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I vantaggi e gli svantaggi di SMT patch e PCBA attraverso il foro
Patch SMT e foro passante PCBA: vantaggi e svantaggi Quando i circuiti stampati diventano un must nella produzione di prodotti elettronici, i componenti passanti sono gli unici componenti che possono essere utilizzati. Tuttavia, con il passare del tempo, le parti della tecnologia di montaggio superficiale (SMT) sono gradualmente diventate sempre più popolari fino a diventare finalmente la forma di imballaggio principale dei componenti utilizzati sui PCB oggi. Ora, ci sono molte ragioni per la popolarità delle parti SMT:
Dimensione: Non è necessario che il cavo di piombo fora giù attraverso il foro. Per impostazione predefinita, la parte SMT è una parte più piccola. Questo è più attraente per i progettisti che stanno cercando di assemblare più circuiti su schede di piccole dimensioni nei prodotti elettronici di oggi.
Costo: Poiché le parti SMT sono parti più piccole per impostazione predefinita, anche il costo di produzione è più basso. Ciò rende le parti SMT più convenienti rispetto alle parti passanti.
Disponibilità: Poiché le parti SMT diventano più piccole e più economiche, hanno sostituito le parti passanti. Ciò vale soprattutto per i dispositivi passivi come resistenze e condensatori, dove l'imballaggio dei componenti SMT di solito non è più l'unica opzione.
Prestazioni elettriche: Le parti più piccole rendono la distanza della corsa del segnale elettrico più breve, accorciando così il tempo di volo del segnale. Ciò rende i componenti SMT superiori ai componenti passanti in termini di prestazioni elettriche.
Per questi motivi, è facile pensare che tutti i componenti PCB dovrebbero essere parti di montaggio superficiale. Tuttavia, ci sono molte buone ragioni per cui le parti a foro passante sono ancora utilizzate quando si assemblano i circuiti stampati:
Alimentazione elettrica: Per i componenti utilizzati nei circuiti ad alta potenza, l'imballaggio SMT non è una buona scelta. I componenti ad alta potenza contengono solitamente più metallo, il che rende più difficile per la tecnologia di saldatura a montaggio superficiale per ottenere buoni risultati di saldatura. Inoltre, i componenti di potenza più grandi di solito richiedono connessioni meccaniche più forti attraverso vias per raggiungere alta tensione, stabilità termica e meccanica.
Resistenza: Componenti come connettori, interruttori o altri componenti di interfaccia richiedono la forza fornita dalla saldatura dei cavi nel foro forato. Lo stress fisico costante dei componenti in uso normale può eventualmente distruggere i giunti di saldatura SMT.
Disponibilità: Alcuni componenti, specialmente quelli più grandi utilizzati nelle applicazioni ad alta potenza, non sono ancora disponibili con componenti equivalenti SMT.
Il processo di saldatura a riflusso Smd e i vantaggi della saldatura Ir
1. saldatura a riflusso SMD:
La saldatura a riflusso mediante riscaldamento a infrarossi, solitamente chiamata saldatura a infrarossi, è utilizzata principalmente per saldare substrati con componenti di montaggio superficiale. Tipicamente, il substrato viene convogliato attraverso una macchina con una serie di elementi riscaldanti, come radiatori a forma di asta posizionati trasversale alla direzione di trasporto. I componenti possono essere posizionati sopra il substrato trasportato, ma in molti casi ci sono anche componenti sotto il substrato per aumentare la velocità di riscaldamento e migliorare l'uniformità della temperatura. Le impostazioni possibili per questo tipo di macchina sono mostrate nella figura sottostante.
Saldatura a riflusso SMD
Schema del forno di saldatura IR. La caratteristica principale del riscaldamento è la lunghezza d'onda dei componenti nella macchina.
2. I vantaggi della saldatura IR:
i) È un metodo pulito e rispettoso dell'ambiente
ii) Il riscaldamento è di tipo senza contatto e non richiede un posizionamento preciso del prodotto da saldare
iii) La potenza di riscaldamento è facile da controllare
Lo svantaggio principale del riscaldamento IR è la differenza nella velocità di riscaldamento, che è causata dai diversi coefficienti di assorbimento dei materiali utilizzati e dalla massa termica di diversi componenti, che sono correlati alla superficie che può essere esposta alla radiazione IR.
La temperatura nel forno IR è una miscela di radiazione e convezione, e non è chiaro. È quasi privo di significato misurare la temperatura con una termocoppia appesa nel forno; l'unico metodo utile consiste nel misurare la temperatura di un determinato prodotto quando viene trasportato attraverso il forno. Se ci sono riscaldatori sotto e sopra il nastro trasportatore (che di solito è il caso), influenzano il controllo della temperatura reciproca, soprattutto quando possono "vedersi" a vicenda.
La difficoltà principale nella saldatura a infrarossi dei circuiti stampati con componenti di montaggio superficiale è che i componenti SMT con requisiti di calore diversi hanno tassi di riscaldamento diversi. Ciò significa che quando si saldano più componenti contemporaneamente, alcuni possono aver superato la temperatura di saldatura, mentre altri sono ancora lontani da questa temperatura. Quando il riscaldamento continua fino al riflusso, alcuni componenti raggiungeranno temperature elevate insopportabili. In un forno reale, di solito viene utilizzato un metodo di riscaldamento in tre fasi: avviare il riscaldamento rapido, bilanciare e riscaldare rapidamente nuovamente. Per la seconda fase, l'area del forno può essere regolata per creare un altopiano di temperatura nell'area compresa tra 120 0 C e 1600 C, in cui l'aumento di temperatura è basso fino a circa 0,50 K/s e viene ripristinato ad un forte aumento della temperatura di saldatura La differenza di temperatura può essere omogeneizzata prima. Il riscaldamento rapido durante la fase di saldatura è necessario per limitare la durata di questa fase. Inoltre, la cosa più importante è che non vi sia o solo una piccola differenza di temperatura tra i diversi componenti prima che inizi il rapido riscaldamento della fase di saldatura, al fine di evitare tali difetti di saldatura, come saldatura a freddo, lisciviazione. Idealmente, alla fine della fase di omogeneizzazione, cioè prima del riflusso, la temperatura del componente leggero e del componente pesante sono praticamente le stesse. Tuttavia, questo è difficile da ottenere nei sistemi di ricircolo di produzione, anche se questi sistemi sono abbastanza lunghi. La curva temperatura-tempo è misurata in un forno di produzione su larga scala; nella prima fase, la temperatura del perno del pacchetto SOT-23 aumenta più velocemente di quella del pacchetto PLCC-68; poi la differenza di temperatura è ridotta. Durante la seconda fase di riscaldamento, la differenza è aumentata leggermente e diminuita di nuovo. Dopo di che, la fase di saldatura SMT con un rapido aumento della differenza di temperatura è iniziata, ma in questo momento la differenza tra le due curve di temperatura è ancora grande, quindi la differenza tra le temperature di picco raggiunte è anche grande.
