PCB Lehimleme Makinesi Çeşitleri: Reflow, Wave ve Selective Lehimleme Ekipmanları

PCB lehimleme makinesi, genellikle SMT için reflow fırın, delikli devreler için dalga lehimleme sistemi veya karma teknolojili kartlar için seçici lehimleme makinesi gibi, bileşenleri seri üretimde bir araya getirmek için kullanılan üretim ekipmanıdır. Her makine farklı bir üretim sorununu çözer, bu nedenle doğru seçim kart karışımına, verimliliğe, termal hassasiyete ve hata riskine bağlıdır. Bu kılavuz, başlıca PCB lehimleme makinesi türlerini karşılaştırır, her işlemin ne zaman uygun olduğunu açıklar ve Highleap Electronics'in bunları SMT ve delikli devre montajında ​​nasıl uyguladığını gösterir.

1. Lehimleme makinelerinin başlıca türleri nelerdir?

Üç ana üretim lehimleme makinesi şunlardır: reflow fırınları (yüzeye monte bileşenler için), dalga lehimleme makineleri (delikli bileşenler için) ve seçici lehimleme makineleri (yüzeye monte bileşenler de taşıyan devre kartlarındaki delikli parçalar için). Her biri erimiş lehimin farklı bir şekilde verilmesini sağlar; bu nedenle, hangi makinenin kullanılacağına en çok kartınızdaki bileşenlerin türü karar verir.

Modern devre kartları çoğunlukla yüzey montajlıdır, bu nedenle lehimlemede en çok kullanılan yöntem reflow'dur; delikli konektörler, büyük kapasitörler veya mekanik parçalar mevcut olduğunda ise dalga lehimleme veya seçici lehimleme eklenir. Delikli lehimleme yöntemleri arasındaki avantaj ve dezavantajlar bu karşılaştırmada daha ayrıntılı olarak incelenmiştir. reflow lehimleme ile dalga lehimleme karşılaştırması.

2. Yeniden akışlı lehimleme: SMT devre kartlarının lehimlenmesi

Yeniden akışlı lehimleme, lehim macununu pedlere basarak, bileşenleri yerleştirerek ve kartı kontrollü sıcaklık profiline sahip bir yeniden akış fırınından geçirerek yüzeye monte edilen devre kartlarını lehimler; böylece her bağlantı aynı anda oluşur. Günümüzdeki bileşenlerin neredeyse tamamı yüzeye monte edildiği için modern elektronikte baskın işlemdir ve tüm kartı tek, tekrarlanabilir bir geçişte lehimler.

Lehimleme işleminin kalitesi, sıcaklık profiline bağlıdır: ön ısıtma, bekleme süresi, alaşımın erime noktasının üzerinde bir tepe noktası ve ardından kontrollü soğutma. yeniden akış fırını Birden fazla ısıtma bölgesine yayılan bu ısı dağılımı sayesinde, büyük ve küçük parçaların tamamı aşırı ısınmadan doğru sıcaklığa ulaşır. Bu profilli, her iki tarafa da eşit ısı dağılımı, tezgah üstü ısıtma plakalarının sağlayamayacağı bir özelliktir ve üretimde bu nedenle tercih edilir. yeniden akış lehimleme Binlerce kart üzerinde tutarlı bağlantılar üretir. Lehimleme işleminden sonra, AOI ve X-ray, BGA'ların altındaki gizli bağlantılar da dahil olmak üzere bağlantıları doğrular.

3. Delikli montajda dalga lehimleme ile seçici lehimleme karşılaştırması

Devre kartında aynı anda lehimlenmesi gereken çok sayıda delikli bağlantı olduğunda dalga lehimleme, yüzeye monte edilmiş bileşenler arasında yalnızca birkaç delikli parça bulunduğunda ve bunların yerinden oynatılmaması gerektiğinde ise seçici lehimleme kullanılır. Her iki yöntem de delikli uçları lehimler, ancak lehim uygulama şekilleri çok farklıdır ve bu fark, kartınız için hangisinin daha uygun olduğunu belirler.

