Processus de production PCBA détaillé (y compris l'ensemble du processus DIP), venez voir !
« Procédé de soudage à la vague »
Le soudage à la vague est généralement un procédé de soudage pour les composants enfichables. Il consiste à faire former, à l'aide d'une pompe, une onde de forme spécifique à la surface du réservoir de soudure. Le circuit imprimé du composant inséré traverse le pic de l'onde de soudure à un angle et une profondeur d'immersion spécifiques sur la chaîne de transmission pour réaliser le soudage du joint de soudure, comme illustré ci-dessous.
Le flux général du processus est le suivant : insertion de l'appareil -- chargement du PCB -- soudage à la vague -- déchargement du PCB -- coupe des broches DIP -- nettoyage, comme illustré dans la figure ci-dessous.
1. Technologie d'insertion de THC
1. Formation des broches des composants
Les dispositifs DIP doivent être mis en forme avant l'insertion
(1) Façonnage des composants traités à la main : la broche pliée peut être façonnée avec une pince à épiler ou un petit tournevis, comme illustré dans la figure ci-dessous.
(2) Traitement mécanique du façonnage des composants : le façonnage des composants est réalisé à l'aide d'une machine de façonnage spéciale. Son principe de fonctionnement est le suivant : l'alimentateur utilise un système d'alimentation par vibration pour alimenter les matériaux (tels que les transistors enfichables) avec un diviseur pour positionner le transistor. La première étape consiste à plier les broches des deux côtés gauche et droit ; la deuxième étape consiste à plier la broche centrale vers l'avant ou vers l'arrière pour la former. Comme illustré ci-dessous.
2. Insérer les composants
La technologie d'insertion par trou traversant est divisée en insertion manuelle et insertion automatique d'équipement mécanique
(1) L'insertion et le soudage manuels doivent d'abord insérer les composants nécessitant une fixation mécanique, tels que la grille de refroidissement, le support, le clip, etc. du dispositif d'alimentation, puis insérer les composants à souder et à fixer. Ne pas toucher directement les broches des composants ni la feuille de cuivre de la plaque d'impression lors de l'insertion.
(2) L'intégration mécanique automatique (IA) est la technologie de production automatisée la plus avancée pour l'installation de produits électroniques contemporains. L'installation d'un équipement mécanique automatique nécessite d'abord l'insertion des composants de faible hauteur, puis celle des composants de hauteur supérieure. Les composants clés doivent être intégrés à l'installation finale. L'installation du support de dissipation thermique, du support, du clip, etc. doit se faire à proximité du soudage. La séquence d'assemblage des composants PCB est illustrée dans la figure suivante.
3. Soudure à la vague
(1) Principe de fonctionnement de la soudure à la vague
Le brasage à la vague est une technique qui crée une onde de forme spécifique à la surface de la brasure liquide en fusion grâce à la pression de pompage. Un point de soudure se forme alors dans la zone de soudage de la broche lorsque le composant inséré traverse la vague à un angle fixe. Le composant est d'abord préchauffé dans la zone de préchauffage de la machine à souder pendant son transport par le convoyeur à chaîne (le préchauffage du composant et la température à atteindre sont toujours contrôlés par une courbe de température prédéfinie). En soudage, il est généralement nécessaire de contrôler la température de préchauffage de la surface du composant ; c'est pourquoi de nombreux appareils sont équipés de capteurs de température (tels que des détecteurs infrarouges). Après le préchauffage, l'assemblage est placé dans la rainure de connexion pour être soudé. Le réservoir en étain contient la brasure liquide en fusion, et la buse située au fond du réservoir en acier projette une crête de forme fixe de brasure en fusion. Ainsi, lorsque la surface à souder du composant traverse la vague, elle est chauffée par la vague de soudure. Cette dernière humidifie également la zone de soudure et se dilate pour la remplir, réalisant ainsi le soudage. Son principe de fonctionnement est illustré dans la figure ci-dessous.
Le brasage à la vague utilise le principe de transfert thermique par convection pour chauffer la zone de soudure. La vague de soudure fondue agit comme une source de chaleur : d'une part, elle s'écoule pour laver la zone de soudure de la broche, et d'autre part, elle joue un rôle de conduction thermique, chauffant ainsi la zone de soudure. Pour assurer le chauffage de la zone de soudure, la vague de soudure présente généralement une certaine largeur, de sorte que lorsque la surface de soudure du composant passe à travers la vague, le chauffage et le mouillage sont suffisants. En brasage à la vague traditionnel, on utilise généralement une vague simple, relativement plate. Avec la soudure au plomb, on utilise actuellement une double vague, comme illustré ci-dessous.
