Запитання щодо пайки масового виробництва

Хвильова пайка

Я намагаюся зрозуміти, як працює хвильова пайка. На жаль, стаття у Вікіпедії не залишила мене впевненою у цьому процесі:

1. Чи вся плата зі своїми компонентами квазі занурена в рідкий припой, поки вона проходить через хвилю? (Якщо ні, наступне питання, мабуть, не має сенсу.)
2. Якщо дошка врізається у хвилю, як підтримується хвиля?
3. Чому це не залишає на дошці чудових залишків припою?

Двостороння пайка SMT

Як паяти двосторонні дошки з компонентами SMT? Як запобігти падінню компонентів з одного боку?

Хвиля контактує лише з нижньою стороною друкованої плати.

Колись хвильова паяльна машина використовувалася для пайки деталей SMT в нижній частині друкованої плати, але це більше не використовується на користь більш сучасних методик.

Ось грубий процес пайки ПХД з SMT деталями з обох сторін, а також через отвір (TH) деталі лише з верхньої сторони.

A. Гола друкована плата повернена "знизу вгору". Пасту припаюють через трафарет і на прокладки друкованої плати. Машина для вибору та розміщення деталей розміщує деталі на нижній стороні. Печатну плату пропускають через піч (конвекція з гарячим повітрям або ІЧ-піч) для розплавлення припою та приєднання деталей.

Необов’язковий крок - помістити під деталі невелику краплю клею. Спочатку приклеюють паяльник, потім склеюють, потім деталі наносять на друковану плату і припаюють. Цей клей допомагає запобігти випадання деталей під час подальшого кроку.

B. Дошка перевернута (зверху вгору), і той же процес повторюється для всіх SMT деталей у верхній частині друкованої плати. Я маю на увазі пасту для пайки, розміщену деталі, потім через духовку. Клей не потрібен.

Під час кроку B деталі на нижній частині друкованої плати не опадають. Очевидно, якщо вони склеєні вниз, то вони застрягли там, але більшість компаній не використовують клей. Без клею поверхневого натягу від розплавленого припою достатньо для утримання деталей на місці. Деякі деталі, особливо важкі деталі без багатьох штифтів, можуть не працювати з цією технікою, оскільки недостатньо поверхневого натягу для утримання деталей.

C. Всі деталі наскрізного отвору потім поміщаються на верхню сторону друкованої плати. Піддон пайки прикріплений до нижньої частини ПХБ. Друкована плата проходить через хвильову паяльну машину для пайки всіх TH деталей.

Примітка. Піддон пайки - це в основному щит, що захищає деталі SMT від видалення хвилі. Вони виготовляються на замовлення для кожної плати та мають отвори та контури для оголення деталей TH, захищаючи частини SMT. Друкована плата повинна бути розроблена з урахуванням піддону пайки, оскільки ви не можете розміщувати деталі SMT в нижній частині занадто близько до деталей TH, а деталі SMT не можуть бути занадто високими.

Порівняно нова техніка для TH-частин полягає в тому, щоб повністю пропустити хвильову паяльну машину. Повернувшись на етапі B, паста для пайки розміщується на прокладках TH (і в отворах), а деталі TH вставляються і паяються в духовці з рештою частинами SMT. Деякі компанії, як-от Motorola, позбулися своїх хвильових паяльників на користь цього методу. Але більшість компаній все ще використовують більш стару техніку використання машини хвильового припою з пайковою піддоном.

Звичайно, існує багато варіацій усього цього процесу. Я щойно дав простий і короткий огляд. Але це цілком відповідає тому, як працюють сучасні виробничі процеси (все було інакше, навіть 10 років тому).

хвильова пайка
Для хвильової пайки PCB проходить над ванною розплавленого припою, де припой підштовхується вгору, щоб він вдарився по нижній стороні друкованої плати. Вам знадобиться маска з опором для паяння, щоб запобігти появі припою на всій міді.

Зауважте, що також SMD можуть бути паяними хвилями, але тоді важлива орієнтація деталей. Деякі частини потрібно розмістити перпендикулярно напрямку хвилі. Тонкі деталі кроку, такі як 0,4 мм QFP, не можуть бути припаяні хвилею, оскільки всі штифти будуть коротшими, але QFP з більш високим кроком можуть. Їм потрібні «пайки-пайки», які є припоями в кінці ряду штифтів, щоб зібрати залишки припою.

QFP, можливо, доведеться розміщувати під кутом 45 ° і матимуть пайки в одному з кутів:

Напрямок хвилі важливий під час компонування та панелізації друкованої плати, і інженер-виробник повинен отримати чіткі вказівки щодо цього.

паяльні
SMD для двостороннього розміщення склеюються з одного боку. Після нанесення пасти пасткою за допомогою трафарету машина з крапковими крапками розміщує клейові точки для деталей (з неймовірною швидкістю понад 10 за секунду). Потім деталі розміщуються, панель перевертається, а інша сторона отримує пайку та розміщення компонентів.

Я не знаю, що ви зобразили в думці про паяльну хвилю, але це відносно простий процес.

Друкована плата встановлюється між 2 конвеєрними ланцюгами. Ланцюги - це прості роликові ланцюги, але мають "пальці" довжиною близько 2 дюймів. Один конвеєр рухомий для прийому плат різних розмірів. Вони також нахилені, можливо, 7 градусів. Плати встановлені на одному кінці конвеєра, вони проходять через флюгер, який застосовує флюс пайки до з'єднань, які підлягають пайці. Припой міститься в ємності, яка ГОРЯЧА, і припой знаходиться в рідкому стані. Є насоси, які фактично перекачують припой всередині власного бака і створюють хвилю. Поверхневий натяг дуже видно, і дно ланцюга, яке спаяне, контактує з припоєм, коли він проходить над хвилею. Це лише для паяння наскрізних отворів і не використовується для SMT-компонентів. Будь-який залишок флюсу змивається в господарській шайбі.

SMT компоненти - це інша історія. Гола плата запускається за допомогою принтера на екрані типу, а паяльник наноситься через трафарет. Компоненти розміщують за допомогою машини Pick & Place, після чого дошки пропускають через духовку із заправкою. Якщо дошка двостороння, під кожним компонентом поміщається невелика кількість епоксидної смоли, щоб вона не випала з дошки під час процесу повторного нагрівання (духовки) другої сторони. Сподіваюся, я зміг відповісти на ваші запитання.

Це дещо архаїчний метод, коли весь низ дошки намальований уздовж потоку пулу припоїв: https://www.youtube.com/watch?v=inHzaJIE7-4

Більш новітні методи включають невеликий фонтан з припоєм, який застосовується до окремих точок пайки на дошці, а не ванна, через яку проходить весь блок.

За і проти кожного, я не зовсім впевнений.

Також ось відео з машини для вибору та розміщення: https://www.youtube.com/watch?v=tn0EKtLOVx4