EN
Толқынды пайындау толқынды дәнекерлеу және рефлоу пайындау — өндірістік инженерге қойылатын ең маңызды шешімдердің бірі болып табылады. Толқынды пайындау ондаған жылдар бойы өткізгіштік компоненттерді орнату үшін негізгі әдіс болып келеді, ол қолданылуына сәйкес жоғары өнімділік пен сенімді қосылыс түзу мүмкіндігін ұсынады. Толқынды пайындаудың рефлоу пайындаумен салыстырмалы ерекшеліктерін түсіну өндірушілерге компонент түрлеріне, плата дизайнына және өндіріс көлемі талаптарына сәйкес процестерін таңдауға көмектеседі.
Толқынды пайдаланып және қайта ерітіп дәнекерлеу технологиялары нөлдік қосындылық тұрғыдан бір-бірімен жарысады деп айтуға болмайды. Әрбір әдіс электроникалық өндіріс экожүйесінде нақты анықталған мақсатқа ие. Толқынды пайдаланып дәнекерлеу өткізгіштер арқылы орнатылатын компоненттер, аралас құрамалар және контактілік дәнекерлеудің тиімділігін басым ұстанатын жоғары көлемді өндіріс желілерімен жұмыс істегенде өте тиімді. Ал қайта ерітіп дәнекерлеу, керісінше, беттік орнатылатын технология (SMT) құрамаларын жинау кезінде үстемдік етеді. Бұл екі процестің қайсысын таңдау кезінде қате жасау қосылыстардың ақаулы болуына, қайта жасау шығыстарының өсуіне және плата сенімділігінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Бұл мақалада айырмашылықтар анық түсіндірілген, сондықтан сіз дұрыс технологиялық процесті таңдай аласыз.
Толқынды пайдаланып дәнекерлеу қалай жұмыс істейді
Толқынды пайдаланып дәнекерлеу процесінің жұмыс істеу реті
Толқынды пайдаланып дәнекерлеу — бұл PCB тақтасының еріген қорытпалардың ыдысы арқылы өтуіне негізделген көптеген бірдей дәнекерлеу процесі. Толқынды дәнекерлеу кезінде алдымен компоненттердің қосылу ұштары мен тақтаның контактілік аймақтарын дайындау үшін тақтаға флюс салынады, одан кейін флюсты белсендіру және термиялық шокты азайту үшін тақта алдын-ала қыздырылады, соңында тақта еріген қорытпаның үнемі ағып тұратын толқыны арқылы өтеді. Дәнекер толқыны тақтаның төменгі жағымен жанасып, қосылу ұштарын ылғалдандырып, бір мезетте бірнеше компоненттер үшін қосылуларды қалыптастырады. Толқынды дәнекерлеу бұл процесті бір реттік, бақыланатын өтуде орындайды, сондықтан ол өткізгіштік арқылы орналасқан компоненттермен жабдықталған тақталар үшін өте тиімді.
Қазіргі заманғы толқынды пайдаланып дәнекерлеу машиналары жиі екі толқынды жүйелерді қолданады: тұрақсыз «чип толқынын» ламинарлы «негізгі толқынмен» біріктіреді. Толқынды дәнекерлеудегі чип толқыны компоненттердің тығыз аралықтарынан флюс қалдықтары мен ауа көпіршіктерін қозғап шығарады, ал негізгі толқын соңғы дәнекерлеу қосылысын қалыптастырады. Толқынды дәнекерлеудегі бұл екі толқынды әдіс бір толқынды дәнекерлеу жүйелерінде кеңінен таралған қосылу (bridging) және жеткіліксіз толтыру сияқты кемшіліктерді қатты азайтты. Толқынды дәнекерлеу циклы — флюс қолданудан бастап соңғы салқындатуға дейін — тасымалдаушының жылдамдығы, алдын-ала қыздыру температурасы, дәнекерлеу ыдысының температурасы және толқын биіктігі параметрлері арқылы қатаң бақыланады.
Толқынды дәнекерлеудегі материалдар мен орнату
Толқынды пайдаланып дәнекерлеу үшін ұзақ уақыт бойы тұрақты түрде ұсталатын дәнекерлеу ыдысы қажет, ол әдетте қалайы-қорғасын немесе SAC305 сияқты қорғасынсыз қорытпалармен толтырылады. Толқынды дәнекерлеуде қолданылатын флюс химиясы тақта тазалығы талаптарына және «тазартпайтын» немесе суға еритін процеске қайсысы қажет болса, сол бойынша таңдалады. Аралас құрамалардың төменгі жағындағы беттік орнатылатын компоненттерді балқыған дәнекер толқынынан қорғау үшін толқынды дәнекерлеуде жиі паллеттер немесе құрылғылар қолданылады. Толқынды дәнекерлеуде құрылғылардың дұрыс жобалануы — көлеңкелену ақаулықтарын болдырмау және әрбір өткізгіш тесіктегі өткізгіштерге толық қосылуын қамтамасыз ету үшін маңызды.
