Proceso detallado de producción de PCBA (incluido todo el proceso DIP), ¡ven y mira!
"Proceso de soldadura por ola"
La soldadura por ola es un proceso general para dispositivos enchufables. En este proceso, la soldadura líquida fundida, con la ayuda de una bomba, forma una onda de soldadura específica sobre la superficie líquida del tanque de soldadura. La PCB del componente insertado pasa a través del pico de la onda de soldadura con un ángulo y una profundidad de inmersión específicos en la cadena de transmisión para lograr la soldadura de la unión, como se muestra en la figura a continuación.
El flujo del proceso general es el siguiente: inserción del dispositivo, carga de la PCB, soldadura por ola, descarga de la PCB, recorte de los pines DIP y limpieza, como se muestra en la siguiente figura.
1.Tecnología de inserción de THC
1. Formación de pasadores de componentes
Los dispositivos DIP deben moldearse antes de insertarlos
(1) Modelado de componentes procesados a mano: el pasador doblado se puede moldear con pinzas o un destornillador pequeño, como se muestra en la siguiente figura.
(2) Procesamiento mecánico del conformado de componentes: El conformado de componentes se realiza con una máquina de conformado especial. Su principio de funcionamiento consiste en que el alimentador utiliza alimentación por vibración para alimentar materiales (como transistores enchufables) y un divisor para ubicar el transistor. El primer paso consiste en doblar los pines a ambos lados, izquierdo y derecho; el segundo paso consiste en doblar el pin central hacia atrás o hacia adelante para su conformación. Como se muestra en la siguiente imagen.
2. Insertar componentes
La tecnología de inserción de orificios pasantes se divide en inserción manual e inserción automática con equipo mecánico.
(1) La inserción y soldadura manual deben insertar primero los componentes que requieren fijación mecánica, como la rejilla de refrigeración, el soporte, el clip, etc., del dispositivo de potencia, y luego los componentes que requieren soldadura y fijación. Evite tocar directamente las clavijas de los componentes y la lámina de cobre de la placa de impresión al insertarlos.
(2) El enchufable mecánico automático (IA) es la tecnología de producción automatizada más avanzada para la instalación de productos electrónicos contemporáneos. La instalación de equipos mecánicos automáticos debe primero insertar los componentes de menor altura y luego instalar los de mayor. Los componentes clave valiosos deben incluirse en la instalación final. La instalación de bastidores de disipación de calor, soportes, clips, etc., debe realizarse próxima al proceso de soldadura. La secuencia de montaje de los componentes de la PCB se muestra en la siguiente figura.
3. Soldadura por ola
(1) Principio de funcionamiento de la soldadura por ola
La soldadura por ola es una tecnología que forma una onda de soldadura específica sobre la superficie de la soldadura líquida fundida mediante presión de bombeo. Esta forma un punto de soldadura en la zona de soldadura del pin cuando el componente insertado pasa por la onda de soldadura en un ángulo fijo. El componente se precalienta primero en la zona de precalentamiento de la soldadora durante el proceso de transmisión por la cadena transportadora (el precalentamiento del componente y la temperatura a alcanzar se controlan mediante la curva de temperatura predeterminada). En la soldadura real, suele ser necesario controlar la temperatura de precalentamiento de la superficie del componente, por lo que muchos dispositivos incorporan dispositivos de detección de temperatura (como detectores infrarrojos). Tras el precalentamiento, el conjunto se introduce en la ranura de entrada para su soldadura. El tanque de estaño contiene soldadura líquida fundida, y la boquilla en la parte inferior del tanque de acero proyecta una cresta de onda fija de soldadura fundida. De esta manera, al pasar la onda sobre la superficie de soldadura del componente, esta se calienta, humedece el área de soldadura y se expande para llenarla, completando así el proceso de soldadura. Su principio de funcionamiento se muestra en la figura a continuación.
La soldadura por ola utiliza el principio de transferencia de calor por convección para calentar la zona de soldadura. La ola de soldadura fundida actúa como fuente de calor, fluyendo para limpiar la zona de soldadura de la clavija y, por otro lado, también como conductora de calor, calentando la zona de soldadura de la clavija. Para asegurar el calentamiento de la zona de soldadura, la ola de soldadura suele tener un ancho determinado, de modo que, al pasar por ella la superficie de soldadura del componente, se produzca suficiente calentamiento, humectación, etc. En la soldadura por ola tradicional, generalmente se utiliza una sola ola, que es relativamente plana. Con el uso de soldadura de plomo, actualmente se adopta la forma de doble ola, como se muestra en la siguiente imagen.
