Công nghệ PCB - Nguyên nhân và cách khắc phục lỗi hàn bảng PCB

Đặc điểm kỹ thuật của hàn chọn lọc

Đặc điểm kỹ thuật 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 hàn sóng, phần dưới của bảng PCB được nhúng hoàn toàn vào hàn lỏng, trong khi trong hàn chọn lọc, chỉ có một khu vực nhất định tiếp xúc với sóng hàn. Vì bản thân PCB là một phương tiện dẫn nhiệt kém, các mối hàn trong các thành phần lân cận và khu vực PCB không được làm nóng và tan chảy trong quá trình hàn. Thông lượng cũng phải được sơn trước khi hàn. Không giống như hàn sóng, thông lượng chỉ nên được sử dụng ở phần dưới của PCB được hàn chứ không phải toàn bộ PCB. Ngoài ra, hàn chọn lọc chỉ phù hợp với hàn của các thành phần chèn. Hàn chọn lọc là một phương pháp hàn mới và sự hiểu biết sâu sắc về các quy trình và thiết bị hàn chọn lọc là cần thiết để hàn thành công.

Quá trình hàn chọn lọc

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

Quá trình phủ thông lượng hàn

Quá trình phủ thông lượng đóng một vai trò quan trọng trong hàn chọn lọc. Trong quá trình gia nhiệt hàn và vào cuối hàn, thông lượng phải có đủ hoạt động để ngăn chặn cầu nối PCB và oxy hóa. Bộ điều khiển X/Y mang PCB qua đỉnh của vòi phun thông lượng được phun vào vị trí được hàn của PCB. Thông lượng có sẵn trong phun vòi đơn, phun micropore, phun đa điểm/đồ họa đồng bộ. Lựa chọn đỉnh sóng vi sóng sau khi hàn trở lại Điều quan trọng nhất là phun đúng thông lượng. Máy bay phản lực vi mô không làm ô nhiễm khu vực bên ngoài điểm hàn. Sơ đồ điểm thông lượng tối thiểu của phun vi điểm có đường kính lớn hơn 2mm, do đó độ chính xác vị trí thông lượng của phun trên PCB là ± 0,5mm để đảm bảo rằng thông lượng luôn bao gồm phần hàn. Dung sai của Flux được cung cấp bởi nhà cung cấp. Sổ tay kỹ thuật nên chỉ định dòng chảy, thường đề xuất phạm vi dung sai an toàn là 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 làm khô trước để loại bỏ dung môi trước khi nó đi vào sóng để cho phép độ nhớt chính xác của thông lượng. Ảnh hưởng của nhiệt sơ bộ lên chất lượng hàn không phải là yếu tố quan trọng trong quá trình hàn. 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 hàn trực tiếp mà không cần làm nóng trước. Người dùng có thể sắp xếp quá trình hàn chọn lọc theo tình huống cụ thể.

Quy trình hàn

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

Hàn kéo chọn lọc được thực hiện trên một sóng hàn duy nhất. Quá trình hàn kéo thích hợp để hàn trong một không gian rất hẹp trên PCB. Ví dụ: một mối hàn riêng biệt hoặc pin, một hàng pin có thể thực hiện quá trình kéo và hàn. PCB di chuyển trên sóng 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 vòi phun hàn nhỏ hơn 6mm. Sau khi xác định hướng dòng chảy của dung dịch hàn, lắp đặt và tối ưu hóa vòi phun theo các hướng khác nhau theo nhu cầu hàn khác nhau. Người điều khiển có thể tiếp cận sóng hàn từ các hướng khác nhau, tức là từ các góc khác nhau giữa 0 °~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, quá trình kéo có hiệu quả chuyển đổi nhiệt tốt hơn so với quá trình hàn nhúng do chuyển động của dung dịch hàn và PCB. Tuy nhiên, nhiệt cần thiết để tạo thành một kết nối hàn được truyền qua sóng hàn, nhưng sóng hàn của một vòi phun duy nhất có chất lượng nhỏ và yêu cầu của quá trình kéo chỉ có thể được đáp ứng khi nhiệt độ của sóng hàn tương đối cao. Ví dụ: Nhiệt độ hàn là 275 độ C~300 độ C, thường có thể chấp nhận tốc độ kéo 10 mm/s~25 mm/s. Nitơ được cung cấp trong khu vực hàn để ngăn chặn quá trình oxy hóa sóng hàn, loại bỏ quá trình oxy hóa, cho phép quá trình kéo và hàn tránh tạo ra các khuyết tật cầu nối, một lợi thế làm tăng sự ổn định và độ tin cậy của quá trình kéo và hàn.

