Thiết kế điện tử - PCB chọn lọc hàn cho công nghệ bảng PCB

Đặc điểm kỹ thuật của PCB chọn lọc brazed

Các tính năng quá trình của hàn chọn lọc có thể được hiểu bằng cách so sánh với hàn đỉnh. Sự khác biệt rõ ràng nhất giữa hai là trong đó phần dưới của PCB được nhúng hoàn toàn vào hàn lỏng, trong khi trong hàn chọn lọc chỉ có một số khu vực cụ thể tiếp xúc với sóng hàn. Vì bản thân PCB là một phương tiện truyền nhiệt kém, nó không làm nóng và làm tan chảy các điểm hàn và khu vực PCB của các thành phần lân cận trong quá trình hàn. Nó cũng phải được phủ trước thông lượng trước khi hàn. So với hàn sóng, thông lượng chỉ nên được áp dụng cho phần dưới của PCB được hàn, không phải toàn bộ PCB. Ngoài ra, hàn chọn lọc chỉ phù hợp với hàn của các yếu tố chèn. Hàn chọn lọc là một phương pháp hoàn toàn mới. Kiến thức chuyên sâu về các quy trình và thiết bị hàn chọn lọc là cần thiết để hàn thành công.

Quá trình hàn chọn lọc

Các quy trình hàn chọn lọc điển hình bao gồm: phun thông lượng, làm nóng PCB, hàn nhúng và hàn kéo.

Quá trình sơn Fluidizing

Trong brazing chọn lọc, quá trình phủ thông lượng đóng một vai trò quan trọng. Khi hàn nóng và kết thúc hàn, thông lượng phải có đủ hoạt động để ngăn chặn cầu nối và quá trình oxy hóa PCB. Phun thông lượng được thực hiện bởi X/Y Mechanic, mang PCB qua vòi phun thông lượng và phun thông lượng lên PCB được hàn. Các chất hỗ trợ nóng chảy có nhiều phương pháp như phun vòi phun đơn, phun lỗ siêu nhỏ và phun đa điểm/chế độ đồng bộ. Lựa chọn đỉnh sóng vi sóng sau khi hàn trở lại Điều quan trọng nhất là phun chính xác thông lượng. Máy bay phản lực vi mô không bao giờ làm ô nhiễm khu vực bên ngoài mối hàn. Đường kính mô hình điểm thông lượng tối thiểu cho phun vi điểm lớn hơn 2 mm, do đó độ chính xác của vị trí lắng đọng thông lượng trên PCB là ± 0,5 mm để đảm bảo rằng thông lượng luôn được bao phủ trên các bộ phận hàn. Dung sai thông lượng phun được cung cấp bởi các nhà cung cấp và thông số kỹ thuật nên quy định số lượng thông lượng được sử dụng, thường đề nghị phạm vi dung sai an toàn 100%.

Quá trình làm nóng trước

Mục đích chính của việc làm nóng trước trong quá trình hàn chọn lọc không phải là giảm căng thẳng nhiệt, mà là loại bỏ dung môi và làm khô trước thông lượng để thông lượng có độ nhớt chính xác trước khi đi vào sóng. Trong quá trình hàn, ảnh hưởng của nhiệt được tạo ra bởi nhiệt sơ bộ lên chất lượng hàn không phải là yếu tố quan trọng. Độ dày vật liệu PCB, thông số kỹ thuật đóng gói thiết bị và loại thông lượng xác định cài đặt nhiệt độ làm nóng trước. Trong hàn chọn lọc, có những cách giải thích lý thuyết khác nhau về việc làm nóng trước: một số kỹ sư quy trình tin rằng PCB nên được làm nóng trước khi phun thông lượng; Một quan điểm khác là không cần phải làm nóng trước, nhưng hàn trực tiếp. Người dùng có thể sắp xếp quá trình hàn chọn lọc theo tình huống cụ thể.

Quy trình hàn

Có hai quy trình khác nhau cho hàn chọn lọc: hàn kéo và hàn ngâm.

