Technologie PCB - Composants PCB Thr via technologie de soudage

Outre l'effet d'échelle de la production automatisée, SMT présente les avantages techniques suivants: les éléments peuvent être montés des deux côtés du PCB, permettant un assemblage à haute densité; Même les éléments de plus petite taille peuvent être montés avec précision, ce qui permet de produire des composants PCB de haute qualité.

Cependant, dans certains cas, ces avantages diminuent à mesure que l'adhérence du composant sur le PCB diminue. Observons l'exemple de la figure 1 ci - dessous. Les éléments SMT se caractérisent par un design compact et une installation facile. Ils diffèrent considérablement des connecteurs traversants en taille et en forme d'assemblage.

PCB assemblé par SMT Components (à gauche) et connecteur Dali via (à droite)

Les connecteurs utilisés dans le domaine industriel pour le câblage sur site sont généralement des composants de forte puissance. Il peut répondre aux besoins de transmission de haute tension et de courant élevé. Par conséquent, un dégagement électrique suffisant et une distance de montée doivent être pris en compte lors de la conception. Ces facteurs finissent par influencer la taille du composant.

En outre, la commodité de fonctionnement et la résistance mécanique du connecteur sont également des facteurs très importants. Les connecteurs sont généralement des "interfaces" de communication entre la carte mère PCB et les "composants externes", de sorte que des forces externes importantes peuvent parfois être rencontrées. Les éléments assemblés par la technique des Vias sont beaucoup plus fiables que les éléments SMT correspondents. Qu'il s'agisse d'une forte Traction, d'une extrusion ou d'un choc thermique, il résiste et ne quitte pas facilement le PCB.

En termes de coûts, les composants SMT sur la plupart des PCB représentent environ 80% et les coûts de production ne représentent que 60%; Les assemblages traversants représentent environ 20%, mais les coûts de production représentent 40%, comme le montre la figure 2. On voit que le coût de production des pièces traversantes est relativement élevé. Pour de nombreuses entreprises de fabrication, l'un des défis à venir est de développer des cartes de circuits imprimés en utilisant la technologie SMT pure.

PCB avec pièces traversantes et composants SMT

En fonction du coût de production et de l'impact sur le PCB, des procédés tels que le soudage à la vague SMT + et la technologie de sertissage SMT + ne sont pas entièrement satisfaisants, car les procédés SMT existants nécessitent un usinage secondaire et ne permettent pas de terminer l'assemblage en une seule fois.

Cela impose les exigences suivantes pour les composants utilisant la technologie du trou traversant: les composants du trou traversant et les composants du patch doivent être assemblés en utilisant le même temps, le même équipement et les mêmes méthodes.

Comment intégrer Thr avec SMT

La technique développée selon les exigences ci - dessus est appelée Thr (through Hole reflux Welding), également connue sous le nom de procédé PIP (pin Welding), c'est - à - dire le procédé de la technique de soudage par retour par trou traversant.

La méthode de la « pâte à souder au plomb» a appliqué le processus de production typique de SMT à un PCB avec des trous traversants plaqués, obtenant des résultats satisfaisants. Cependant, lors de l'utilisation d'une telle méthode, il est nécessaire d'ajuster les paramètres pertinents en fonction des ingrédients réellement utilisés et des conditions spécifiques du processus de traitement.

Caractéristiques à satisfaire par les éléments de connecteur pouvant être soumis au procédé Thr

Étapes pour compléter le processus Thr

1. Confirmez si le connecteur traversant peut employer le procédé Thr

Le connecteur Thr « true » doit être conforme aux caractéristiques.

2. La conception de PCB doit être adaptée aux nouvelles conditions de processus

1) Ouverture

Le choix du diamètre des pores repose sur deux principes: d'une part, assurer un retour facile de la soudure dans le trou de soudure (principe capillaire), d'autre part, assurer la fiabilité de l'assemblage (tolérances des composants), et le choix du diamètre des pores.

2) conception de l'anneau de coussin

La largeur recommandée de l'anneau de soudure est de 0,5 mm, comme le montre la figure 6, ce qui facilite l'évaluation du niveau de pliage du point de soudure formé. Si vous utilisez un espacement et une distance de montée plus importants, la largeur de l'anneau de coussin n'est que de 0,2 mm selon le processus décrit ci - dessus.

3. Apparence de point de soudure de haute qualité

Thr est un procédé de soudage indépendant et la qualité des joints soudés peut être vérifiée selon la norme IPC - a - 610c. Les points de soudure formés par le soudage à la vague sont comparés à des points de soudure Thr qui, selon les normes traditionnelles, semblent « déficients en étain» et n'ont qu'un très petit ménisque. Ce phénomène est une caractéristique du procédé de soudage Thr et le Service d'assurance de la qualité doit généralement déterminer s'il répond aux exigences de soudage.

