Tecnología de PCB - Detalles técnicos de soldadura selectiva de PCB

Mirando hacia atrás en la historia del desarrollo de la tecnología de PCB en los últimos años, podemos notar que la tecnología de soldadura de retorno es una tendencia obvia. En principio, las piezas de inserción tradicionales también pueden ser soldadas de retorno, generalmente conocidas como soldadura de retorno a través del agujero. La ventaja es que todos los puntos de soldadura se pueden completar al mismo tiempo, minimizando así los costos de producción. Sin embargo, los elementos sensibles a la temperatura limitan la aplicación de la soldadura de retorno, tanto el insertor como el smd. Luego la gente volvió su atención a la elección de la soldadura. En la mayoría de las aplicaciones, la soldadura selectiva se puede utilizar después de la soldadura de retorno. Esto se convertirá en una forma económica y efectiva de completar la soldadura de las piezas de inserción restantes y será completamente compatible con la futura soldadura sin plomo.

Características del proceso de soldadura selectiva de PCB

Las características del proceso de soldadura selectiva se pueden entender comparando con la soldadura de pico. La diferencia más obvia entre los dos es que en la soldadura de pico, la parte inferior del PCB está completamente sumergida en la soldadura líquida, mientras que en la soldadura selectiva, solo algunas áreas específicas entran en contacto con las ondas de soldadura. Debido a que el propio PCB es un medio de transmisión de calor pobre, los puntos de soldadura y las áreas de PCB de los componentes adyacentes no se calentan y derriten durante el proceso de soldadura. El flujo también debe precotizarse antes de la soldadura. En comparación con la soldadura de pico, el flujo solo se aplica a la parte inferior del PCB a soldar, no a todo el pcb. Además, la soldadura selectiva solo se aplica a la soldadura de componentes enchufables. La soldadura selectiva es un método completamente nuevo. Un conocimiento profundo de los procesos y equipos de soldadura selectiva es una condición necesaria para una soldadura exitosa.

Proceso de soldadura selectiva

Los procesos de soldadura selectivos típicos incluyen: pulverización de flujo, precalentamiento de pcb, soldadura por inmersión y soldadura por arrastre.

Proceso de recubrimiento de flujo

En la soldadura selectiva, el proceso de recubrimiento de flujo juega un papel importante. Al final del calentamiento y soldadura de la soldadura, el flujo debe tener suficiente actividad para evitar el puente y la oxidación del pcb. La pulverización de flujo es llevada por un manipulador X / y, el PCB se lleva a través de la boquilla de flujo y el flujo Se pulveriza sobre el PCB a soldar. El flujo tiene una variedad de métodos, como la pulverización de una sola boquilla, la pulverización microporosa y la pulverización simultánea multipunto / patrón. Lo más importante de la soldadura selectiva de picos de microondas después del proceso de soldadura de retorno es la inyección precisa del flujo. Los Chorros microporosos nunca contaminan el área fuera de la soldadura. El diámetro mínimo del patrón de punto de flujo rociado por micropunto es superior a 2 mm, por lo que la precisión de posición del depósito de flujo en el PCB es de ± 0,5 mm para garantizar que el flujo siempre cubra la pieza de soldadura. Las tolerancia del flujo de pulverización son proporcionadas por el proveedor, y las especificaciones técnicas deben especificar la cantidad de flujo utilizada, generalmente se recomienda usar un rango de tolerancia de seguridad del 100%.

Proceso de precalentamiento

El objetivo principal del precalentamiento durante el proceso de soldadura selectiva no es reducir la tensión térmica, sino eliminar el disolvente y precotizar el flujo para que el flujo tenga la viscosidad correcta antes de entrar en la onda de soldadura. Durante el proceso de soldadura, la influencia del calor generado por el precalentamiento en la calidad de la soldadura no es un factor clave. El grosor del material de pcb, las especificaciones de encapsulamiento del dispositivo y el tipo de flujo determinan la configuración de la temperatura de precalentamiento. En la soldadura selectiva, hay diferentes explicaciones teóricas para el precalentamiento: algunos ingenieros de proceso creen que los PCB deben calentarse antes de pulverizar el flujo; Otro punto de vista es que no se necesita precalentamiento, sino soldadura directa. Los usuarios pueden organizar el proceso de soldadura selectiva de acuerdo con las circunstancias específicas.

Proceso de soldadura

La soldadura selectiva tiene dos procesos diferentes: soldadura por arrastre y soldadura por inmersión.

El proceso de soldadura de arrastre selectivo se realiza en una sola pequeña onda de soldadura en la punta de soldadura. El proceso de soldadura por arrastre es adecuado para la soldadura en espacios muy pequeños en el pcb. Por ejemplo: un solo punto de soldadura o pin, un solo pin de línea puede ser soldado por arrastre. El PCB se mueve en la onda de soldadura de la punta de soldadura a diferentes velocidades y ángulos para obtener la mejor calidad de soldadura. Para garantizar la estabilidad del proceso de soldadura, el diámetro interior de la boquilla de soldadura es inferior a 6 mm. Después de determinar la dirección de flujo de la solución de soldadura, se instalan y optimizan las juntas de soldadura en diferentes direcciones de acuerdo con las diferentes necesidades de soldadura. El manipulador puede acercarse a las ondas de soldadura desde diferentes direcciones, es decir, desde diferentes ángulos entre 0 ° y 12 °, por lo que el usuario puede soldar varios dispositivos en componentes electrónicos. Para la mayoría de los equipos, el ángulo de inclinación recomendado es de 10 °.

