Hogyan működik a hullámforrasztás

Hogyan működik a hullámforrasztás

Az elektronikai ipar kezdeti időszakában, mielőtt az SMT (felületszerelési technológia) teljesen kifejlődött volna, szinte minden áramköri kártya szerelvénynek át kellett mennie a következő folyamatokon hullámforrasztás folyamat az elektronikus alkatrészek áramköri lapra forrasztásához.

Tartalomjegyzék
    Adjon hozzá egy fejlécet a tartalomjegyzék létrehozásának megkezdéséhez.

    Mi a hullámforrasztás

    Azért hívják "hullámforrasztásnak", mert a forrasztás során ónkemencét használnak. Az ónkemencét olyan hőmérsékletre melegítik, amely elegendő az ónrúd megolvasztásához és az olvadt ónfolyadék kialakításához. Ezt az ónfolyadékot tekinthetjük úgy, mint egy "tó víztócsát". Amikor nyugalom van és nincs hullám, amit "advekciós hullámnak" nevezünk. Amikor a tó vize felkavarodik, hogy hullámok mozogjanak, azt "turbulens hullámnak" nevezzük. 

    A csónak siklik a nyugodt vagy enyhén hullámos tófelszínen, lehetővé téve, hogy az ónfolyadék megtapadjon az elektronikus alkatrészek lábai és az áramköri lap között. Az ónfolyadék áthaladása után gyorsan lehűl, és a forraszanyag az elektronikus alkatrészeket az áramköri laphoz hegeszti.

    Miért nem váltotta fel a hullámforrasztást az SMT teljesen

    Az ipari technológia gyors fejlődésével a legtöbb elektronikus alkatrész egyre kisebb, amely megfelel az SMT visszaáramlási forrasztás követelményeinek (például a kis méretű alkatrészek és a magas hőmérsékletű visszaáramlási ellenállás), így a legtöbb PCB-gyártó elhagyta a hullámforrasztási eljárást, még néhány olyan alkatrész esetében is, amelyet nem lehet méretben csökkenteni, amíg az anyag hőmérsékleti ellenállása megfelel az SMT visszaáramlási forrasztás követelményeinek, a (PIH) paste-in-hole eljárás is használható a forrasztás eléréséhez egy visszaáramlási kemence használatával.

    Ennek ellenére még mindig van néhány olyan elektronikus alkatrész, amely nem felel meg az SMT-eljárás követelményeinek, így egyes esetekben ez a folyamat sok forraszanyagot fogyaszt.

    SMT-folyamat

    A hullámforrasztás folyamata

    Fluxus zóna

    A fluxus használatának célja az alkatrészek forrasztásának minőségének javítása, mivel a PCB, az elektronikus alkatrészek és még az ónfolyadék is szennyezett lehet a tárolási és használati környezetben, ami oxidációt okoz és befolyásolja a forrasztás minőségét. A "fluxus" fő funkciója az oxidok és szennyeződések eltávolítása a fémfelületen, és vékony filmet képezhet a fémfelületen, hogy a magas hőmérsékletű működés során elszigetelje a levegőt, így a forraszanyag nem könnyen oxidálódik.

    A hullámforrasztás során azonban olvasztott ónt kell használni forrasztóközegként. Mivel folyékony ónról van szó, a hőmérsékletnek magasabbnak kell lennie, mint a forraszanyag olvadáspontja. A SAC305 ólommentes forraszanyag jelenlegi hőmérséklete körülbelül 217°C , az általános folyasztószer nem tartható ilyen magas hőmérsékleten hosszú ideig, ezért ha folyasztószert szeretne hozzáadni, akkor azt azelőtt kell alkalmazni, mielőtt az áramköri lap áthalad az ónfolyadékon.

    Általában kétféleképpen lehet a fluxust alkalmazni. Az egyik a habosító fluxus használata. Amikor az áramköri lap áthalad a fluxus területén, az áramköri laphoz tapad. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy a fluxust nem lehet egyenletesen felvinni az áramköri lapra, ami a fluxussal nem bevont alkatrészek rossz forrasztását eredményezi.

    A fluxus felhordásának második módszere a permetezés.

    A fluxus felhordásának második módja a permetezés. A fúvókát a lánc aljára helyezik, és amikor az áramköri lap elhalad mellette, alulról felfelé permetezik. Ennek a módszernek is van egy hátránya, vagyis a fluxus könnyebben átjut az áramköri lap résén. Néha a fluxus közvetlenül beszennyezheti az áramköri lap elején lévő alkatrészeket, vagy akár be is hatolhat egyes, a fluxusra érzékeny alkatrészek belsejébe, ami a jövőben veszélyt jelent. Vagy a hullámforrasztógép tetején marad.

    Ha a gépet nem tisztítják rendszeresen, amikor a fluxus felhalmozódik egy bizonyos mennyiségben, akkor csepegni fog, és egy nagy csomó közvetlenül szennyezi az áramköri lap elejét.Ha a fluxus kezelés nélkül közvetlenül az áramköri lapra esik, akkor valószínűleg minőségi problémákat okoz, például áramköri lap korróziót vagy mikro-zárlatot.

