udało mi się odpowiedzieć na twoje pytania.

Jest to nieco archaiczna metoda polegająca na tym, że całe dno płytki jest ciągnięte wzdłuż płynnej puli lutu: https://www.youtube.com/watch?v=inHzaJIE7-4

Nowsze metody obejmują małą fontannę lutowniczą cnc, która jest nakładana na poszczególne punkty lutownicze na planszy, a nie kąpiel, przez którą przepływa cała jednostka.

Wady i zalety każdego z nich, nie jestem do końca pewien.

Oto film przedstawiający maszynę Pick and Place: https://www.youtube.com/watch?v=tn0EKtLOVx4