Quy trình sản xuất PCBA chi tiết (bao gồm toàn bộ quy trình DIP), các bạn vào xem nhé!
"Quy trình hàn sóng"
Hàn sóng nói chung là một quá trình hàn cho các thiết bị cắm. Đó là một quá trình trong đó chất hàn lỏng nóng chảy, với sự trợ giúp của máy bơm, tạo thành một dạng sóng hàn cụ thể trên bề mặt chất lỏng của bể hàn và PCB của thành phần được chèn đi qua đỉnh sóng hàn ở một nhiệt độ cụ thể Góc và độ sâu nhúng nhất định trên xích truyền để đạt được mối hàn hàn, như thể hiện trong hình bên dưới.
Quy trình chung như sau: lắp thiết bị --Tải PCB -- hàn sóng --Dỡ PCB --Cắt chân DIP -- làm sạch, như minh họa trong hình bên dưới.
1. Công nghệ chèn THC
1. Tạo hình chốt linh kiện
Thiết bị DIP cần được định hình trước khi lắp vào
(1) Tạo hình linh kiện được xử lý bằng tay: Chốt uốn cong có thể được tạo hình bằng nhíp hoặc tuốc nơ vít nhỏ, như trong hình bên dưới.
(2) Quá trình xử lý máy tạo hình linh kiện: quá trình tạo hình linh kiện được hoàn thành bằng máy tạo hình đặc biệt, nguyên lý làm việc của nó là bộ cấp liệu sử dụng cấp rung để cấp nguyên liệu, (chẳng hạn như bóng bán dẫn cắm) với bộ chia để định vị đối với bóng bán dẫn, bước đầu tiên là uốn cong các chân ở cả hai bên trái và phải; Bước thứ hai là uốn chốt giữa về phía sau hoặc phía trước để tạo thành. Như thể hiện trong hình ảnh sau đây.
2. Chèn linh kiện
Thông qua công nghệ chèn lỗ được chia thành chèn thủ công và chèn thiết bị cơ khí tự động
(1) Việc lắp và hàn thủ công trước tiên phải lắp các bộ phận cần cố định về mặt cơ học, chẳng hạn như giá làm mát, giá đỡ, kẹp, v.v. của thiết bị nguồn, sau đó lắp các bộ phận cần hàn và cố định. Không chạm trực tiếp vào các chốt linh kiện và lá đồng trên tấm in khi lắp vào.
(2) Plug-in cơ khí tự động (gọi tắt là AI) là công nghệ sản xuất tự động tiên tiến nhất trong việc lắp đặt các sản phẩm điện tử hiện đại. Việc lắp đặt thiết bị cơ khí tự động trước hết phải lắp những bộ phận có chiều cao thấp hơn, sau đó lắp những bộ phận có chiều cao cao hơn. Các thành phần quan trọng có giá trị nên được đưa vào cài đặt cuối cùng. Việc lắp đặt giá tản nhiệt, giá đỡ, kẹp,… phải gần với quá trình hàn. Trình tự lắp ráp các thành phần PCB được thể hiện trong hình dưới đây.
3. Hàn sóng
(1) Nguyên lý làm việc của hàn sóng
Hàn sóng là một loại công nghệ tạo thành một dạng sóng hàn cụ thể trên bề mặt chất hàn lỏng nóng chảy bằng áp suất bơm và tạo thành một điểm hàn trong khu vực hàn chốt khi bộ phận lắp ráp được lắp với bộ phận đó đi qua vật hàn sóng ở một góc cố định. Linh kiện được gia nhiệt trước tại vùng gia nhiệt trước của máy hàn trong quá trình truyền tải bằng băng tải xích (gia nhiệt sơ bộ linh kiện và nhiệt độ cần đạt vẫn được kiểm soát bởi đường cong nhiệt độ xác định trước). Trong thực tế hàn thường phải kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt trước của bề mặt linh kiện nên nhiều thiết bị đã bổ sung thêm thiết bị phát hiện nhiệt độ tương ứng (chẳng hạn như đầu dò hồng ngoại). Sau khi gia nhiệt trước, cụm đi vào rãnh chì để hàn. Thùng thiếc chứa chất lỏng hàn nóng chảy, vòi phun ở đáy thùng thép phun ra đỉnh sóng có hình dạng cố định của chất hàn nóng chảy, để khi bề mặt hàn của linh kiện đi qua sóng sẽ được làm nóng bởi sóng hàn , đồng thời sóng hàn cũng làm ẩm vùng hàn và nở ra lấp đầy, cuối cùng đạt được quá trình hàn. Nguyên lý làm việc của nó được thể hiện trong hình dưới đây.