Quá trình hàn kéo chọn lọc được thực hiện trên một sóng hàn đầu nhỏ duy nhất. Quá trình hàn kéo thích hợp để hàn trong một không gian rất hẹp trên PCB. Ví dụ, một mối hàn duy nhất hoặc pin, một dòng pin có thể được kéo và hàn. PCB di chuyển trên sóng hàn của đầu hàn ở tốc độ và góc khác nhau để có chất lượng hàn tốt nhất. Để đảm bảo sự ổn định của quá trình hàn, đường kính bên trong của đầu hàn nhỏ hơn 6mm. Sau khi xác định hướng dòng chảy của dung dịch hàn, đầu hàn được lắp đặt và tối ưu hóa theo các hướng khác nhau theo nhu cầu hàn khác nhau. Thao tác này có thể tiếp cận sóng hàn từ các hướng khác nhau, tức là ở các góc khác nhau từ 0 ° đến 12 °, vì vậy người dùng có thể hàn các thiết bị khác nhau trên các linh kiện điện tử. Đối với hầu hết các thiết bị, góc nghiêng được đề xuất là 10 °.

So với quá trình hàn nhúng, các giải pháp hàn của quá trình kéo và chuyển động của bảng PCB làm cho hiệu quả chuyển đổi nhiệt trong quá trình hàn tốt hơn so với quá trình hàn nhúng. Tuy nhiên, nhiệt cần thiết để tạo thành một kết nối hàn được truyền qua sóng hàn, nhưng chất lượng sóng của một đầu hàn duy nhất là nhỏ và chỉ nhiệt độ tương đối cao của sóng hàn mới đáp ứng được yêu cầu của quá trình hàn kéo. Ví dụ: Nhiệt độ hàn 275 độ C và tốc độ kéo 10 mm/s½ 25 mm/s thường được chấp nhận. Nitơ được cung cấp trong khu vực hàn để ngăn chặn quá trình oxy hóa sóng hàn. Sóng hàn loại bỏ quá trình oxy hóa, do đó cho phép quá trình hàn điện trở tránh các khuyết tật cầu nối. Ưu điểm này cải thiện sự ổn định và độ tin cậy của quá trình hàn điện trở.

Quá trình hàn sóng hàn đơn cũng có nhược điểm: trong ba quá trình: phun thông lượng, làm nóng sơ bộ và hàn, thời gian hàn dài nhất. Và bởi vì các mối hàn được kéo từng cái một, khi số lượng mối hàn tăng lên, thời gian hàn sẽ tăng lên đáng kể và hiệu quả hàn không thể so sánh với quy trình hàn đỉnh truyền thống. Tuy nhiên, mọi thứ đang thay đổi. Nhiều vòi phun được thiết kế để tối đa hóa sản lượng. Ví dụ, sử dụng vòi phun đôi có thể tăng gấp đôi sản lượng và thông lượng cũng có thể được thiết kế như một vòi phun đôi.

Hệ thống hàn chọn lọc nhúng có nhiều vòi phun hàn và được thiết kế tương ứng với PCB được hàn từng cái một. Mặc dù không linh hoạt như loại robot, nhưng sản lượng tương đương với thiết bị hàn đỉnh truyền thống và chi phí thiết bị tương đối thấp so với loại robot. Tùy thuộc vào kích thước của PCB, một bảng duy nhất hoặc nhiều bảng có thể được chuyển song song trong khi tất cả các điểm được hàn được phun, làm nóng trước và hàn song song. Tuy nhiên, do sự phân bố khác nhau của các điểm hàn trên các PCB khác nhau, các vòi hàn đặc biệt cần được thực hiện cho các PCB khác nhau. Đầu hàn có kích thước càng lớn càng tốt để đảm bảo sự ổn định của quá trình hàn mà không ảnh hưởng đến các thành phần lân cận trên PCB. Điều này rất quan trọng và khó khăn đối với các kỹ sư thiết kế vì sự ổn định của quá trình có thể phụ thuộc vào nó.

Sử dụng quá trình hàn chọn lọc ngâm, có thể hàn các điểm hàn 0,7mmï½ 10mm. Quá trình hàn cho chân ngắn và miếng đệm kích thước nhỏ ổn định hơn và ít có khả năng cầu nối. Khoảng cách giữa các cạnh của các mối hàn liền kề, thiết bị và đầu hàn phải lớn hơn 5mm.