Processo detalhado de produção de PCBA (incluindo todo o processo de DIP), venha e veja!
"Processo de Soldagem por Onda"
A soldagem por onda é geralmente um processo de soldagem para dispositivos plug-in. É um processo no qual a solda líquida derretida, com o auxílio de uma bomba, forma uma onda de solda específica na superfície líquida do tanque de solda, e a placa de circuito impresso do componente inserido passa pelo pico da onda de solda em um ângulo específico e a uma certa profundidade de imersão na corrente de transmissão para realizar a soldagem da junta soldada, conforme mostrado na figura abaixo.
O fluxo geral do processo é o seguinte: inserção do dispositivo -- carregamento da PCB -- soldagem por onda -- descarregamento da PCB -- corte do pino DIP -- limpeza, conforme mostrado na figura abaixo.
1. Tecnologia de inserção de THC
1. Formação de pinos de componentes
Os dispositivos DIP precisam ser moldados antes da inserção
(1) Moldagem de componentes processados manualmente: O pino dobrado pode ser moldado com uma pinça ou uma pequena chave de fenda, conforme mostrado na figura abaixo.
(2) Processamento mecânico da conformação de componentes: a conformação mecânica dos componentes é realizada com uma máquina de conformação especial. Seu princípio de funcionamento é que o alimentador utiliza alimentação por vibração para alimentar materiais (como transistores plug-in), com um divisor para posicionar o transistor. O primeiro passo é dobrar os pinos em ambos os lados, esquerdo e direito. O segundo passo é dobrar o pino do meio para trás ou para frente para conformar. Conforme mostrado na imagem a seguir.
2. Inserir componentes
A tecnologia de inserção de furo passante é dividida em inserção manual e inserção automática de equipamento mecânico
(1) A inserção e soldagem manuais devem primeiro inserir os componentes que precisam ser fixados mecanicamente, como o rack de resfriamento, o suporte, o clipe, etc., do dispositivo de energia, e, em seguida, inserir os componentes que precisam ser soldados e fixados. Não toque diretamente nos pinos dos componentes e na folha de cobre da placa de impressão ao inserir.
(2) O plug-in automático mecânico (referido como IA) é a tecnologia de produção automatizada mais avançada na instalação de produtos eletrônicos contemporâneos. A instalação de equipamentos mecânicos automáticos deve primeiro inserir os componentes com altura menor e, em seguida, instalar os componentes com altura maior. Componentes-chave valiosos devem ser colocados na instalação final. A instalação do rack de dissipação de calor, suporte, clipe, etc. deve ocorrer próximo ao processo de soldagem. A sequência de montagem dos componentes da placa de circuito impresso é mostrada na figura a seguir.
3. Soldagem por onda
(1) Princípio de funcionamento da soldagem por onda
A soldagem por onda é um tipo de tecnologia que forma uma forma específica de onda de solda na superfície da solda líquida derretida por meio de pressão de bombeamento, e forma um ponto de solda na área de soldagem do pino quando o componente de montagem inserido com o componente passa pela onda de solda em um ângulo fixo. O componente é primeiro pré-aquecido na zona de pré-aquecimento da máquina de solda durante o processo de transmissão pelo transportador de corrente (o pré-aquecimento do componente e a temperatura a ser alcançada ainda são controlados pela curva de temperatura predeterminada). Na soldagem real, geralmente é necessário controlar a temperatura de pré-aquecimento da superfície do componente, por isso muitos dispositivos adicionaram dispositivos de detecção de temperatura correspondentes (como detectores infravermelhos). Após o pré-aquecimento, o conjunto entra na ranhura de chumbo para soldagem. O tanque de estanho contém solda líquida derretida, e o bico na parte inferior do tanque de aço pulveriza uma crista ondulada fixa de solda derretida, de modo que, quando a superfície de soldagem do componente passa pela onda, ela é aquecida pela onda de solda, que também umedece a área de soldagem e se expande para preenchê-la, completando assim o processo de soldagem. Seu princípio de funcionamento é mostrado na figura abaixo.
A soldagem por onda utiliza o princípio de transferência de calor por convecção para aquecer a área de soldagem. A onda de solda derretida atua como uma fonte de calor, fluindo para lavar a área de soldagem do pino e, por outro lado, desempenhando um papel de condução de calor, e a área de soldagem do pino é aquecida sob essa ação. Para garantir o aquecimento da área de soldagem, a onda de solda geralmente tem uma certa largura, de modo que, quando a superfície de soldagem do componente passa pela onda, haja aquecimento, umedecimento e assim por diante. Na soldagem por onda tradicional, geralmente é usada uma onda única, e a onda é relativamente plana. Com o uso de solda de chumbo, ela é atualmente adotada na forma de onda dupla. Conforme mostrado na figura a seguir.