    Előmelegítő zóna

    Csakúgy, mint a SMT gyártósor, a hullámforrasztási folyamat során a tényleges forrasztás előtt elő kell melegíteni az áramkört. Ez az áramköri lap deformációjának csökkentése és egyes alkatrészek belső nedvességének elkerülése érdekében történik. Ellenkező esetben közvetlenül szobahőmérsékletről 217°C feletti hőmérsékletre melegítik, ami könnyen okozhat delaminációt.

    Forrasztási zóna

    Rengeteg ónrudat dobnak a tartályba, majd felhevítik és ónfolyadékká olvasztják, így ez a folyamat sok ónanyagot igényel. Mivel folyékony ónról van szó, a folyadék tulajdonságainak megfelelően különböző ónfelületek készíthetők a forrasztó ón igényeinek megfelelően.

    Általánosságban elmondható, hogy az ónfürdő az ónkemencében két résszel van osztva. Az első nyílást chiphullámnak, a második nyílást pedig hullámnak nevezik. Ennek a két ónrésnek különböző funkciói vannak. A legtöbb esetben Csak az advektív hullámok vannak bekapcsolva

    Chip hullám

    SMD-alkatrészek

    Egy eszközzel keverje meg az ónfolyadékot, hogy szökőkútszerű hatást érjen el. Fő célja az SMD alkatrészek forrasztása, mivel az SMD alkatrészek általában sűrűn eloszlanak az áramköri lap különböző területein, és vannak nagyok és kicsik, magasak és alacsonyak, mivel az áramköri lap hatása hasonló a sampan csúszásához. Képzeljük el, hogy ha a sampan alatt egy nagy tárgy van, akkor csúszáskor a nagy tárgy mögött úgynevezett "árnyékhatás" alakul ki.

    Ugyanez igaz az ónfolyadékra is, ha nincs bukó ónfolyadék, akkor nem tudja megérinteni ezeket az alkatrészeket vagy forrasztási kötéseket árnyék alatt, majd az üres hegesztés problémáját okozza. Mivel azonban az ónfolyadék mindig bukfencezik, néha a hegesztés nem eléggé egyenlő, és még hegesztési áthidalás vagy élesedés is előfordulhat, ezért a hullámot általában a turbulens hullám után adják hozzá.

    Hullám

    Kicsit hasonlít a nyugodt vízfelülethez, de valójában ez egy megállás nélkül áramló ónfolyadék, de az áramlás nagyon sima, ami hatékonyan kiküszöbölheti a turbulens hullámok által okozott egyes görcsöket, hegesztési áthidalásokat és rövidzárlati problémákat. Ezenkívül az advekciós hullám nagyon jó hegesztési hatással van a hagyományos átmenő lyukú alkatrészekre (az áramköri lapból kiálló hosszú lábak). Ha a hullámforrasztás során csak átmenő lyukú alkatrészek vannak, akkor megfontolhatja a spoilerhullám kikapcsolását is, és csak advekciót használhat a hegesztés befejezéséhez.

    rövidzárlat áthidalása

    Hűtési zóna

    Az egyszeres advekciós hullám segít a több tűs dugaszok rövidzárlatos áthidalásának problémáját is csökkenteni, mivel a kéthullámú folyamat turbulenciahullámában a folyékony anyag elpárolog, és amikor az advekciós hullámra kerül sor, kevesebb a folyékony anyag dezoxidációja és forrasztási alátámasztása. Ha a forraszanyag nedvesíthetősége lesz.

    Ez a terület általában egy hűtőventilátort használ az ónkemencéből való kilépésnél, amely a magas hőmérsékletű ónfolyadékon éppen áthaladó áramköri lap hűtéséért felelős, mivel azonnal elvégezhető forrasztási és javítási műveletekre kerül sor. Általában az ónkemencén áthaladó áramköri lapok nem használnak gyorshűtő berendezést, valószínűleg azért, mert a legtöbbjük hagyományos átmenőfuratos alkatrész vagy nagyobb SMD alkatrész.

    Egyes hullámkemencék a végén egy további tisztítási folyamatot is hozzáadnak, mivel egyes áramköri lapok még átesnek a tisztítási folyamaton.

    Miért van szükség dőlésszögre a hullámforrasztás során?

    A "hullámforrasztás" nyomvonala bizonyos dőlésszöget zár be az ónfelülettel. Általában a dőlésszöget körülbelül 3~7°-ra állítják be. Az enyhe dőlés oka, hogy megkönnyítse az ón eltávolítását, amikor a forrasztási kötés elválik az ónfelülettől. Ezt a dőlésszöget "óntelenítési szögnek" is nevezik. Az ón áthaladásakor olyan szögre van szükség, amikor a PCB lap és a folyékony olvadt ónfelület elválik egymástól. Ha az óntelenítési szög kisebb, akkor a forrasztási varrat nagyobb lesz, és fordítva.