El pin del componente permite que la soldadura penetre en el orificio pasante metalizado en estado sólido. Cuando el pin toca la ola de soldadura, la soldadura líquida asciende por la pared del pin y el orificio gracias a la tensión superficial. La capilaridad de los orificios pasantes metalizados facilita el ascenso de la soldadura. Tras alcanzar la almohadilla de la PCB, la soldadura se extiende por la tensión superficial de esta. La soldadura ascendente drena el gas fundente y el aire del orificio pasante, llenándolo y formando la unión soldada tras enfriarse.
(2) Los componentes principales de la máquina de soldadura por ola
Una máquina de soldadura por ola se compone principalmente de una cinta transportadora, un calentador, un tanque de estaño, una bomba y un dispositivo de espumado (o pulverización) de fundente. Se divide principalmente en zona de adición de fundente, zona de precalentamiento, zona de soldadura y zona de enfriamiento, como se muestra en la siguiente figura.
3. Principales diferencias entre la soldadura por ola y la soldadura por reflujo
La principal diferencia entre la soldadura por ola y la soldadura por reflujo radica en que la fuente de calor y el método de suministro de soldadura son distintos. En la soldadura por ola, la soldadura se precalienta y se funde en el tanque, y la ola de soldadura producida por la bomba cumple la doble función de fuente de calor y suministro de soldadura. La ola de soldadura fundida calienta los orificios pasantes, las almohadillas y los pines de los componentes de la PCB, a la vez que proporciona la soldadura necesaria para formar las uniones. En la soldadura por reflujo, la soldadura (pasta de soldar) se preasigna al área de soldadura de la PCB, y la función de la fuente de calor durante el reflujo es fundirla.
(1) 3 Introducción al proceso de soldadura por ola selectiva
El equipo de soldadura por ola se inventó hace más de 50 años y ofrece ventajas como una alta eficiencia de producción y un alto rendimiento en la fabricación de componentes de orificio pasante y placas de circuitos. Por ello, fue en su momento el equipo de soldadura más importante en la producción automática en masa de productos electrónicos. Sin embargo, presenta algunas limitaciones en su aplicación: (1) Los parámetros de soldadura son diferentes.
Diferentes uniones de soldadura en la misma placa de circuito pueden requerir parámetros de soldadura muy distintos debido a sus distintas características (como capacidad térmica, espaciado de pines, requisitos de penetración de estaño, etc.). Sin embargo, la soldadura por ola se caracteriza por completar la soldadura de todas las uniones de la placa de circuito con los mismos parámetros, por lo que las diferentes uniones deben asentarse entre sí, lo que dificulta que la soldadura por ola cumpla plenamente con los requisitos de soldadura de placas de circuito de alta calidad.
(2) Altos costos operativos.
En la práctica de la soldadura por ola tradicional, la pulverización de fundente en toda la placa y la generación de escoria de estaño conllevan altos costos operativos. Especialmente en la soldadura sin plomo, dado que el precio de la soldadura sin plomo es más del triple que el de la soldadura con plomo, el aumento en los costos operativos causado por la escoria de estaño es sorprendente. Además, la soldadura sin plomo continúa fundiendo el cobre en la almohadilla, y la composición de la soldadura en el cilindro de estaño cambia con el tiempo, lo que requiere la adición regular de estaño puro y plata, costosa para su solución.
(3) Mantenimiento y problemas de mantenimiento.
El fundente residual en la producción permanecerá en el sistema de transmisión de la soldadura por ola, y la escoria de estaño generada debe eliminarse periódicamente, lo que implica un trabajo de mantenimiento y conservación del equipo más complicado para el usuario; por tales razones, surgió la soldadura por ola selectiva.
La llamada soldadura por ola selectiva de PCBA todavía utiliza el horno de estaño original, pero la diferencia es que la placa debe colocarse en el soporte del horno de estaño, que es lo que a menudo decimos sobre el accesorio del horno, como se muestra en la figura a continuación.
Las piezas que requieren soldadura por ola se exponen al estaño, y las demás se protegen con un revestimiento para vehículos, como se muestra a continuación. Esto es similar a colocar un salvavidas en una piscina: la zona cubierta por el salvavidas no se mojará. Si se reemplaza con una estufa de estaño, la zona cubierta por el vehículo no se mojará, por lo que no habrá problemas de fusión del estaño ni de caída de piezas.
Proceso de soldadura por refusión mediante orificio pasante
La soldadura por reflujo con orificio pasante es un proceso de soldadura por reflujo para la inserción de componentes, utilizado principalmente en la fabricación de placas de montaje superficial con varios conectores. El núcleo de esta tecnología es la aplicación de pasta de soldadura.