O pino do componente permite que a solda penetre no furo metalizado no estado sólido. Quando o pino toca a onda de solda, a solda líquida sobe pelo pino e pela parede do furo por meio da tensão superficial. A ação capilar dos furos metalizados melhora a subida da solda. Após atingir a placa de circuito impresso (PCB pad), a solda se espalha sob a ação da tensão superficial da placa. A solda ascendente drena o fluxo gasoso e o ar do furo, preenchendo-o e formando a junta de solda após o resfriamento.
(2) Os principais componentes da máquina de soldagem por onda
Uma máquina de solda por onda é composta principalmente por uma correia transportadora, um aquecedor, um tanque de estanho, uma bomba e um dispositivo de formação de espuma (ou pulverização) de fluxo. Ela é dividida principalmente em zona de adição de fluxo, zona de pré-aquecimento, zona de soldagem e zona de resfriamento, conforme mostrado na figura a seguir.
3. Principais diferenças entre soldagem por onda e soldagem por refluxo
A principal diferença entre a soldagem por onda e a soldagem por refluxo é que a fonte de aquecimento e o método de fornecimento de solda são diferentes. Na soldagem por onda, a solda é pré-aquecida e derretida no tanque, e a onda de solda produzida pela bomba desempenha o papel duplo de fonte de calor e fornecimento de solda. A onda de solda derretida aquece os furos passantes, as almofadas e os pinos dos componentes da placa de circuito impresso, além de fornecer a solda necessária para formar as juntas de solda. Na soldagem por refluxo, a solda (pasta de solda) é pré-alocada na área de soldagem da placa de circuito impresso, e a função da fonte de calor durante o refluxo é fundir novamente a solda.
(1) 3 Introdução ao processo de soldagem por onda seletiva
O equipamento de solda por onda foi inventado há mais de 50 anos e apresenta as vantagens de alta eficiência de produção e grande rendimento na fabricação de componentes through-hole e placas de circuito, tornando-se o equipamento de solda mais importante na produção em massa automática de produtos eletrônicos. No entanto, existem algumas limitações em sua aplicação: (1) os parâmetros de soldagem são diferentes.
Diferentes juntas de solda na mesma placa de circuito podem exigir parâmetros de soldagem muito diferentes devido às suas diferentes características (como capacidade térmica, espaçamento entre pinos, requisitos de penetração de estanho, etc.). No entanto, a característica da soldagem por onda é completar a soldagem de todas as juntas de solda em toda a placa de circuito sob os mesmos parâmetros definidos, portanto, diferentes juntas de solda precisam se "acomodar" umas às outras, o que torna a soldagem por onda mais difícil de atender totalmente aos requisitos de soldagem de placas de circuito de alta qualidade.
(2) Altos custos operacionais.
Na aplicação prática da soldagem por onda tradicional, a pulverização de fluxo em toda a placa e a geração de escória de estanho acarretam altos custos operacionais. Especialmente na soldagem sem chumbo, o aumento nos custos operacionais causado pela escória de estanho é surpreendente, pois o preço da solda sem chumbo é mais de três vezes maior que o da solda com chumbo. Além disso, a solda sem chumbo continua a derreter o cobre na almofada, e a composição da solda no cilindro de estanho muda com o tempo, o que requer a adição regular de estanho puro e prata cara para resolver o problema.
(3) Manutenção e problemas de manutenção.
O fluxo residual na produção permanecerá no sistema de transmissão da soldagem por onda, e a escória de estanho gerada precisa ser removida regularmente, o que traz ao usuário um trabalho mais complicado de manutenção e reparo do equipamento; Por essas razões, surgiu a soldagem por onda seletiva.
A chamada soldagem por onda seletiva de PCBA ainda usa o forno de estanho original, mas a diferença é que a placa precisa ser colocada no suporte do forno de estanho, que é o que costumamos dizer sobre o suporte do forno, conforme mostrado na figura abaixo.
As peças que requerem soldagem por onda são então expostas ao estanho, e as demais são protegidas com revestimento automotivo, como mostrado abaixo. Isso é semelhante à instalação de uma boia salva-vidas em uma piscina: a área coberta pela boia não receberá água; ao substituí-la por um fogão de estanho, a área coberta pelo veículo naturalmente não receberá estanho, e não haverá problema de derretimento do estanho ou queda de peças.
