Technologie PCBA - Processus de soudage de pâte à souder PCBA Process

Les broches d'interconnexion de divers composants PCBA montés en surface sur la carte, qu'il s'agisse de broches en saillie, de broches à crochet (J - Lead), de broches à billes ou de broches sans broches mais uniquement de Plots, doivent d'abord être sur la carte. La pâte à souder est imprimée sur les plots de roulement et chaque « pied» est positionné et collé temporairement avant d'être soudé de manière permanente par fusion de la pâte. Le reflux dans l'original se réfère au processus par lequel les petites particules sphériques de soudure qui ont fondu dans la pâte à souder sont fondues et soudées à nouveau par diverses sources de chaleur, devenant des points de soudure. L'industrie générale du PCBA cite de manière irresponsable et directe le terme japonais de « soudage par refusion», qui est en fait inapproprié et n'exprime pas suffisamment le sens correct du soudage par refusion. Si cela se traduit littéralement par « re - fusion» ou « reflux», c'est encore plus déroutant.

1. Sélection et stockage de la pâte à souder:

Actuellement, la norme internationale la plus récente pour les pâtes à souder est J - STD - 005. Le choix de la pâte à souder doit se concentrer sur les trois points suivants afin de maintenir une cohérence optimale de la couche de pâte à souder imprimée:

(1) la taille des particules d'étain (poudre ou bille), les spécifications de la composition de l'alliage, etc. doivent dépendre de la taille des plots et des broches, ainsi que du volume des points de soudure et de la température de soudage.

(2) Quelle est l'activité et la nettoyabilité du flux dans la pâte à souder?

(3) Quelle est la viscosité de la pâte à souder et le contenu du rapport métal - poids?

Après l'impression de la pâte à souder, il est également nécessaire pour le placement des pièces et le positionnement des broches, d'où leur viscosité positive (collant) et leur effondrement négatif (affaissement), ainsi que l'ouverture réelle après l'emballage d'origine. La vie active est également prise en compte. Bien sûr, il partage le même point de vue que d'autres produits chimiques, à savoir que la stabilité à long terme de la qualité de la pâte à souder doit absolument être considérée en premier.

Deuxièmement, le stockage à long terme de la pâte à souder doit être placé dans le réfrigérateur. Il est plus idéal d'ajuster à la température ambiante lors de l'extraction. Cela empêchera la condensation de la rosée dans l'air et entraînera une accumulation d'eau au point d'impression, ce qui pourrait entraîner des éclaboussures d'étain lors du soudage à haute température, La pâte à souder après ouverture de chaque flacon doit être utilisée autant que possible. La pâte à souder restante sur l'écran ou la plaque d'acier ne doit pas être grattée et stockée dans le reste du matériau du récipient d'origine pour réutilisation.

2. Brasage et pré - cuisson de la pâte à souder:

Pour la distribution et l'application de la pâte à souder sur les Plots sur plaque, la méthode de production de masse la plus courante est la "sérigraphie" ou la méthode d'impression de pochoir. Dans le premier type d'écran, l'écran lui - même n'est qu'un support et nécessite la fixation séparée d'un gabarit à motifs précis (Stencil) pour transférer la pâte sur les différents Plots. Cette méthode de sérigraphie est plus pratique, moins chère et très économique pour un petit nombre de produits différents ou pour le processus de fabrication d'échantillons. Cependant, en raison de son endurance, la précision et la vitesse d'usinage ne sont pas aussi rapides que l'impression de tôle d'acier, la première étant rarement utilisée dans les machines d'assemblage PCBA de production de masse.

Pour les procédés d'impression de tôles d'acier, une tôle d'acier inoxydable de 0,2 mm d'épaisseur doit être précisement évidée double face à l'aide d'une gravure chimique localisée ou d'un traitement d'ablation laser afin d'obtenir l'ouverture souhaitée permettant l'extrusion et la fuite de la pâte à souder. Les parois latérales doivent être lisses pour faciliter le passage de la pâte à souder et réduire son accumulation. Ainsi, en plus de graver les creux, un électropolissage (électropolissage) est nécessaire pour enlever les poils. On utilise même du nickel plaqué pour augmenter la lubrification de la surface afin de faciliter le passage de la pâte à souder.

En plus des deux méthodes principales décrites ci - dessus, il existe deux méthodes communes de distribution de pâte à souder: la distribution par seringue et le transfert par imprégnation pour la production en petites quantités. La méthode d'injection peut être utilisée lorsque la surface de la plaque est inégale et que la méthode de sérigraphie ne peut pas être utilisée, ou lorsque les taches de pâte à souder ne sont pas nombreuses et trop largement réparties. Cependant, comme il y a peu de points, le traitement est très coûteux. La quantité de revêtement de pâte à souder est liée au diamètre intérieur, à la pression d'air, au temps, à la taille des particules et à l'adhérence du tube d'aiguille. Quant à la « méthode de transfert multipoint », elle peut être utilisée pour encapsuler des matrices fixes de substrats (substrats) tels que des petites plaques. La quantité transférée est liée au degré d'adhérence et à la taille de la pointe.