Hàn sóng sử dụng nguyên lý truyền nhiệt đối lưu để làm nóng vùng hàn. Sóng hàn nóng chảy đóng vai trò như một nguồn nhiệt, một mặt chảy để rửa khu vực hàn chốt, mặt khác cũng đóng vai trò dẫn nhiệt và khu vực hàn chốt được làm nóng dưới tác động này. Để đảm bảo vùng hàn nóng lên, sóng hàn thường có chiều rộng nhất định, để khi bề mặt hàn của linh kiện đi qua sóng sẽ có đủ nhiệt lượng, độ ẩm, v.v. Trong hàn sóng truyền thống, sóng đơn thường được sử dụng và sóng tương đối phẳng. Với việc sử dụng chất hàn chì, nó hiện được sử dụng ở dạng sóng đôi. Như thể hiện trong hình ảnh sau đây.
Chốt của bộ phận cung cấp một cách để vật hàn nhúng vào lỗ được kim loại hóa ở trạng thái rắn. Khi chốt chạm vào sóng hàn, chất hàn lỏng sẽ leo lên chốt và thành lỗ nhờ sức căng bề mặt. Hoạt động mao dẫn của kim loại hóa thông qua các lỗ giúp cải thiện khả năng leo của vật hàn. Sau khi chất hàn chạm tới miếng đệm PcB, nó sẽ lan ra dưới tác dụng của sức căng bề mặt của miếng đệm. Chất hàn dâng lên hút khí từ thông và không khí ra khỏi lỗ xuyên qua, do đó lấp đầy lỗ xuyên qua và hình thành mối hàn sau khi nguội.
(2) Các bộ phận chính của máy hàn sóng
Máy hàn sóng chủ yếu bao gồm băng tải, lò sưởi, thùng thiếc, máy bơm và thiết bị tạo bọt (hoặc phun) từ thông. Nó chủ yếu được chia thành vùng thêm từ thông, vùng làm nóng trước, vùng hàn và vùng làm mát, như thể hiện trong hình dưới đây.
3. Sự khác biệt chính giữa hàn sóng và hàn nóng chảy lại
Sự khác biệt chính giữa hàn sóng và hàn nóng chảy lại là nguồn nhiệt và phương pháp cung cấp chất hàn trong hàn là khác nhau. Trong hàn sóng, chất hàn được làm nóng trước và tan chảy trong bể, và sóng hàn do máy bơm tạo ra đóng vai trò kép là nguồn nhiệt và cung cấp chất hàn. Sóng hàn nóng chảy làm nóng các lỗ xuyên qua, miếng đệm và chân linh kiện của PCB, đồng thời cung cấp chất hàn cần thiết để tạo thành các mối hàn. Trong hàn nóng chảy lại, chất hàn (dán hàn) được phân bổ trước vào khu vực hàn của PCB và vai trò của nguồn nhiệt trong quá trình nóng chảy lại là làm nóng chảy lại chất hàn.
(1) 3 Giới thiệu quy trình hàn sóng chọn lọc
Thiết bị hàn sóng đã được phát minh hơn 50 năm, có ưu điểm là hiệu quả sản xuất cao và sản lượng lớn trong sản xuất linh kiện xuyên lỗ và bảng mạch nên từng là thiết bị hàn quan trọng nhất trong sản xuất hàng loạt tự động. sản phẩm điện tử. Tuy nhiên, có một số hạn chế trong ứng dụng của nó: (1) các thông số hàn khác nhau.