"Processo de soldagem por refluxo através de furos"
A soldagem por refluxo passante é um processo de soldagem por refluxo para inserção de componentes, utilizado principalmente na fabricação de placas de montagem de superfície contendo alguns encaixes. O núcleo da tecnologia é o método de aplicação de pasta de solda.
1. Introdução ao processo
De acordo com o método de aplicação da pasta de solda, a soldagem por refluxo através de furo passante pode ser dividida em três tipos: processo de soldagem por refluxo através de furo passante com impressão de tubo, processo de soldagem por refluxo através de furo passante com impressão de pasta de solda e processo de soldagem por refluxo através de furo passante com folha de flandres moldada.
1) Processo de soldagem por refluxo de impressão tubular através de furo
O processo de soldagem por refluxo de impressão tubular através de furos é a aplicação mais antiga do processo de soldagem por refluxo de componentes através de furos, sendo utilizado principalmente na fabricação de sintonizadores de TV a cores. O núcleo do processo é a prensa tubular de pasta de solda, conforme mostrado na figura abaixo.
2) Impressão de pasta de solda através do processo de soldagem por refluxo de furo
O processo de soldagem por refluxo através de furo de impressão de pasta de solda é atualmente o processo de soldagem por refluxo através de furo mais amplamente utilizado, usado principalmente para PCBA misto contendo um pequeno número de plug-ins, o processo é totalmente compatível com o processo de soldagem por refluxo convencional, nenhum equipamento de processo especial é necessário, o único requisito é que os componentes de plug-in soldados devem ser adequados para soldagem por refluxo através de furo, o processo é mostrado na figura a seguir.
3) Processo de soldagem por refluxo de chapa de estanho através de furo
O processo de soldagem por refluxo de furo passante de folha de flandres moldada é usado principalmente para conectores multipinos. A solda não é pasta de solda, mas folha de flandres moldada, geralmente adicionada diretamente pelo fabricante do conector. O conjunto só pode ser aquecido.
Requisitos de projeto de refluxo por furo passante
1. Requisitos de projeto de PCB
(1) Adequado para espessura de PCB menor ou igual a 1,6 mm.
(2) A largura mínima da almofada é de 0,25 mm, e a pasta de solda derretida é "puxada" uma vez, e o cordão de estanho não é formado.
(3) A folga do componente fora da placa (Stand-off) deve ser maior que 0,3 mm
(4) O comprimento apropriado do fio que sai da almofada é de 0,25 a 0,75 mm.
(5) A distância mínima entre componentes de espaçamento fino, como 0603 e a almofada, é de 2 mm.
(6) A abertura máxima da malha de aço pode ser expandida em 1,5 mm.
(7) A abertura é o diâmetro do fio mais 0,1 a 0,2 mm. Conforme mostrado na figura a seguir.
"Requisitos para abertura de janelas de malha de aço"
Em geral, para atingir 50% de preenchimento do furo, a janela da malha de aço deve ser expandida, a quantidade específica de expansão externa deve ser determinada de acordo com a espessura do PCB, a espessura da malha de aço, a folga entre o furo e o chumbo e outros fatores.
Em geral, desde que a expansão não exceda 2 mm, a pasta de solda será retraída e preenchida no orifício. Deve-se observar que a expansão externa não pode ser comprimida pela embalagem do componente, ou deve evitar o corpo da embalagem do componente, formando uma esfera de estanho em um dos lados, conforme mostrado na figura a seguir.
"Introdução ao Processo de Montagem Convencional de PCBA"
1) Montagem unilateral
O fluxo do processo é mostrado na figura abaixo
2) Inserção lateral única
O fluxo do processo é mostrado na Figura 5 abaixo
A formação dos pinos do dispositivo na soldagem por onda é uma das partes menos eficientes do processo de produção, o que traz o risco de danos eletrostáticos e prolonga o tempo de entrega, além de aumentar a chance de erro.
3) Montagem dupla face
O fluxo do processo é mostrado na figura abaixo
4) Um lado misturado
O fluxo do processo é mostrado na figura abaixo
Se houver poucos componentes de furo passante, pode-se usar soldagem por refluxo e soldagem manual.
5) Mistura dupla face
O fluxo do processo é mostrado na figura abaixo
Caso haja mais dispositivos SMD de dupla face e poucos componentes THT, os dispositivos plug-in podem ser soldados por refluxo ou manualmente. O fluxograma do processo é mostrado abaixo.