Dalga lehimleme, erimiş lehimin durağan bir dalgası üzerinden kartın tüm alt yüzeyini geçirerek, açıkta kalan her delik bağlantısını tek seferde lehimler; bu da çok sayıda delik bağlantısı olduğunda hızlı ve verimli bir yöntemdir. Seçici lehimleme Bunun yerine, küçük ve hassas bir lehim nozulu tek tek bağlantılara yönlendirilir; bu, bir kartın çoğunlukla yüzey montajlı (SMT) ve yalnızca birkaç delikli (through-hole) parçadan oluştuğu durumlarda doğru yaklaşımdır, çünkü dalga lehimleme bu parçaları aşırı ısıya veya köprüye maruz bırakabilir. Pratikte, yoğun SMT ve birkaç konektöre sahip bir kart, klasik bir seçici lehimleme örneğidir, oysa sıralar halinde delikli pinlere sahip bir kart dalga lehimlemeyi tercih eder.

4. Makineyle lehimleme mi, elle lehimleme mi: hangisi ne zaman kullanılmalı?

Tekrarlanabilir kalite ve gerçek hacimli üretim için makine lehimleme kullanın; el lehimlemeyi ise yalnızca prototipler, yeniden işleme, onarımlar ve birkaç zorlu bağlantı için kullanın. Aradaki fark tutarlılık ve ölçektedir: bir makine, her bir bağlantıya aynı şekilde kontrollü ve belgelenmiş bir işlem uygular; oysa el lehimleme operatörün becerisine bağlıdır ve birçok devre kartında bu tekrarlanabilirliği sağlayamaz.

Elle lehimleme, prototip oluşturma, arızalı bir bağlantıyı onarma, otomatik süreçlere uygun olmayan bir parçayı takma ve benzeri işlemler gibi durumlarda geçerli bir role sahip olmaya devam ediyor. temel PCB lehimleme Her mühendisin bilmesi gereken bir şey bu. Ancak üretimde, makine lehimleme verimlilik, hız ve izlenebilirlik açısından üstünlük sağlıyor ve ince aralıklı ve BGA parçaları güvenilir bir şekilde işlemek için tek pratik yöntem bu. Prototip aşamasından sonra elle lehimlemeye güvenmek, hem kalite hem de verimliliğin düşmesine neden oluyor; bu da genel olarak karşımıza çıkan bir ders. üretilebilirlik Genel olarak, laboratuvar yöntemleri ölçeklenebilir değildir.

5. Lehimleme hataları ve bunların önlenmesi

Her lehimleme makinesinin kendine özgü kusurları vardır: Yeniden akışlı lehimleme genellikle köprü oluşumu, köprüleme ve boşluklar üretir; dalga lehimleme köprüler, buz sarkıtları ve eksik delik dolumu üretir; ve seçici lehimleme yetersiz dolum veya bekleme süresiyle ilgili sorunlara yol açabilir. Hangi kusurun hangi işleme ait olduğunu bilmek, üreticinin belirtilerin peşinden koşmak yerine makineyi ayarlamasına olanak tanır ve bu da işlem seçimi ve parametre kontrolünün neden bu kadar önemli olduğunu açıklar:

Ortak nokta şu ki, çoğu kusur kötü şanstan değil, ped ve ayak izi tasarımı ve doğru makine parametreleri ile önlenebilir. Örneğin, lehimlemede oluşan "tombstoning" (çipin düz durması), düzensiz ısıtmadan veya dengesiz pedlerin küçük bir çipi dikleştirmesinden kaynaklanırken, dalga köprüleri genellikle kartın dalga üzerinde hareket ettiği yönü göz ardı eden yerleşim düzeninden kaynaklanır. Bu nedenle, amaçlanan lehimleme işlemi için gözden geçirilmiş bir yerleşim düzeni, rastgele atılmış bir yerleşim düzeninden çok daha iyi sonuç verir - bu, herhangi bir ön montaj incelemesinin ardındaki aynı mantıktır. yaygın üretilebilirlik sorunlarıLehimleme işleminden sonra, güvenilirliği belirleyen bağlantılar, AOI ile ve gizli bağlantılar için X-ışını ile doğrulanır; bu, güvenilirliğin temelini oluşturan "iyi olduğu varsayılır" yaklaşımından farklıdır. PCB kalite denetimi.