1. Introducción del proceso
Según el método de aplicación de la pasta de soldadura, la soldadura por reflujo de orificios pasantes se puede dividir en tres tipos: proceso de soldadura por reflujo de orificios pasantes de impresión de tuberías, proceso de soldadura por reflujo de orificios pasantes de impresión de pasta de soldadura y proceso de soldadura por reflujo de orificios pasantes de láminas de estaño moldeadas.
1) Proceso de soldadura por reflujo con orificio pasante de impresión tubular
El proceso de soldadura por reflujo de orificio pasante para impresión tubular es la primera aplicación de este proceso en componentes de orificio pasante, y se utiliza principalmente en la fabricación de sintonizadores de TV a color. El núcleo del proceso es la prensa tubular de pasta de soldadura, que se muestra en la figura a continuación.
2) Proceso de soldadura por reflujo con impresión de pasta de soldadura a través de orificios.
El proceso de soldadura por reflujo de orificios pasantes con impresión de pasta de soldadura es actualmente el proceso de soldadura por reflujo de orificios pasantes más utilizado, principalmente utilizado para PCBA mixtos que contienen una pequeña cantidad de complementos, el proceso es totalmente compatible con el proceso de soldadura por reflujo convencional, no se requiere ningún equipo de proceso especial, el único requisito es que los componentes enchufables soldados deben ser adecuados para la soldadura por reflujo de orificios pasantes, el proceso se muestra en la siguiente figura.
3) Proceso de soldadura por reflujo de orificios pasantes de láminas de estaño moldeadas
El proceso de soldadura por reflujo con orificio pasante de lámina de estaño moldeada se utiliza principalmente para conectores de múltiples clavijas, la soldadura no es pasta de soldadura sino lámina de estaño moldeada, generalmente agregada directamente por el fabricante del conector, el ensamblaje solo se puede calentar.
Requisitos de diseño de reflujo de orificio pasante
1. Requisitos de diseño de PCB
(1) Adecuado para placas de circuito impreso (PCB) con un espesor menor o igual a 1,6 mm.
(2) El ancho mínimo de la almohadilla es de 0,25 mm, y la pasta de soldadura fundida se "tira" una vez y no se forma el cordón de estaño.
(3) El espacio entre el componente y la placa (separación) debe ser mayor a 0,3 mm.
(4) La longitud adecuada del cable que sobresale de la almohadilla es de 0,25 a 0,75 mm.
(5) La distancia mínima entre los componentes de espaciado fino, como 0603, y la almohadilla es de 2 mm.
(6) La apertura máxima de la malla de acero se puede ampliar a 1,5 mm.
(7) La apertura es el diámetro del cable más 0,1-0,2 mm. Como se muestra en la siguiente imagen.
Requisitos de apertura de ventanas con malla de acero
En general, para lograr un llenado del orificio del 50%, la ventana de malla de acero debe expandirse, la cantidad específica de expansión externa debe determinarse de acuerdo con el espesor de la PCB, el espesor de la malla de acero, el espacio entre el orificio y el cable y otros factores.
En general, siempre que la expansión no supere los 2 mm, la pasta de soldadura se retirará y se rellenará el orificio. Cabe destacar que la expansión externa no puede ser comprimida por el encapsulado del componente, o bien debe evitar el cuerpo del encapsulado del componente y formar un cordón de estaño en un lado, como se muestra en la siguiente figura.
Introducción al proceso de ensamblaje convencional de PCBA
1) Montaje de un solo lado
El flujo del proceso se muestra en la siguiente figura.
2) Inserción de un solo lado
El flujo del proceso se muestra en la Figura 5 a continuación.
La formación de los pines del dispositivo en la soldadura por ola es una de las partes menos eficientes del proceso de producción, lo que conlleva el riesgo de daño electrostático y prolonga el tiempo de entrega, y también aumenta la posibilidad de error.
3) Montaje de doble cara
El flujo del proceso se muestra en la siguiente figura.
4) Un lado mezclado
El flujo del proceso se muestra en la siguiente figura.
Si hay pocos componentes con orificios pasantes, se puede utilizar soldadura por reflujo y soldadura manual.
5) Mezcla de doble cara
El flujo del proceso se muestra en la siguiente figura.
Si hay más dispositivos SMD de doble cara y pocos componentes THT, los dispositivos enchufables pueden soldarse por reflujo o manualmente. El diagrama de flujo del proceso se muestra a continuación.