Conception d'anneau de pad

4. Conception et pression appliquée à la pâte à souder à l'aide d'un gabarit adapté au procédé Thr

Le coffrage standard a une épaisseur de 150 ½ 120 Isla ¼ m et ne nécessite généralement pas d'appliquer une pression de revêtement excessive.

Ds = di + 2R - 0,1 (di est l'ouverture et r la largeur de l'anneau de coussin)

Cette formulation garantit un bon contact entre l'anneau de Plot et le gabarit et la pression sur la pâte à souder est suffisante sans augmenter le nombre de nettoyages du gabarit.

Les caractéristiques de la pâte à souder exigent les points suivants: pendant le processus de revêtement, la pâte à souder doit avoir une bonne fluidité, une bonne mouillabilité et une bonne adhérence dans les trous et lors du montage des broches.

Caractéristiques de la pression de revêtement de la pâte à souder Thr

La plupart des fabricants de pâte à souder offrent des produits qui répondent à ce processus et la règle de base reste: l'élément SMT détermine la fenêtre de processus le processus Thr doit également s'y adapter.

5. Appliquez suffisamment de pâte à souder sur le PAD PCB

La pression idéale de revêtement de pâte à souder Thr présente les caractéristiques illustrées à la figure 7. La quantité de pâte appliquée sur chaque Plot doit être le double du volume du trou de soudure correspondent.

La quantité requise de pâte à souder doit être présente sous forme de "gouttelettes" sous le PCB. La quantité de remplissage de la pâte à souder peut être obtenue en ajustant la vitesse d'impression et l'angle de raclage. Par example, en faisant varier l'angle de la raclette, il est possible d'appliquer une pression plus importante sur la pâte à souder, comme représenté sur la figure 8 (en supposant que la vitesse soit constante).

Changer l'angle du grattoir

Une autre méthode est la méthode de revêtement fermé. Un système de revêtement de pâte à souder scellé peut appliquer une pression directement sur la pâte à souder. En ajustant la pression qui lui est appliquée pour obtenir la quantité désirée de pâte à souder,

Méthode de revêtement fermé

Les deux méthodes donnent de meilleurs résultats dans la pratique de la production. Cependant, en raison des différentes conditions de production, une pâte à souder inadéquate peut parfois être appliquée. Dans ce cas, les améliorations suivantes peuvent être choisies: l'épaisseur du gabarit utilisé est la valeur maximale admissible, l'application répétée de la pâte à souder, l'augmentation locale de la quantité de pâte à souder, l'application de la pâte à souder des deux côtés (soudage à reflux double face) et l'augmentation du revêtement, Utilisez des tolérances plus petites (les normes de processus spécifient généralement une plage de tolérances).

6 choisissez la forme d'emballage optimale

"Ruban d'emballage" est largement utilisé dans le traitement SMT. Cette forme d'emballage standard est également utilisée pour les connecteurs Thr process. La largeur de la tresse est généralement comprise entre 32 mm et 88 mm.

Les produits Thr conviennent à la plupart des alimentations standard. Mais, pour certaines pièces, notamment verticales, il est nécessaire de vérifier le rayon fourni par l'alimentateur, c'est - à - dire de vérifier que l'alimentateur est adapté aux points d'alimentation et de sortie.

De nombreuses machines ont également la fonction de traiter des plateaux de gaufres ou des ensembles d'emballage tubulaire qui peuvent répondre à une variété de besoins, y compris les composants dédiés ou « inachevés».

7. Vérifiez les conditions de soudage selon la norme IPC - a - 610c

Le connecteur Thr peut être testé selon la norme IPC - a - 610c. Tant que les broches ont des Parties saillantes sur le PCB, vous pouvez évaluer les points de soudure sur la surface de soudage.

Comment réduire les coûts de production grâce au procédé Thr

Un problème clé qui affecte l'utilisation de la technologie Thr est de trouver un équilibre entre le coût de production (faible) et le coût des composants (élevé). La raison pour laquelle les connecteurs Thr sont plus chers que les composants standard est due aux coûts de matériaux et d'emballage plus élevés.

La réduction potentielle des coûts dépend du processus de production. Les facteurs d'influence sont les suivants: le degré d'automatisation de la production, le volume des commandes, la possibilité de remplacer d'autres composants traversants, la nécessité de concevoir un nouveau produit ou de repenser un produit existant.

Les connecteurs Thr process ne sont pas recommandés par tous les fabricants. Mais si tous les composants, à l’exception de votre connecteur PCB, mettent en œuvre le processus SMT, un produit utilisant la technologie Thr est sans aucun doute le meilleur choix pour vous.