Máy có độ chính xác cao và tính linh hoạt cao, hệ thống thiết kế cấu trúc mô-đun có thể được tùy chỉnh hoàn toàn theo yêu cầu sản xuất đặc biệt của khách hàng và có thể được nâng cấp để đáp ứng nhu cầu phát triển sản xuất trong tương lai. Bán kính chuyển động của tay máy có thể bao gồm các vòi phun thông lượng, làm nóng sơ bộ và vòi phun hàn, vì vậy cùng một thiết bị có thể hoàn thành các quy trình hàn khác nhau. Quá trình đồng bộ hóa của một máy cụ thể có thể rút ngắn đáng kể chu kỳ của quá trình veneer. Tay máy này có thể đạt được loại hàn chọn lọc này với độ chính xác cao và đặc tính hàn chất lượng cao. Thứ nhất, tay máy có khả năng định vị chính xác và ổn định cao (± 0,05mm), đảm bảo rằng các thông số của mỗi tấm sản xuất có độ lặp lại cao và nhất quán; Thứ hai, chuyển động 5 chiều của tay máy cho phép PCB tiếp xúc với bề mặt thiếc ở bất kỳ góc và hướng tối ưu nào để có chất lượng hàn tốt nhất. Kim đo chiều cao sóng thiếc gắn trên thiết bị nẹp tay được làm bằng hợp kim titan. Nó có thể đo chiều cao sóng thiếc thường xuyên dưới sự kiểm soát của chương trình và bằng cách điều chỉnh tốc độ của bơm thiếc để đảm bảo sự ổn định của quá trình.

Mặc dù có những ưu điểm này, quá trình hàn chùm đơn đầu cũng có nhược điểm: phun thông lượng, làm nóng sơ bộ và hàn có thời gian hàn dài nhất. Và bởi vì các mối hàn là một mối hàn kéo, khi các mối hàn tăng lên, thời gian hàn sẽ tăng lên rất nhiều, và hiệu quả hàn không thể so sánh với quá trình hàn đỉnh truyền thống. Tuy nhiên, điều đó đang thay đổi. Thiết kế đa vòi phun có thể tối đa hóa sản lượng. Ví dụ, vòi phun hàn đôi có thể tăng gấp đôi sản lượng và thông lượng hàn cũng có thể làm như vậy.

Hệ thống hàn chọn lọc ngâm có nhiều vòi phun hàn, điểm hàn PCB là thiết kế một-một, mặc dù không linh hoạt như loại thao tác, nhưng đầu ra tương đương với thiết bị hàn đỉnh truyền thống, loại thao tác có chi phí thiết bị tương đối thấp. Tùy thuộc vào kích thước PCB, truyền veneer hoặc đa bảng có thể được thực hiện song song. Tất cả các mối hàn được xử lý sẽ được phun, làm nóng trước và hàn song song cùng một lúc. Tuy nhiên, vì các mối hàn được phân phối khác nhau trên các PCBS khác nhau, các vòi hàn đặc biệt nên được thực hiện cho các PCBS khác nhau. Kích thước của vòi phun phải càng lớn càng tốt để đảm bảo sự ổn định của quá trình hàn và không ảnh hưởng đến các thành phần xung quanh trên PCB, điều này rất quan trọng và khó khăn đối với các kỹ sư thiết kế vì sự ổn định của quy trình có thể phụ thuộc vào điều này.

Thông qua quá trình hàn lựa chọn ngâm, có thể hàn các điểm hàn 0,7mm~10mm, pin ngắn và quy trình hàn pad kích thước nhỏ ổn định hơn, khả năng cầu nối cũng rất nhỏ, cạnh của các điểm hàn liền kề, khoảng cách giữa các thiết bị và vòi phun phải lớn hơn 5mm.