Các mối hàn khác nhau trên cùng một bảng mạch có thể yêu cầu các thông số hàn rất khác nhau do các đặc tính khác nhau của chúng (chẳng hạn như công suất nhiệt, khoảng cách giữa các chốt, yêu cầu về độ xuyên thấu thiếc, v.v.). Tuy nhiên, đặc điểm của hàn sóng là hàn hoàn toàn tất cả các mối hàn trên toàn bộ bảng mạch theo cùng một thông số cài đặt, do đó các mối hàn khác nhau cần phải “lắng đọng” lẫn nhau, điều này khiến việc hàn sóng khó đáp ứng đầy đủ mối hàn hơn. yêu cầu của bảng mạch chất lượng cao;
(2) Chi phí vận hành cao.
Trong ứng dụng thực tế của phương pháp hàn sóng truyền thống, việc phun toàn bộ tấm thông lượng và tạo ra xỉ thiếc mang lại chi phí vận hành cao. Đặc biệt khi hàn không chì, do giá của vật liệu hàn không chì cao gấp hơn 3 lần so với vật liệu hàn chì nên chi phí vận hành do xỉ thiếc tăng lên là rất đáng ngạc nhiên. Ngoài ra, chất hàn không chì tiếp tục làm nóng chảy đồng trên miếng đệm, và thành phần của chất hàn trong xi lanh thiếc sẽ thay đổi theo thời gian, đòi hỏi phải thường xuyên bổ sung thiếc nguyên chất và bạc đắt tiền để giải quyết;
(3) Sự cố bảo trì và bảo trì.
Thông lượng dư trong quá trình sản xuất sẽ vẫn còn trong hệ thống truyền tải hàn sóng và xỉ thiếc phát sinh cần phải được loại bỏ thường xuyên, điều này khiến công việc bảo trì, bảo dưỡng thiết bị phức tạp hơn cho người dùng; Vì những lý do đó, phương pháp hàn sóng chọn lọc đã ra đời.
Cái gọi là hàn sóng chọn lọc PCBA vẫn sử dụng lò thiếc nguyên bản, nhưng điểm khác biệt là bảng mạch cần được đặt trong giá đỡ lò thiếc, đó là những gì chúng ta thường nói về thiết bị cố định lò, như trong hình bên dưới.
Các bộ phận cần hàn sóng sau đó được tiếp xúc với thiếc và các bộ phận khác được bảo vệ bằng tấm ốp xe, như hình dưới đây. Điều này cũng hơi giống như việc thả phao cứu sinh vào bể bơi, chỗ đặt phao cứu sinh sẽ không lấy được nước, thay bằng bếp thiếc, chỗ bị xe phủ kín đương nhiên sẽ không lấy được thiếc, và sẽ có không có vấn đề thiếc nóng chảy lại hoặc các bộ phận rơi ra.
"Quy trình hàn nóng chảy qua lỗ"
Hàn nóng chảy lại qua lỗ là một quá trình hàn nóng chảy lại để chèn các bộ phận, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất các tấm lắp ráp bề mặt có chứa một số plug-in. Cốt lõi của công nghệ là phương pháp ứng dụng chất hàn dán.
1. Giới thiệu quy trình
Theo phương pháp ứng dụng dán hàn, hàn nóng chảy qua lỗ có thể được chia thành ba loại: in ống thông qua quá trình hàn nóng chảy lại lỗ, in dán hàn thông qua quá trình hàn nóng chảy lại lỗ và tấm thiếc đúc thông qua quá trình hàn nóng chảy lại lỗ.
1) In ống thông qua quá trình hàn nóng chảy lại lỗ
In ống thông qua quá trình hàn nóng chảy lại lỗ là ứng dụng sớm nhất của quá trình hàn nóng chảy lại các thành phần xuyên lỗ, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất bộ điều chỉnh TV màu. Cốt lõi của quy trình là máy ép hình ống dán hàn, quy trình này được thể hiện trong hình bên dưới.
