Купуємо селективну хвилю

У статті міститься широкий набір параметрів разом з пропозиціями щодо їх стандартних рівнів, які кожному варто врахувати перед покупкою обладнання для селективної пайки хвилею.

Вимоги з точки зору потреб компанії

Першим кроком у виборі системи селективної пайки є перегляд потреб вашої організації на даний момент і в осяжному майбутньому. Це включає обсяг одиниць, які ви плануєте виробляти, очікуване майбутнє зростання та вимоги клієнтів, включаючи максимальний розмір друкованої плати та асортимент продукції. Ви також повинні враховувати складність дизайну майбутніх продуктів і те, чи потребуватиме режим роботи автономну систему для серійного чи малосерійного виробництва чи систему, яка може працювати на виробничій лінії для обробки великих партій.

Ключовою вимогою, яку слід враховувати при виборі системи селективного паяння, є комбінація компонентів із наскрізними отворами і SMT, які міститимуть майбутні продукти. Це визначає паяні з’єднання, які система селективного паяння має створити, що, у свою чергу, визначає типи необхідних паяльних сопел. Якщо складність майбутніх продуктів неможливо визначити за допомогою комбінації SMT і компонентів із наскрізним отвором, розумним підходом є зробити гнучкість системи селективної пайки головним фактором у процесі прийняття рішень.

Огляд характеристик і функцій

При проведенні порівнянь потенційних систем селективного паяння слід враховувати всі характеристики обладнання та особливості системи. До них належать максимальний розмір плати, сумісність застосування флюсу, необхідний зазор до краю плати та відстань між компонентами над і під друкованою платою. Інші фактори, які слід враховувати, включають ємність паяльного резервуара, визначення висоти хвилі пайки, доступні розміри паяльних сопел, необхідну відстань між соплами, контроль вирівнювання, можливість попереднього нагріву, а також точність і повторюваність осей X, Y і Z.

Не менш важливими є такі фактори, як простота програмування, споживання витратних матеріалів (тобто азоту та припою), гарантія та доступність оновлень програмного забезпечення без додаткових витрат.

Таблиця 1. Типові технічні характеристики та перевірка характеристик для потенційних систем селективного паяння

Ключові параметри процесу

Серед параметрів процесу, пов’язаних із селективною пайкою, найважливішими є точність позиціонування по осях X-Y, метод дозування флюсу, контроль висоти хвилі припою та ефективність попереднього нагрівання. Точність і повторюваність дозування як флюсу, так і припою має вирішальне значення для забезпечення точного нанесення флюсу та створення оптимального паяного з’єднання. Повторюваність і постійність висоти хвилі припою необхідні для забезпечення підтримки контакту між хвилею припою та нижньою частиною друкованої плати протягом усього циклу пайки. Температура попереднього нагріву повинна бути досягнута перед і протягом циклу паяння, щоб правильно активувати тверді речовини, що містяться в рідкому флюсі, і випарувати його основу (спирт або воду).

Таблиця 2. Критерії прийняття та вимоги до машин селективної пайки

Додатково слід звернути увагу на функцію аварійного вимкнення (EMO) і доступ до всіх вимикачів електронної зупинки та блокування дверей, щоб переконатися, що вони відповідають усім чинним місцевим правилам безпеки.

Питання особливої ​​важливості

Застосування флюсу

Рідкі флюси для селективного паяння доступні в багатьох типах: флюси на основі спирту, води або каніфолі, флюси, що не очищаються, флюси з низьким pH і флюси з високим вмістом твердої речовини. Вибір конкретного типу флюсу для процесу селективного паяння визначається кінцевим використанням виробу та має вирішальне значення для досягнення високої цілісності паяного з’єднання.

Критеріями вибору хімічного складу флюсу повинні базуватися на здатності до пайки поверхонь основного металу, що з’єднуються. Металеві поверхні, які можна легко спаяти зокрема платинове золото, мідь, олов’яно-срібне або паладієве срібло, зазвичай можна спаяти за допомогою флюсу на основі каніфолі, який не очищається, або неактивованого, або помірно активованого. Метали, які важче паяти, наприклад нікельована латунь, свинцево-кадмієва бронза або берилієва мідь, зазвичай потребують або повністю активованого флюсу на основі каніфолі, або органічного/неорганічного флюсу на водній основі. В останньому випадку в більшості випадків потрібне очищення друкованої плати після пайки.

Крапельні дозатори ідеально підходять для флюсів без очищення та з низьким вмістом твердих речовин, але не особливо підходять для використання з іншими типами флюсів. Більшість крапельних дозаторів на ринку обмежується максимальним вмістом твердих речовин у 8%, при перевищенні якого вони можуть потенційно забитися та не працювати належним чином. Деякі постачальники обладнання для селективного паяння навіть вказують, що їх гарантія на обладнання буде недійсною, якщо їхній крапельний дозатор використовується з флюсом, відмінним від флюсу з низьким вмістом твердих речовин, тобто менше 8%. Крім того, слід зазначити, що деякі з цих постачальників не пропонують інших аплікаторів флюсу.

Якість і пропускна здатність

Першим кроком у вимірюванні якості системи селективного паяння є перегляд друкованих плат, які зараз виготовляються за селективним або хвильовим принципом з різними типами компонентів із наскрізними отворами, такими як з’єднувачі, компоненти з малим кроком або конденсатори, і порівняння результатів на основі пробного запуску виробництва. Пропонується вибирати друковані плати, що містять площі заземлення і багатошарові плати та задокументувати результати якості за допомогою рентгенівського зображення.

Щоб повністю оцінити експлуатаційну придатність системи селективного паяння, слід провести додаткове випробування на більшій виробничій партії, щоб визначити тривалість циклу та пропускну здатність одиниць на годину (units per hour, UPH).

Експлуатаційні витрати

Споживання витратних матеріалів, таких як азот і припій для компенсації утвореного шлаку, є основними поточними експлуатаційними витратами потенційної системи для селективної пайки. В ідеалі швидкість споживання азоту становить приблизно 1,1 кубічних метрів на годину. Важливим фактором є також кількість утвореного шлаку: за орієнтир можна взяти 42 грами за 8 годин. Систему слід також розглядати з точки зору часу на технічне обслуговування, мінімізуючи час простою/витрати. Як орієнтир, ви можете витрачати 30 хвилин на очищення резервуара для припою кожні 80 годин.

Висновки

Після узагальнення результатів випробування та підтверджуючих кваліфікаційних даних слід зробити остаточну оцінку системи селективного паяння. Фактори, які розглядаються, як правило, включають контроль температури, гарну повторюваність осей X, Y і Z, здатність забезпечувати високу якість паяних з’єднань з мінімальними виправленнями, тривалість циклу пайки та пропускну здатність UPH з мінімальним часом переналаштування.

Важливою вимогою є швидке та гнучке програмування за допомогою простого у використанні програмного забезпечення з чітким і добре видимим дисплеєм, який імпортує скановане зображення друкованої плати або файли Gerber, пропонуючи користувачеві спрощену елегантність у роботі, що забезпечує оптимальну ефективність.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl