Domande sulla saldatura in serie

Saldatura ad onde

Sto cercando di capire come funziona la saldatura ad onda. Sfortunatamente l' articolo di Wikipedia mi ha lasciato incerto sul processo:

1. L'intera scheda con i suoi componenti è quasi immersa nella saldatura a liquido mentre passa attraverso l'onda? (In caso contrario, la seguente domanda probabilmente non ha senso.)
2. Se la scheda taglia l'onda, come viene mantenuta l'onda?
3. Perché questo non lascia residui di saldatura superflui sulla scheda?

Saldatura SMT a doppia faccia

Come vengono saldate le schede biadesive con componenti SMT? Come viene impedito che i componenti su un lato cadano?

L'onda contatta solo il lato inferiore del PCB.

C'era una volta una macchina per saldatura ad onda per saldare parti SMT sul lato inferiore del PCB, ma questo non viene più utilizzato a favore di tecniche più moderne.

Ecco il processo di massima per la saldatura di PCB con parti SMT su entrambi i lati e parti con foro passante (TH) solo sul lato superiore.

A. Il PCB nudo viene girato "dal basso verso l'alto". Una pasta per saldatura viene pressata attraverso uno stencil e sui cuscinetti del PCB. Una macchina pick and place posiziona le parti sul lato inferiore. Il PCB viene fatto passare attraverso un forno (convezione ad aria calda o forno IR) per fondere la saldatura e fissare le parti.

Un passaggio facoltativo è posizionare una piccola goccia di colla sotto le parti. Prima incollare la pasta per saldatura, quindi incollare, quindi le parti vengono inserite sul PCB e saldate. Questa colla aiuta a evitare che le parti cadano durante un passaggio successivo.

B. La scheda viene capovolta (lato superiore su) e lo stesso processo viene ripetuto per tutte le parti SMT sul lato superiore del PCB. Con questo intendo pasta per saldatura, parti posizionate, quindi attraverso il forno. Non è necessaria la colla.

Durante la fase B, le parti sul fondo del PCB non cadono. Ovviamente se sono incollati, allora sono bloccati lì, ma la maggior parte delle aziende non usa la colla. Senza colla, la tensione superficiale della saldatura fusa è sufficiente per mantenere le parti in posizione. Alcune parti, in particolare parti pesanti senza molti perni, potrebbero non funzionare con questa tecnica poiché non vi è sufficiente tensione superficiale per trattenere le parti.

C. Tutte le parti del foro passante vengono quindi posizionate sul lato superiore del PCB. Un pallet di saldatura è attaccato alla parte inferiore del PCB. Il PCB viene fatto passare attraverso una macchina per saldatura ad onda per saldare tutte le parti TH.

Nota: un pallet di saldatura è fondamentalmente uno scudo per proteggere le parti SMT dalla rimozione nell'onda. Sono realizzati su misura per ogni PCB e presentano fori e contorni per esporre le parti TH mentre proteggono le parti SMT. Il PCB deve essere progettato tenendo presente il pallet di saldatura, poiché non è possibile posizionare le parti SMT sul lato inferiore troppo vicine alle parti TH e le parti SMT non possono essere troppo alte.

Una tecnica relativamente nuova per le parti TH è quella di saltare completamente la macchina per saldatura ad onda. Nel passaggio B, la pasta per saldatura viene posizionata sui cuscinetti TH (e nei fori) e le parti TH vengono inserite e saldate nel forno con il resto delle parti SMT. Alcune aziende, come Motorola, si sono sbarazzate delle loro macchine per saldatura ad onda a favore di questo metodo. Ma la maggior parte delle aziende utilizza ancora la vecchia tecnica di utilizzo di una macchina per saldatura ad onda con pallet di saldatura.

Ci sono, ovviamente, molte varianti di questo intero processo. Ho appena dato una panoramica semplice e breve. Ma è abbastanza coerente con il modo in cui funzionano i processi di produzione attuali (le cose erano diverse anche solo 10 anni fa).

Saldatura ad onde Per la saldatura ad onde il PCB passa sopra un bagno di saldatura fusa in cui la saldatura viene sollevata in modo da colpire lungo il lato inferiore del PCB. Avrai bisogno di una maschera per resistere alla saldatura per evitare di avere saldature su tutto il rame.

Si noti che anche gli SMD possono essere saldati ad onda, ma quindi l'orientamento delle parti è importante. Alcune parti devono essere posizionate perpendicolarmente alla direzione dell'onda. Le parti a passo fine come QFP da 0,4 mm non possono essere saldate ad onda perché tutti i pin saranno cortocircuitati, ma è possibile eseguire QFP con passo più alto. Hanno bisogno di "ladri di saldatura", che sono cuscinetti di saldatura all'estremità di una fila di perni per raccogliere la saldatura residua.

Un QFP potrebbe dover essere posizionato con un angolo di 45 ° e avrà i ladri di saldatura in uno degli angoli:

La direzione dell'onda è importante durante il layout e la pannellatura del PCB e l'ingegnere di produzione dovrebbe ricevere istruzioni chiare su di esso.

reflow saldare
SMD per il posizionamento su due lati sono incollati su un lato. Dopo che la pasta saldante viene applicata con uno stencil, una macchina per punti di colla posiziona i punti di colla per le parti (ad una velocità incredibile di oltre 10 al secondo). Quindi le parti vengono posizionate, il pannello viene capovolto e l'altro lato ottiene la pasta per saldatura e il posizionamento dei componenti.

Non so cosa hai immaginato nella tua mente sull'ondata di saldatura, ma è un processo relativamente semplice.

Il circuito stampato è impostato tra 2 catene di trasporto. Le catene sono semplici catene a rulli ma hanno "dita" lunghe circa 2 pollici. Un trasportatore è mobile per accettare circuiti di dimensioni diverse. Sono anche inclinati forse 7 gradi. I circuiti stampati sono posti su un'estremità del trasportatore, passano sopra un fluxer che applica il flusso di saldatura alle connessioni da saldare. La saldatura è contenuta in un serbatoio CALDO e la saldatura è allo stato liquido. Ci sono pompe che pompano effettivamente la saldatura all'interno del proprio serbatoio e creano l'onda. La tensione superficiale è molto visibile e la parte inferiore del circuito in saldatura entra in contatto con la saldatura mentre passa sopra l'onda. Questo è solo per la saldatura a foro passante e non viene utilizzato per i componenti SMT. Eventuali residui di flusso vengono lavati via in una lavatrice a scheda commerciale.

I componenti SMT sono una storia diversa. Il circuito stampato nudo viene eseguito attraverso un tipo di stampante per schermi e la pasta per saldatura viene applicata tramite uno stencil. I componenti vengono posizionati con una macchina Pick & Place, quindi le schede vengono fatte passare attraverso un forno di riflusso. Se la scheda è a doppia faccia, una piccola quantità di resina epossidica viene posizionata sotto ciascun componente in modo che non cada dalla scheda durante il processo di riflusso (forno) del secondo lato. Spero di essere stato in grado di rispondere alle tue domande.

Questo è un metodo un po 'arcaico in cui l'intero fondo del tabellone viene disegnato lungo un pool di saldature fluente: https://www.youtube.com/watch?v=inHzaJIE7-4

I metodi più recenti includono una piccola fontana per saldatura cnc che viene applicata ai singoli punti di saldatura sulla scheda, piuttosto che un bagno che attraversa l'intera unità.

Pro e contro di ciascuno, non ne sono del tutto sicuro.

Inoltre, ecco un video di un pick and place machine: https://www.youtube.com/watch?v=tn0EKtLOVx4