Technologie PCBA - Soudage par retour PCBA et SMD et soudage IR

Avantages et inconvénients des patchs SMT et des Vias PCBA

Patch SMT et via PCBA: avantages et inconvénients lorsque les cartes de circuits imprimés sont devenues un must dans la production de produits électroniques, les éléments via étaient les seuls éléments qui pouvaient être utilisés. Cependant, au fil du temps, les pièces de technologie de montage en surface (SMT) sont devenues de plus en plus populaires jusqu'à ce qu'elles deviennent finalement la principale forme d'emballage de composant utilisée sur les PCB aujourd'hui. Maintenant, il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les pièces SMT sont populaires:

Dimensions: il n'est pas nécessaire de percer le fil à travers le trou. Par défaut, les pièces SMT sont des pièces plus petites. C'est plus attrayant pour les concepteurs qui tentent d'assembler plus de circuits sur des cartes de plus petite taille dans l'électronique d'aujourd'hui.

Coût: Comme les pièces SMT sont plus petites par défaut, elles sont également moins coûteuses à fabriquer. Cela rend les pièces SMT plus rentables que les pièces traversantes.

Disponibilité: Comme les pièces SMT sont devenues plus petites et moins chères, elles ont remplacé les pièces traversantes. C'est notamment le cas pour les dispositifs passifs tels que les résistances et les condensateurs, où l'encapsulation des composants SMT n'est généralement plus la seule option.

Propriétés électriques: les composants plus petits permettent de réduire la distance de propagation du signal électrique, ce qui réduit le temps de vol du signal. Cela rend l'élément SMT meilleur que l'élément traversant en termes de Performances électriques.

Pour ces raisons, il est facile de penser que tous les composants de PCB devraient être des pièces montées en surface. Cependant, il existe de nombreuses raisons pour lesquelles des composants traversants sont encore utilisés lors de l'assemblage d'une carte:

Alimentation: l'emballage SMT n'est pas un bon choix pour les composants utilisés dans les circuits haute puissance. Les éléments de forte puissance contiennent généralement plus de métal, ce qui rend plus difficile l'obtention d'un bon résultat de soudage pour les techniques de soudage en surface. En outre, les composants de puissance plus importants nécessitent généralement une connexion mécanique plus forte par des trous traversants pour obtenir une tension élevée, une stabilité thermique et une stabilité mécanique.

Résistance: des composants tels que des connecteurs, des interrupteurs ou d'autres composants d'interface nécessitent la résistance fournie par le soudage de fils dans des trous de forage. Les contraintes physiques constantes des éléments en utilisation normale peuvent éventuellement détruire les points de soudure SMT.

Disponibilité: certains composants, en particulier les plus grands pour les applications à haute puissance, n'ont pas encore de véritable équivalent SMT.

Processus de soudage par refusion de SMD et avantages du soudage IR

1. Soudure de retour SMD:

Le soudage à reflux par chauffage infrarouge, communément appelé soudage infrarouge, est principalement utilisé pour souder des substrats avec des composants montés en surface. D'une manière générale, le substrat est transféré à travers une machine comportant une série d'éléments chauffants, par example des radiateurs en forme de tige disposés transversalement à la direction de transfert. Les composants peuvent être placés au - dessus du substrat transporté, mais dans de nombreux cas, des composants peuvent également être placés sous le substrat pour augmenter la vitesse de chauffage et améliorer l'uniformité de la température. Les réglages possibles d'une telle machine sont illustrés dans la figure ci - dessous.

Soudage par retour SMD

Schéma du four de soudage infrarouge. La principale caractéristique du chauffage est la longueur d'onde des composants dans la machine.

2. Avantages de la soudure infrarouge:

I) C'est une méthode propre et écologique

Ii) le chauffage est sans contact et ne nécessite pas de positionnement précis du produit à souder

Iii) puissance de chauffage facile à contrôler

Le principal inconvénient du chauffage infrarouge est la différence de vitesse de chauffage qui résulte des différents coefficients d'absorption des matériaux utilisés et de la qualité thermique des différents Constituents, liée à la surface susceptible d'être exposée au rayonnement infrarouge.

La température dans le four infrarouge est un mélange de rayonnement et de convection qui n'est pas encore connu. Mesurer la température avec un thermocouple suspendu dans le four n'a guère de sens; La seule méthode utile consiste à mesurer la température d'un produit particulier lors de son transport à travers le four. S'il y a des appareils de chauffage sur et en dessous de la bande transporteuse (ce qui est généralement le cas), ils peuvent affecter le contrôle de la température de l'autre, surtout s'ils peuvent se « voir».

La principale difficulté du soudage infrarouge de cartes de circuits avec des éléments montés en surface réside dans le fait que les éléments SMT ayant des exigences thermiques différentes ont des vitesses de chauffage différentes. Cela signifie que lorsque plusieurs composants sont soudés simultanément, certains peuvent avoir dépassé la température de soudage, tandis que d'autres restent éloignés de cette température. Lorsque le chauffage se poursuit jusqu'au reflux, certaines pièces atteindront des températures intolérables. Dans les fours réels, la méthode de chauffage en trois étapes est généralement utilisée: début de chauffage rapide, équilibrage et chauffage rapide à nouveau. Pour la deuxième étape, il est possible d'ajuster la zone du four de manière à créer un palier de température dans une zone comprise entre 120 0 C et 1600 C, où la montée en température descend jusqu'à environ 0,50 K / s et revient à une forte augmentation de la température de soudage, la différence de température pouvant être préalablement homogénéisée. Un chauffage rapide de la phase de soudage est nécessaire pour limiter la durée de cette phase. De plus, il est de la plus haute importance qu'il n'y ait pas ou qu'il n'y ait qu'une faible différence de température entre les différents composants avant le début du chauffage rapide de la phase de soudage, afin d'éviter de tels défauts de soudage, par example soudage à froid, lixiviation. Idéalement, à la fin de l'étape d'homogénéisation, c'est - à - dire avant reflux, les températures des composants légers et Recombinants sont pratiquement identiques. Cependant, ceci est difficile à obtenir dans les systèmes de recirculation de la production, même si ces systèmes sont assez longs. La courbe température - temps est mesurée dans un grand four de production; Dans une première étape, la température des broches du boîtier SOT - 23 augmente plus rapidement que celle du boîtier PLCC - 68; La différence de température diminue alors. Dans la deuxième phase de chauffage, la différence augmente légèrement, puis diminue à nouveau. Après cela, une étape de soudage SMT avec une différence de température qui augmente rapidement a commencé, mais la différence entre les deux courbes de température est encore importante à ce moment - là, et donc entre les températures de pointe atteintes.