La broche du composant permet à la soudure de pénétrer dans le trou métallisé à l'état solide. Lorsque la broche touche la vague de soudure, la soudure liquide remonte le long de la broche et des parois du trou grâce à la tension superficielle. La capillarité des trous métallisés facilite la remontée de la soudure. Une fois arrivée sur la pastille du circuit imprimé, la soudure se répartit sous l'effet de la tension superficielle de cette pastille. La remontée de la soudure évacue le flux gazeux et l'air du trou, le remplissant ainsi et formant le joint de soudure après refroidissement.
(2) Les principaux composants de la machine de soudage à la vague
Une machine de soudage à la vague se compose principalement d'un convoyeur à bande, d'un élément chauffant, d'un réservoir d'étain, d'une pompe et d'un dispositif de moussage (ou de pulvérisation) du flux. Elle est principalement divisée en zones d'ajout de flux, de préchauffage, de soudage et de refroidissement, comme illustré dans la figure suivante.
3. Principales différences entre le soudage à la vague et le soudage par refusion
La principale différence entre le soudage à la vague et le soudage par refusion réside dans la différence entre la source de chaleur et le mode d'alimentation en brasure. En soudage à la vague, la brasure est préchauffée et fondue dans le réservoir, et la vague produite par la pompe joue à la fois le rôle de source de chaleur et d'alimentation en brasure. La vague de brasure fondue chauffe les trous traversants, les pastilles et les broches des composants du circuit imprimé, tout en fournissant la brasure nécessaire à la formation des joints de soudure. En soudage par refusion, la brasure (pâte à braser) est pré-allouée à la zone de soudure du circuit imprimé, et la source de chaleur lors de la refusion sert à refondre la brasure.
(1) 3 Introduction au procédé de soudage à la vague sélective
L'équipement de soudage à la vague, inventé il y a plus de 50 ans, offre des avantages en termes de rendement et de productivité élevés pour la fabrication de composants traversants et de circuits imprimés. Il était autrefois l'équipement de soudage le plus important pour la production automatisée de masse de produits électroniques. Cependant, son application présente certaines limites : (1) les paramètres de soudage sont différents.
Les soudures d'un même circuit imprimé peuvent nécessiter des paramètres de soudage très différents en raison de leurs caractéristiques spécifiques (capacité thermique, espacement des broches, exigences de pénétration de l'étain, etc.). Cependant, la particularité du soudage à la vague est de souder toutes les soudures du circuit imprimé selon les mêmes paramètres. Il est donc nécessaire que les soudures se stabilisent mutuellement, ce qui complique la réalisation des exigences de soudage des circuits imprimés de haute qualité.
(2) Coûts d’exploitation élevés.
Dans la pratique du brasage à la vague traditionnel, la projection de flux sur toute la plaque et la génération de scories d'étain entraînent des coûts d'exploitation élevés. En particulier pour le soudage sans plomb, dont le prix est plus de trois fois supérieur à celui de la soudure au plomb, l'augmentation des coûts d'exploitation due aux scories d'étain est très surprenante. De plus, la soudure sans plomb continue de faire fondre le cuivre sur la pastille, et la composition de la soudure dans le cylindre d'étain évolue avec le temps, ce qui nécessite l'ajout régulier d'étain pur et d'argent coûteux pour la dissolution.
(3) Entretien et problèmes de maintenance.
Le flux résiduel dans la production restera dans le système de transmission du soudage à la vague, et les scories d'étain générées doivent être éliminées régulièrement, ce qui entraîne des travaux de maintenance et de maintenance de l'équipement plus compliqués pour l'utilisateur ; Pour de telles raisons, le soudage à la vague sélectif a vu le jour.
La soudure à la vague sélective PCBA utilise toujours le four à étain d'origine, mais la différence est que la carte doit être placée dans le support du four à étain, ce que nous disons souvent à propos du support du four, comme le montre la figure ci-dessous.
Les pièces nécessitant une soudure à la vague sont ensuite exposées à l'étain, tandis que les autres sont protégées par un revêtement de véhicule, comme illustré ci-dessous. C'est un peu comme si l'on installait une bouée de sauvetage dans une piscine : l'endroit couvert par la bouée ne serait pas immergé. Si on la remplaçait par un réchaud en étain, l'endroit couvert par le véhicule serait naturellement protégé de l'étain, évitant ainsi toute refusion d'étain ou chute de pièces.