6. Highleap, devre kartlarınızı seri üretimde nasıl lehimliyor?

Highleap, yüzeye monte edilen devre kartları için profilli reflow, delikli devre kartları için ise dalga veya seçici lehimleme yöntemlerini kullanarak, tek bir montaj akışı içinde devre kartlarını lehimler ve bu işlem AOI ve X-ışını incelemesiyle desteklenir. SMT PCB montajıYüzeye monte edilen parçalar kontrollü bir profile göre yerleştirilir ve yeniden lehimlenirken, delikli bileşenler ise kartın yapısına bağlı olarak dalga lehimleme veya seçici lehimleme ile işlenir.

Lehim makinesi resmin sadece bir parçası olduğu için Highleap onu da teslimat süresi içinde sağlıyor. anahtar teslimi montaj Bu, bileşen tedariği, denetimi ve testini de kapsar; böylece bir devre kartı lehimlenmiş, doğrulanmış ve kullanıma hazır halde gelir. Üretim öncesi bir uygunluk incelemesi, düzenin üretimden önce amaçlanan lehimleme işlemlerine uygun olduğunu doğrular. Fiyat teklifi istediğinizde, kartın tamamen SMT mi yoksa karma teknoloji mi olduğunu, delik içeriğini ve hacminizi belirtin, böylece doğru lehimleme işlemi uygulanır.

7. Lehimleme Makinesi Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

Lehimleme aleti hangi sıcaklığa ayarlanmalıdır?

Çoğu elektronik işinde lehimleme demiri 315–370°C (600–700°F) civarına ayarlanır; kurşunsuz lehim için kurşunlu lehimden daha yüksek, daha büyük termal kütleli bağlantılar için ise daha yüksek sıcaklık kullanılır. Çok düşük sıcaklık soğuk bağlantılara neden olur; çok yüksek sıcaklık ise pedlere ve bileşenlere zarar verir.

Robotik veya otomatik lehimleme makinesi nedir?

Bu, lehimleme ucunu veya lazeri her bir bağlantı noktasına hareket ettiren ve lehim telini otomatik olarak besleyen, delikli ve konektör bağlantılarının noktadan noktaya lehimlenmesini otomatikleştiren programlanabilir bir sistemdir. Elle lehimleme ile tam dalga veya seçici lehimleme makineleri arasındaki boşluğu doldurur.

Lehim makineleri kurşunsuz lehimle çalışır mı?

Evet — lehim fırınları, dalga lehimleme ve seçici lehimleme makinelerinin tümü, kurşunsuz alaşımlara uygun daha yüksek sıcaklıklar ve profiller kullanarak kurşunsuz işlemler gerçekleştirir. RoHS uyumlu üretim, aynı ekipman üzerinde doğru şekilde ayarlandığında standart olarak kurşunsuz olarak yapılır.

Üretimde elle lehimleme ile makineyle lehimleme arasındaki fark nedir?

Makineyle lehimleme, her bir bağlantıya aynı şekilde kontrollü ve belgelenmiş bir işlem uygulayarak, yüksek hacimli üretimde tutarlı verim sağlar ve ince aralıklı ve BGA parçalarının işlenmesine olanak tanır; elle lehimleme ise operatörün becerisine bağlıdır ve prototipler, yeniden işleme ve sıra dışı parçalar için uygundur.

Seri üretimde devre kartları nasıl lehimlenir?

Yüzeye monte edilen parçalar, lehim macunu baskısı ve yerleştirme işleminden sonra yeniden akışlı lehimleme ile birleştirilir; ardından delikli parçalar dalga veya seçici lehimleme ile eklenir. Otomatik inceleme (AOI ve X-ışını) bağlantıları doğrular, böylece tüm süreç hızlı ve tekrarlanabilir olur.

Tek bir makine hem SMT hem de delikli lehimleme yapabilir mi?

Tek bir makine ikisini birden yapamaz; reflow lehimleme yüzeye monte, wave lehimleme veya selective lehimleme delikli devreleri işler; ancak bir üretim hattı bunları sırayla birleştirerek karma teknolojili bir devre kartının tek bir işlemde tamamen lehimlenmesini sağlar.