תהליך ייצור PCBA מפורט (כולל כל התהליך של DIP), היכנסו ותראו!
"תהליך הלחמת גל"
הלחמת גל היא בדרך כלל תהליך ריתוך עבור התקני פלאג-אין.זהו תהליך שבו ההלחמה הנוזלית המותכת, בעזרת המשאבה, יוצרת צורה מסוימת של גל הלחמה על פני הנוזל של מיכל ההלחמה, וה-PCB של הרכיב המוחדר עובר דרך שיא גל ההלחמה בנקודה מסוימת זווית ועומק טבילה מסוים על שרשרת ההולכה להשגת ריתוך מפרק הלחמה, כפי שמוצג באיור למטה.
זרימת התהליך הכללית היא כדלקמן: הכנסת התקן --טעינת PCB -- הלחמת גל -- פריקת PCB -- חיתוך פינים DIP -- ניקוי, כפי שמוצג באיור למטה.
טכנולוגיית הכנסת 1.THC
1. יצירת סיכת רכיב
יש לעצב מכשירי DIP לפני ההכנסה
(1) עיצוב רכיבים בעיבוד ידני: ניתן לעצב את הסיכה הכפופה באמצעות פינצטה או מברג קטן, כפי שמוצג באיור למטה.
(2) עיבוד מכונה של עיצוב רכיבים: עיצוב הרכיבים במכונה הושלם עם מכונות עיצוב מיוחדות, עקרון העבודה שלו הוא שהמזין משתמש בהזנת רטט להזנת חומרים, (כגון טרנזיסטור פלאג-אין) עם מחלק לאיתור הטרנזיסטור, הצעד הראשון הוא לכופף את הפינים משני הצדדים של הצד השמאלי והימין;השלב השני הוא לכופף את הסיכה האמצעית לאחור או קדימה כדי ליצור.כפי שמוצג בתמונה הבאה.
2. הכנס רכיבים
טכנולוגיית החדרת חורים מחולקת להכנסה ידנית והכנסת ציוד מכני אוטומטי
(1) הכנסה ידנית וריתוך יש להכניס תחילה את הרכיבים שיש לתקן באופן מכני, כגון מתלה הקירור, התושבת, הקליפ וכו' של התקן החשמל, ולאחר מכן להכניס את הרכיבים שיש לרתך ולתקן.אל תיגע בפינים של הרכיבים ובנייר הנחושת שעל לוחית ההדפסה ישירות בעת ההכנסה.
(2) תוסף אוטומטי מכאני (המכונה AI) הוא טכנולוגיית הייצור האוטומטי המתקדמת ביותר בהתקנת מוצרים אלקטרוניים עכשוויים.התקנת ציוד מכני אוטומטי צריך להכניס תחילה את אותם רכיבים בעלי גובה נמוך יותר, ולאחר מכן להתקין את אותם רכיבים בעלי גובה גבוה יותר.יש להכניס רכיבי מפתח יקרי ערך להתקנה הסופית.ההתקנה של מתלה פיזור חום, תושבת, תפס וכו' צריכה להיות קרובה לתהליך הריתוך.רצף ההרכבה של רכיבי PCB מוצג באיור הבא.
3. הלחמת גלים
(1) עקרון עבודה של הלחמת גל
הלחמת גל היא סוג של טכנולוגיה שיוצרת צורה מסוימת של גל הלחמה על פני הלחמה נוזלית מותכת באמצעות לחץ שאיבה, ויוצרת כתם הלחמה באזור ריתוך הפינים כאשר רכיב ההרכבה המוכנס עם הרכיב עובר דרך ההלחמה גל בזווית קבועה.הרכיב מחומם תחילה באזור החימום מראש של מכונת הריתוך במהלך תהליך ההולכה על ידי מסוע השרשרת (החימום מראש של הרכיב והטמפרטורה שיש להשיג עדיין נשלטים על ידי עקומת הטמפרטורה שנקבעה מראש).בריתוך בפועל, בדרך כלל יש צורך לשלוט בטמפרטורת החימום מראש של משטח הרכיב, ולכן התקנים רבים הוסיפו התקני זיהוי טמפרטורה מתאימים (כגון גלאי אינפרא אדום).לאחר חימום מוקדם, המכלול נכנס לחריץ העופרת לריתוך.מיכל הפח מכיל הלחמה נוזלית מותכת, והזרבובית בתחתית מיכל הפלדה מתיזה פסגת גל בצורת קבועה של ההלחמה המותכת, כך שכאשר משטח הריתוך של הרכיב עובר דרך הגל, הוא מתחמם על ידי גל ההלחמה , וגל ההלחמה גם מרטיב את אזור הריתוך ומתרחב למילוי, ולבסוף משיג את תהליך הריתוך.עקרון העבודה שלו מוצג באיור שלהלן.