    Ha a pálya és az ónfelület nem ferde a "hullámforrasztás" során, és nincs kiforrasztási szög, a forrasztási kötések túl nagyok lesznek, és könnyen nagyszámú forrasztási kötés jelenik meg. Egy bizonyos kiforrasztási szög a hullámforrasztás során elősegítheti a felesleges forrasztókötések kialakulását. Az olvadt ónfolyadék a hullámforrasztási kemencébe az óntelenítési szög mentén áramlik a gravitáció segítségével, hogy elérje a forrasztási kötésben lévő ónmennyiség szabályozásának célját.

    Mi a szelektív hullámforrasztás

    Mivel az áramköri lapok nem minden alkatrésze igényel hullámforrasztást, gyakran több száz alkatrész van egy lapon, de kevesebb, mint 5 alkatrész igényel hullámforrasztást, így született meg a szelektív hullámforrasztás.
    A szelektív hullámforrasztásnak két típusa van:

    A szelektív hullámforrasztás első típusa a hullámforrasztó kemence hordozójának használata a hullámforrasztást nem igénylő alkatrészek lefedésére, és a folyamat továbbra is az eredeti hullámforrasztó ónkemencét követi. A második szelektív hullámforrasztás egy kis ónkemencét használ. A kis fúvókát, majd mozgassa a fúvókát, hogy igazodjon a hegesztendő alkatrészekhez, ami megmentheti a forraszanyagot.

    Következtetés

    Még az SMT-vel összehasonlítva számos hátránya ellenére is, a hullámforrasztást még mindig használják a PCB Assembly gyár egyedi jellemzői miatt, és nem lehet könnyen más gyártási eljárással helyettesíteni.

    GYIK

    Azért nevezik "hullámforrasztásnak", mert a forrasztás során ónkemencét használnak. Az ónkemencét olyan hőmérsékletre melegítik, amely elegendő az ónrúd megolvasztásához és az olvadt ónfolyadék képződéséhez. Ezt az ónfolyadékot tekinthetjük úgy, mint egy "tó víztócsát". Amikor nyugalom van és nincs hullám, amit "advekciós hullámnak" nevezünk.

    Még mindig van néhány olyan elektronikus alkatrész, amely még mindig nem felel meg az SMT-eljárás követelményeinek, így bizonyos esetekben ez az eljárás sok forraszanyagot fogyaszt.

    A szelektív hullámforrasztásnak két típusa van: A szelektív hullámforrasztás első típusa a hullámforrasztó kemence hordozójának használata a hullámforrasztást nem igénylő alkatrészek lefedésére, és a folyamat továbbra is az eredeti hullámforrasztó ónkemencét követi. A második szelektív hullámforrasztás egy kis ónkemencét használ. A kis fúvókát, majd mozgassa a fúvókát, hogy igazodjon a hegesztendő alkatrészekhez, ami megmentheti a forraszanyagot.

    Kapcsolódó hozzászólások

    PCB Impedancia Board - Minden, amit tudnia kell

    PCB Impedancia Board - Minden, amit tudnia kell

    A PCB impedancia lapok a nagy teljesítményű elektronikus rendszerek gerincét alkotják, ahol a jelintegritás a legfontosabb. Ezeket a speciális nyomtatott áramköri lapokat aprólékosan tervezik és készítik ...
    Hogyan kell telepíteni egy ellenállást egy nyomtatott áramköri lapra

    Hogyan kell ellenállást telepíteni egy nyomtatott áramköri lapra?

    Az ellenállások alkalmazása a nyomtatott áramköri lapon (PCB) az áramköri tervezés fontos szempontja. Az ellenállás egy olyan alkatrész, amelyet a ...
    SMT PCB-szerelvény kicsomagolása - Surface Mount Technology

    SMT PCB-szerelvény kicsomagolása - Surface Mount Technology

    Ez a cikk demisztifikálja, hogy mi határozza meg az SMT PCB-összeszerelési folyamatokat, a gépeket, a költségstruktúrákat, az elődökkel szembeni előnyöket és a gyártási partnerek kiválasztási stratégiáit.
    Hagyományos PCB gyártás vs. Rapid Prototyping PCB - Részletes összehasonlítás

    Hagyományos PCB gyártás vs. Rapid Prototyping PCB - Részletes összehasonlítás

    Az elektronika folyamatosan fejlődő világában a nyomtatott áramköri lapok (PCB-k) létrehozása a termékfejlesztés kritikus szempontja. Legyen szó akár a fogyasztói ...
    Az IBE Electronics találkozik Önnel a CES (Consumer Electronics Show) 2024-en

    Az IBE Electronics találkozik Önnel a CES (Consumer Electronics Show) 2024-en

    Az IBE, mint az egyik globális ODM / OEM gyártó, amely tömeggyártási bázissal rendelkezik, meghívja Önt, hogy látogasson el a 2012&2014-es és a 2929-es standunkra januárban....
    Ajánlatkérés

    Leave a Comment

    Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük

    hu_HUHungarian
    Görgessen a tetejére