« Procédé de soudage par refusion traversant »
Le soudage par refusion traversant est un procédé de soudage par refusion permettant l'insertion de composants. Il est principalement utilisé pour la fabrication de plaques d'assemblage de surface contenant quelques connecteurs. Le cœur de cette technologie réside dans l'application de pâte à braser.
1. Introduction au processus
Selon la méthode d'application de la pâte à souder, le soudage par refusion à travers les trous peut être divisé en trois types : le processus de soudage par refusion à travers les trous d'impression de tuyaux, le processus de soudage par refusion à travers les trous d'impression de pâte à souder et le processus de soudage par refusion à travers les trous de tôle moulée.
1) Procédé de soudage par refusion à travers un trou d'impression tubulaire
Le procédé de soudage par refusion traversant à impression tubulaire est la première application du procédé de soudage par refusion de composants traversants, principalement utilisé dans la fabrication de tuners TV couleur. Le cœur du procédé est la presse tubulaire à pâte à braser, illustrée dans la figure ci-dessous.
2) Impression de pâte à souder par procédé de soudage par refusion à travers un trou
Le procédé de soudage par refusion à travers les trous d'impression de pâte à souder est actuellement le procédé de soudage par refusion à travers les trous le plus largement utilisé, principalement utilisé pour les PCBA mixtes contenant un petit nombre de plug-ins, le procédé est entièrement compatible avec le procédé de soudage par refusion conventionnel, aucun équipement de procédé spécial n'est requis, la seule exigence est que les composants enfichables soudés doivent être adaptés au soudage par refusion à travers les trous, le procédé est illustré dans la figure suivante.
3) Moulage de tôles d'étain par soudage par refusion à travers des trous
Le procédé de soudage par refusion à travers un trou de tôle moulée est principalement utilisé pour les connecteurs multibroches, la soudure n'est pas de la pâte à souder mais une tôle d'étain moulée, généralement ajoutée directement par le fabricant du connecteur, l'assemblage ne peut être chauffé que.
Exigences de conception de refusion à travers le trou
1. Exigences de conception des PCB
(1) Convient aux cartes PCB d'une épaisseur inférieure ou égale à 1,6 mm.
(2) La largeur minimale du tampon est de 0,25 mm, et la pâte à souder fondue est « tirée » une fois, et la perle d'étain n'est pas formée.
(3) L'espace entre le composant et la carte (Stand-off) doit être supérieur à 0,3 mm
(4) La longueur appropriée du fil dépassant du tampon est de 0,25 à 0,75 mm.
(5) La distance minimale entre les composants à espacement fin tels que 0603 et le tampon est de 2 mm.
(6) L'ouverture maximale du treillis en acier peut être élargie de 1,5 mm.
(7) L'ouverture correspond au diamètre du fil plus 0,1 à 0,2 mm. Comme illustré ci-dessous.
« Exigences relatives à l'ouverture des fenêtres en treillis métallique »
En général, pour obtenir un remplissage de trou à 50 %, la fenêtre en treillis d'acier doit être élargie, la quantité spécifique d'expansion externe doit être déterminée en fonction de l'épaisseur du PCB, de l'épaisseur du treillis d'acier, de l'espace entre le trou et le plomb et d'autres facteurs.
En général, tant que la dilatation ne dépasse pas 2 mm, la pâte à braser est retirée et remplie dans le trou. Il est à noter que la dilatation externe ne peut pas être comprimée par le boîtier du composant, ou doit éviter le corps du boîtier et former un cordon d'étain sur un côté, comme illustré ci-dessous.
« Introduction au processus d'assemblage conventionnel des PCBA »
1) Montage unilatéral
Le flux du processus est illustré dans la figure ci-dessous
2) Insertion d'un seul côté
Le flux de processus est illustré dans la figure 5 ci-dessous
La formation des broches de l'appareil lors du soudage à la vague est l'une des parties les moins efficaces du processus de production, ce qui entraîne en conséquence un risque de dommages électrostatiques et prolonge le délai de livraison, et augmente également le risque d'erreur.
3) Montage double face
Le flux du processus est illustré dans la figure ci-dessous
4) Un côté mélangé
Le flux du processus est illustré dans la figure ci-dessous
S'il y a peu de composants traversants, le soudage par refusion et le soudage manuel peuvent être utilisés.
5) Mélange double face
Le flux du processus est illustré dans la figure ci-dessous
Si le nombre de composants CMS double face est élevé et celui des composants THT peu nombreux, les composants enfichables peuvent être soudés par refusion ou manuellement. Le schéma de principe est présenté ci-dessous.