Certaines pâtes à souder qui ont été diffusées doivent être préalablement cuites (70 ~ 80 degrés Celsius, 5 ~ 15 minutes) avant de placer les pièces sur les broches pour chasser le solvant dans la pâte à souder, réduisant ainsi les boules de soudure à haute température ultérieures causées par des éclaboussures de médias, réduisant les vides dans les Points de soudure; Mais cette impression, suivie d'un chauffage et d'une cuisson, rend la pâte à souder à adhérence réduite susceptible de s'effondrer lorsque vous marchez sur les pieds. De plus, une fois la précuiture excessive, elle peut même entraîner accidentellement de mauvaises performances de soudage et des billes de soudage dues à l'oxydation de la surface des particules.

Iii. Soudure à haute température (reflux)

1. Généralités

Le soudage à haute température est l'utilisation de la lumière infrarouge, de l'air chaud ou de l'azote chaud, etc., de sorte que la pâte à souder imprimée et attachée à chaque broche est fondue à haute température pour devenir un point de soudure, appelé "soudage par fusion". Au début de la montée en puissance des SMT dans les années 1980, une grande partie de sa source de chaleur provenait d'unités infrarouges (IR) rayonnantes avec une efficacité de chauffage optimale. Plus tard, afin d'améliorer la qualité de la production en série, l'air chaud a été ajouté et même l'infrarouge a été complètement abandonné pour n'utiliser que des unités d'air chaud. Récemment, pour être « pas propre», il a fallu passer à un chauffage « à l'azote chaud». Dans le cas où il est possible de réduire l'oxydation de la surface du métal à souder, l '« azote thermique » permet de préserver la qualité et de prendre en compte la protection de l'environnement. Bien sûr, c'est la meilleure approche, mais l'augmentation des coûts est extrêmement mortelle.

2. Infrarouge et air chaud

Les rayons infrarouges communs peuvent être grossièrement divisés en:

(1) « proche infrarouge », longueur d'onde de 0,72 ~ 1,5 µm, proche de la lumière visible.

(2) « infrarouge moyen » (Middle IR), longueur d’onde de 1,5 ~ 5,6 µm.

(3) et "infrarouge lointain" (Far - IR) avec une longueur d'onde d'énergie thermique de 5,6 ~ 100 µm.

Les avantages de la soudure infrarouge sont: l'efficacité de chauffage est élevée, les coûts d'entretien de l'équipement sont faibles, les inconvénients de la « pierre tombale» sont réduits par rapport à la soudure à la vapeur et peuvent fonctionner avec du gaz chaud à haute température. L'inconvénient est qu'il n'y a pratiquement pas de température limite supérieure, ce qui tend à provoquer des brûlures et même une décoloration et une détérioration des pièces à souder dues à une surchauffe, et que seuls les SMD peuvent être soudés et non les pieds d'éléments enfichables PTH.

3. Processus de livraison automatique PCBA:

Une carte globale de distribution de température pour la soudure de connexion (profil); Il existe trois niveaux de préchauffage (absorption de chaleur), de soudage et de refroidissement. Dans chaque niveau, il y a plusieurs partitions (zones). Les zones avec moins de zones (3 - 4 zones) sont livrées plus lentement (26 CM / min), les zones avec plus de zones (plus de 7 zones) sont livrées plus rapidement (près de 50 cm / min). En général, 6 étapes sont mieux adaptées à la production en série. Le bon moment pour toute la ligne est entre 4 - 7 minutes.

Le préchauffage peut amener la température de surface de la plaque à 150 degrés Celsius, et à 120 degrés Celsius, le flux peut être activé en 90 - 150 secondes pour éliminer les taches de rouille et l'empêcher de rouiller à nouveau. Plus la température TG de la feuille est élevée, mieux c'est, car le matériau plastique au - dessus de TG présente non seulement une plasticité molle, ce qui nuit grandement à la stabilité dimensionnelle, mais aussi une rupture facile du PTH lorsque la dilatation (x.y.z) augmente dans toutes les directions. Chaque plaque avec un numéro de matériau différent a sa vitesse de livraison optimale, mais le temps de séjour dans la zone de soudage générale peut être spécifié entre 30 et 60 secondes, la température de soudage appropriée est de 220 degrés Celsius. Des procédures opérationnelles normalisées (SOP) pratiques devraient être élaborées séparément avant la production de masse.