En comparación con el proceso de soldadura por inmersión, la solución de soldadura del proceso de soldadura por arrastre y el Movimiento de la placa de PCB hacen que la eficiencia de conversión térmica en el proceso de soldadura sea mejor que la del proceso de soldadura por inmersión. Sin embargo, el calor necesario para formar la conexión de soldadura se transmite a través de ondas de soldadura, pero la calidad de las ondas de soldadura en una sola punta de soldadura es muy pequeña, y solo una temperatura relativamente alta de las ondas de soldadura puede cumplir con los requisitos del proceso de soldadura de arrastre. Ejemplo: la temperatura de la soldadura es de 275 grados centígrados ï medio 300 grados centígrados, y la velocidad de tracción es de 10 mm / sï medio 25 mm / s, que suele ser aceptable. Proporcionar nitrógeno en el área de soldadura para evitar la oxidación de las ondas de soldadura. Las ondas de soldadura eliminan la oxidación, lo que hace que el proceso de soldadura de bloqueo evite la aparición de defectos en el puente. Esta ventaja mejora la estabilidad y fiabilidad del proceso de soldadura por resistencia.

La máquina herramienta tiene las características de alta precisión y flexibilidad. El sistema de diseño de estructura modular se puede personalizar completamente de acuerdo con los requisitos especiales de producción de los clientes y se puede actualizar para satisfacer las necesidades de desarrollo futuro de la producción. El radio de movimiento del manipulador puede cubrir la boquilla de flujo, la boquilla de precalentamiento y la boquilla de soldadura, por lo que el mismo equipo puede completar diferentes procesos de soldadura. El proceso de sincronización único de la máquina puede acortar en gran medida el ciclo de proceso de una sola placa. La capacidad del manipulador hace que esta soldadura selectiva tenga las características de soldadura de alta precisión y alta calidad. El primero es la capacidad de posicionamiento altamente estable y precisa del robot (+ 0,05 mm), lo que garantiza una alta repetibilidad de los parámetros generados por cada placa; El segundo es el Movimiento de 5 dimensiones del robot, que permite al PCB tocar la superficie del estaño en cualquier ángulo y dirección optimizados para obtener la mejor calidad de soldadura. La pluma indicadora de altura de onda de estaño instalada en el dispositivo de férula del manipulador está hecha de aleación de titanio. La altura de la onda de estaño se puede medir regularmente bajo el control del programa. La altura de fluctuación del Estaño se puede controlar ajustando la velocidad de la bomba de estaño para garantizar la estabilidad del proceso.

A pesar de todas las ventajas anteriores, el proceso de soldadura por resistencia a las ondas de soldadura de una sola boquilla también tiene desventajas: de los tres procesos de inyección de flujo, precalentamiento y soldadura, el tiempo de soldadura es el más largo. Y debido a que los puntos de soldadura son arrastrados uno tras otro, a medida que aumenta el número de puntos de soldadura, el tiempo de soldadura aumentará significativamente, y la eficiencia de la soldadura no se puede comparar con el proceso tradicional de soldadura de pico. Sin embargo, la situación está cambiando. El diseño de varias boquillas permite maximizar la producción. Por ejemplo, el uso de una boquilla doble puede duplicar la salida, y el flujo también se puede diseñar como una boquilla doble.

El sistema de soldadura selectiva inmerso tiene múltiples boquillas de soldadura y está diseñado para corresponder a los PCB a soldar uno por uno. Aunque la flexibilidad no es tan buena como el tipo de robot, la producción es equivalente al equipo tradicional de soldadura de pico, y el costo del equipo es relativamente bajo en comparación con el tipo de robot. Dependiendo del tamaño del pcb, las placas individuales o múltiples se pueden transferir en paralelo, y todos los puntos que requieran soldadura se pulverizarán, precalentarán y soldarán en paralelo al mismo tiempo. Sin embargo, debido a la distribución diferente de los puntos de soldadura en diferentes pcb, es necesario hacer boquillas especiales de soldadura para diferentes pcb. El tamaño de la punta de soldadura es lo más grande posible para garantizar la estabilidad del proceso de soldadura sin afectar a los componentes de PCB adyacentes. Esto es importante y difícil para los ingenieros de diseño, ya que la estabilidad del proceso puede depender de esto.

Utilizando el proceso de soldadura selectiva inmersa, se pueden soldar 0,7 mm ï 1,5 mm de puntos de soldadura. El proceso de soldadura de los pines cortos y las almohadillas de pequeño tamaño es más estable y la posibilidad de puente es muy pequeña. La distancia entre los bordes de las juntas de soldadura adyacentes, los dispositivos y las boquillas de soldadura debe ser superior a 5 mm.