הלחמת גל משתמשת בעיקרון העברת חום בהסעה כדי לחמם את אזור הריתוך.גל ההלחמה המותכת משמש כמקור חום, מצד אחד זורם לשטיפת אזור ריתוך הפינים, מצד שני גם ממלא תפקיד של הולכת חום, ואזור ריתוך הפינים מחומם בפעולה זו.על מנת להבטיח שאזור הריתוך יתחמם, לרוב יש לגל ההלחמה רוחב מסוים, כך שכאשר משטח הריתוך של הרכיב עובר דרך הגל, יש מספיק חימום, הרטבה וכדומה.בהלחמת גלים מסורתית, משתמשים בדרך כלל בגל בודד, והגל שטוח יחסית.עם השימוש בהלחמת עופרת, היא מאומצת כיום בצורה של גל כפול.כפי שמוצג בתמונה הבאה.
הסיכה של הרכיב מספקת דרך להלחמה לטבול לתוך החור העובר המתכתי במצב מוצק.כאשר הסיכה נוגעת בגל ההלחמה, ההלחמה הנוזלית מטפסת במעלה דופן הסיכה והחור באמצעות מתח פני השטח.פעולת הנימים של חורים דרך מתכתים משפרת את טיפוס ההלחמה.לאחר שההלחמה מגיעה לרפידת ה-PcB, היא מתפשטת תחת פעולת מתח הפנים של הרפידה.ההלחמה העולה מנקזת את גז השטף והאוויר מהחור המעבר, ובכך ממלאת את החור העולה ויוצרת את מפרק ההלחמה לאחר הקירור.
(2) המרכיבים העיקריים של מכונת ריתוך הגל
מכונת ריתוך גל מורכבת בעיקר מסוע, תנור חימום, מיכל פח, משאבה ומתקן קצף (או ריסוס) שטף.הוא מחולק בעיקר לאזור הוספת שטף, אזור חימום מוקדם, אזור ריתוך ואזור קירור, כפי שמוצג באיור הבא.
3. הבדלים עיקריים בין הלחמת גל וריתוך זרימה חוזרת
ההבדל העיקרי בין הלחמת גל לריתוך זרימה חוזרת הוא שמקור החימום ושיטת אספקת ההלחמה בריתוך שונים.בהלחמת גל, ההלחמה מחוממת מראש ומומסת במיכל, וגל ההלחמה המופקת על ידי המשאבה ממלא את התפקיד הכפול של מקור חום ואספקת הלחמה.גל ההלחמה המותכת מחמם את החורים, הרפידות והפינים המרכיבים של ה-PCB, תוך שהוא מספק את ההלחמה הדרושה ליצירת מפרקי הלחמה.בהלחמה חוזרת, ההלחמה (משחת הלחמה) מוקצית מראש לאזור הריתוך של ה-PCB, ותפקידו של מקור החום במהלך הזרימה מחדש הוא להמיס מחדש את ההלחמה.
(1) 3 מבוא לתהליך הלחמת גל סלקטיבי
ציוד הלחמת גל הומצא כבר יותר מ-50 שנה, ויש לו את היתרונות של יעילות ייצור גבוהה ותפוקה גדולה בייצור של רכיבים חורי-חור ומעגלים, כך שהיה פעם ציוד הריתוך החשוב ביותר בייצור המוני אוטומטי של מוצרים אלקטרוניים.עם זאת, יש כמה מגבלות ביישומו: (1) פרמטרי הריתוך שונים.