2) In dán hàn thông qua quá trình hàn nóng chảy lại lỗ
In dán hàn thông qua quy trình hàn nóng chảy lại lỗ hiện được sử dụng rộng rãi nhất thông qua quá trình hàn nóng chảy lại lỗ, chủ yếu được sử dụng cho PCBA hỗn hợp có chứa một số lượng nhỏ plug-in, quy trình này hoàn toàn tương thích với quy trình hàn nóng chảy lại thông thường, không có thiết bị xử lý đặc biệt nào Theo yêu cầu, yêu cầu duy nhất là các bộ phận cắm hàn phải phù hợp để hàn nóng chảy lại qua lỗ, quy trình này được thể hiện trong hình sau.
3) Đúc tấm thiếc thông qua quá trình hàn nóng chảy lại lỗ
Tấm thiếc đúc thông qua quá trình hàn nóng chảy lại lỗ chủ yếu được sử dụng cho các đầu nối nhiều chân, chất hàn không phải là chất hàn dán mà là tấm thiếc đúc, nói chung là do nhà sản xuất đầu nối trực tiếp thêm vào, lắp ráp chỉ có thể được làm nóng.
Yêu cầu thiết kế phản xạ thông qua lỗ
1. Yêu cầu thiết kế PCB
(1) Thích hợp cho độ dày PCB nhỏ hơn hoặc bằng bảng 1,6mm.
(2) Chiều rộng tối thiểu của miếng đệm là 0,25mm và miếng dán hàn nóng chảy được "kéo" một lần và hạt thiếc không được hình thành.
(3) Khe hở ngoài linh kiện (Stand-off) phải lớn hơn 0,3mm
(4) Chiều dài thích hợp của dây chì nhô ra khỏi miếng đệm là 0,25 ~ 0,75mm.
(5) Khoảng cách tối thiểu giữa các thành phần có khoảng cách nhỏ như 0603 và miếng đệm là 2mm.
(6) Độ mở tối đa của lưới thép có thể mở rộng thêm 1,5mm.
(7) Khẩu độ là đường kính chì cộng thêm 0,1 ~ 0,2mm. Như thể hiện trong hình ảnh sau đây.
"Yêu cầu mở cửa sổ lưới thép"
Nói chung, để đạt được độ lấp đầy lỗ 50%, cửa sổ lưới thép phải được mở rộng, lượng giãn nở bên ngoài cụ thể phải được xác định theo độ dày PCB, độ dày của lưới thép, khe hở giữa lỗ và chì và các yếu tố khác.
Nói chung, miễn là độ giãn nở không vượt quá 2 mm, miếng dán hàn sẽ được kéo lại và lấp đầy vào lỗ. Cần lưu ý rằng gói thành phần không thể nén phần mở rộng bên ngoài hoặc phải tránh phần thân gói của thành phần và tạo thành một hạt thiếc ở một bên, như trong hình sau.
"Giới thiệu về quy trình lắp ráp thông thường của PCBA"
1) Gắn một mặt
Luồng quy trình được thể hiện trong hình dưới đây
2) Chèn một mặt
Luồng quy trình được thể hiện trong Hình 5 bên dưới
Việc hình thành các chân của thiết bị trong hàn sóng là một trong những phần kém hiệu quả nhất của quy trình sản xuất, do đó mang lại nguy cơ hư hỏng do tĩnh điện và kéo dài thời gian giao hàng, đồng thời cũng làm tăng nguy cơ xảy ra lỗi.
3) Gắn hai mặt
Luồng quy trình được thể hiện trong hình dưới đây
4) Một bên hỗn hợp
Luồng quy trình được thể hiện trong hình dưới đây
Nếu có ít bộ phận xuyên qua lỗ thì có thể sử dụng phương pháp hàn nóng chảy lại và hàn thủ công.
5) Trộn hai mặt
Luồng quy trình được thể hiện trong hình dưới đây
Nếu có nhiều thiết bị SMD hai mặt hơn và ít linh kiện THT hơn thì các thiết bị cắm thêm có thể được hàn nóng chảy lại hoặc hàn thủ công. Biểu đồ dòng quy trình được hiển thị dưới đây.