חיבורי הלחמה שונים על אותו לוח מעגלים עשויים לדרוש פרמטרי ריתוך שונים מאוד בשל המאפיינים השונים שלהם (כגון קיבולת חום, מרווח פינים, דרישות חדירת פח וכו').עם זאת, המאפיין של הלחמת גלים הוא להשלים את הריתוך של כל חיבורי ההלחמה על כל לוח המעגלים תחת אותם פרמטרים מוגדרים, ולכן חיבורי הלחמה שונים צריכים "להתיישב" זה את זה, מה שמקשה על הלחמת גלים לעמוד במלואו בריתוך דרישות של לוחות מעגלים באיכות גבוהה;
(2) עלויות תפעול גבוהות.
ביישום המעשי של הלחמת גלים מסורתית, ריסוס כל הצלחת של השטף ויצירת סיגים מפח מביאים לעלויות תפעול גבוהות.במיוחד כאשר ריתוך ללא עופרת, מכיוון שמחיר הלחמה ללא עופרת הוא יותר מפי 3 מהלחמת עופרת, העלייה בעלויות התפעול הנגרמת מסיג פח מפתיעה מאוד.בנוסף, ההלחמה נטולת העופרת ממשיכה להמיס את הנחושת שעל גבי הכרית, והרכב ההלחמה בגליל הפח ישתנה עם הזמן, מה שמצריך תוספת קבועה של פח טהור וכסף יקר לפתרון;
(3) בעיות תחזוקה ותחזוקה.
השטף השיורי בייצור יישאר במערכת ההולכה של הלחמת גלים, ויש להסיר את סיגי הפח שנוצרו באופן קבוע, מה שמביא לעבודות תחזוקה ותחזוקה של ציוד מסובכות יותר למשתמש;מסיבות כאלה נוצרה הלחמת גל סלקטיבית.
מה שנקרא הלחמת גל סלקטיבית PCBA עדיין משתמשת בתנור הפח המקורי, אך ההבדל הוא שצריך להציב את הלוח במנשא תנור הפח, וזה מה שאנו אומרים לעתים קרובות על מתקן הכבשן, כפי שמוצג באיור למטה.
החלקים הדורשים הלחמת גל נחשפים לאחר מכן לפח, ושאר החלקים מוגנים בחיפוי רכב, כפי שמוצג להלן.זה קצת כמו לשים מצוף הצלה בבריכת שחייה, המקום שמכסה מצוף ההצלה לא יקבל מים, ובמקומו תנור פח, המקום שמכסה הרכב באופן טבעי לא יקבל פח, ויהיה אין בעיה של התכה מחדש של פח או חלקים נופלים.
"תהליך ריתוך זרימת חורים מחדש"
ריתוך זרימה חוזרת דרך חור הוא תהליך ריתוך זרימה חוזרת להחדרת רכיבים, המשמש בעיקר בייצור לוחות הרכבה משטח המכילים כמה תוספים.ליבת הטכנולוגיה היא שיטת היישום של משחת הלחמה.
1. הקדמת תהליך
על פי שיטת היישום של משחת הלחמה, ניתן לחלק ריתוך דרך זרימה חוזרת של חור לשלושה סוגים: הדפסת צינורות באמצעות תהליך ריתוך זרימת חור, הדפסת הלחמה באמצעות תהליך ריתוך מזרימה חוזרת של חור ותהליך ריתוך ריתוך מזרימה חוזרת של יריעות פח יצוקות.
1) הדפסה צינורית באמצעות תהליך ריתוך זרימת חורים מחדש
הדפסה צינורית באמצעות תהליך ריתוך זרימה חוזרת של חור היא היישום המוקדם ביותר של תהליך ריתוך זרימה חוזרת של רכיבי חור, המשמש בעיקר בייצור מקלט טלוויזיה צבעוני.הליבה של התהליך היא העיתונות הצינורית של משחת הלחמה, התהליך מוצג באיור למטה.
2) הדפסת משחת הלחמה באמצעות תהליך ריתוך מחדש של חורים
הדפסת משחת הלחמה באמצעות תהליך ריתוך זרימה חוזרת של חורים היא כיום תהליך ריתוך הזרימה חוזרת של חורים בשימוש הנפוץ ביותר בתהליך ריתוך זרימת חורים, משמשת בעיקר עבור PCBA מעורב המכיל מספר קטן של תוספות, התהליך תואם באופן מלא לתהליך ריתוך זרימה חוזרת קונבנציונלית, אין ציוד תהליך מיוחד. נדרש, הדרישה היחידה היא שרכיבי הפלאג-אין המרותכים חייבים להיות מתאימים לריתוך זרימה חוזרת של חורים, התהליך מוצג באיור הבא.
3) דפוס יריעת פח דרך תהליך ריתוך זרימה חוזרת של חור
תהליך הריתוך מחדש של יריעת פח יצוקה דרך חור משמש בעיקר למחברים מרובי פינים, הלחמה אינה משחת הלחמה אלא יריעת פח יצוקה, בדרך כלל על ידי יצרן המחברים נוסף ישירות, ניתן לחמם את ההרכבה בלבד.
דרישות עיצוב זרימה חוזרת דרך חורים
1. דרישות עיצוב PCB
(1) מתאים לעובי PCB פחות או שווה ללוח של 1.6 מ"מ.
(2) הרוחב המינימלי של הרפידה הוא 0.25 מ"מ, ומשחת ההלחמה המותכת "נמשכת" פעם אחת, וחרוז הפח לא נוצר.
(3) מרווח הרכיב מחוץ ללוח (Stand-off) צריך להיות גדול מ-0.3 מ"מ
(4) האורך המתאים של העופרת הבולטת מהרפידה הוא 0.25~0.75 מ"מ.
(5) המרחק המינימלי בין רכיבי מרווח עדינים כגון 0603 והרפידה הוא 2 מ"מ.
(6) ניתן להרחיב את הפתיחה המקסימלית של רשת הפלדה ב-1.5 מ"מ.
(7) הצמצם הוא קוטר העופרת בתוספת 0.1 ~ 0.2 מ"מ.כפי שמוצג בתמונה הבאה.
"דרישות לפתיחת חלון רשת פלדה"
באופן כללי, על מנת להשיג 50% מילוי חורים, יש להרחיב את חלון רשת הפלדה, יש לקבוע את כמות ההתרחבות החיצונית הספציפית לפי עובי ה-PCB, עובי רשת הפלדה, הפער בין החור לעופרת. וגורמים נוספים.
באופן כללי, כל עוד ההתרחבות לא תעלה על 2 מ"מ, משחת ההלחמה תימשך לאחור ותמלא לתוך החור.יש לציין שלא ניתן לדחוס את הרחבה החיצונית על ידי אריזת הרכיב, או שהיא חייבת להימנע מגוף האריזה של הרכיב, וליצור חרוז פח בצד אחד, כפי שמוצג באיור הבא.
"מבוא לתהליך ההרכבה הקונבנציונלי של PCBA"
1) הרכבה צד יחיד
זרימת התהליך מוצגת באיור למטה
2) הכנסת צד בודדת
זרימת התהליך מוצגת באיור 5 להלן
יצירת פיני המכשיר בהלחמת גל היא אחד החלקים הפחות יעילים בתהליך הייצור, מה שמביא בהתאם את הסיכון לנזק אלקטרוסטטי ומאריך את זמן האספקה, וגם מגדיל את הסיכוי לטעות.
3) הרכבה דו צדדית
זרימת התהליך מוצגת באיור למטה
4) צד אחד מעורבב
זרימת התהליך מוצגת באיור למטה
אם יש מעט רכיבים דרך חור, ניתן להשתמש בריתוך חוזר וריתוך ידני.
5) ערבוב דו צדדי
זרימת התהליך מוצגת באיור למטה
אם יש יותר התקני SMD דו-צדדיים ומעט רכיבי THT, התקני החיבור יכולים להיות זרימה חוזרת או ריתוך ידני.תרשים זרימת התהליך מוצג להלן.