Рефлоу дәнекерлеу қалай жұмыс істейді
Рефлоу дәнекерлеу процесінің жұмыс істеу реті
Қайта ерітіп дәнекерлеу үшін дәнекерлеу пастасы қолданылады, бұл – флюс пен дәнекерлеу бөлшектерінің қоспасы, оны компоненттерді орналастырмас бұрын тақтаның бетіне тиісті шаблон арқылы салады. Беттік орнатылатын компоненттер орналастырылғаннан кейін тақта қайта ерітіп дәнекерлеу пешінен өтеді, мұнда ол нақты температура қисығы бойынша қызытылады. Бұл қисық алдын-ала қыздыру аймағынан, тұрақтандыру аймағынан, қайта еріту пик аймағынан және салқындату аймағынан тұрады. Толқынды дәнекерлеуден айырмашылығы неде? Қайта ерітіп дәнекерлеуде тақта еріген дәнекерлеу банның бетіне тиіспейді. Орнына дәнекерлеу пастасы өз орнында ериді және әрбір компоненттің контакт аймағын қоршап, салқындап қатая келе жалғас құрады.
Рефлоу-пайкалау өте дәл паста түсіру мен бақыланатын жылулық профильдер қажет болатын жұқа қадамды беттік орнатылатын құрылғылар, шарлық торлы массивтер және басқа компоненттер үшін идеалды тәсіл болып табылады. Рефлоу-пайкалау процесі өте жоғары компонент тығыздығын қамтамасыз етеді, сондықтан ол заманауи тұтыну электроникасы мен компактты өнеркәсіптік PCB өндірісінде басымдыққа ие. Дегенмен, рефлоу-пайкалау арқылы қолданылатын өткізгіштік арқылы орнатылатын компоненттерді (wave soldering әсерлі түрде шешетін) өңдеуге арналмаған. Көптеген жоғары деңгейлі жинақтау жұмыстарында бір өндіріс сызығында wave soldering және reflow soldering процестері тізбектеліп қолданылады.
Рефлоу-пайкалаудағы жылулық профильді бақылау
Рефлоу солдерлеу мен құйылатын солдерлеу арасындағы негізгі айырмашылықтардың бірі — жылулық профильдің кастомизация дәрежесі. Рефлоу солдерлеу пештері инженерлерге әртүрлі температура аймақтарын және конвейер жылдамдығын тәуелсіз орнатуға мүмкіндік береді, сондықтан әрбір плата түрі үшін нақты жылулық профиль қалыптасады. Құйылатын солдерлеуде де жылулық басқару қажет, бірақ құйылатын солдерлеуде компоненттің шығыстары рефлоу пешінде толық жылулық әсер етуге қарағанда әлдеқайда қысқа уақытқа солдермен тікелей қатынаста болады. Екі процестің де дәл профилдеуі қажет, бірақ құйылатын солдерлеу мен рефлоу солдерлеудің ақауларының пайда болу себептері мен ақау түрлері өте елеулі дәрежеде өзара айырылады.
Құйылатын солдерлеу мен рефлоу солдерлеуді таңдау
Негізгі шешім қабылдау факторы ретінде компоненттің түрі
Толқынды пайдаланып дәнекерлеу мен қайта ерітіп дәнекерлеуді таңдаудың негізгі факторы — тақтадағы компоненттердің түрі. Толқынды пайдаланып дәнекерлеу — коннекторлар, үлкен сыйымдылықты конденсаторлар және трансформаторлар сияқты өткізгіштік тесіктерге орнатылатын компоненттер үшін өнеркәсіптік стандарттық әдіс. Бұл компоненттердің қоректендіру басы (лепті) ПБТ-тағы тесіктер арқылы өтеді, ал толқынды пайдаланып дәнекерлеу осы тесіктерді дәнекермен тиімді және сенімді толтырады. Қайта ерітіп дәнекерлеу — резисторлар, конденсаторлар, интегралдық схемалар (ИС) және еріген дәнекер толқынына шыдамайтын жоғары тығыздықта орналасқан корпуслар сияқты беттік орнатылатын компоненттер үшін қолайлы әдіс. Тақтада өткізгіштік тесіктерге орнатылатын және беттік орнатылатын компоненттер бірдей болса, беттік орнатылатын компоненттердің жиналуы қайта ерітіп дәнекерлеу арқылы аяқталғаннан кейін толқынды пайдаланып дәнекерлеу жиі екінші операция ретінде орындалады.
Өндіріс көлемі, құны және тақтаның күрделілігі
Толқынды пайдаланып дәнекерлеу әдетте жоғары көлемде әрбір қосылыс үшін төменірек шығын береді, себебі толқынды дәнекерлеу бір рет өткенде бірнеше қосылысты бір уақытта дәнекерлейді. Көптеген өткізгіштік компоненттері бар платалар үшін толқынды дәнекерлеу цикл уақытын және еңбек шығынын таңдаулы немесе қолмен дәнекерлеуге қарағанда азайтады. Қайта ерітіп дәнекерлеу үшін дәнекерлік пастаны басып шығару және дәл орналастыру құрылғысы қажет, бұл бастапқы орнатуды күрделендіреді, бірақ жоғары тығыздықтағы SMT-платалар үшін өте жақсы нәтиже береді. Өндіруші аралас технологиялық платаларды ірі көлемде шығаратын жағдайларда толқынды және қайта ерітіп дәнекерлеуді толық жолаққа біріктіру техникалық тұрғыдан дауасыз және экономикалық тұрғыдан негізделген. Толқынды дәнекерлеу қадамы барлық өткізгіштік қосылыстарды өңдейді, ал қайта ерітіп дәнекерлеу SMT жағын қамтиды, сондықтан толық және сенімді жинақтау процесі қалыптасады.
Төмен көлемді немесе прототиптік өндіріс үшін селективті пайдалану толқынды пайдалануға қарағанда артықшылықтарға ие болуы мүмкін, себебі ол қалыптау құрылғыларын қолдануды қажет етпейді. Алайда, толқынды пайдалану қолданылуы мүмкін болатын өндіріс көлемдерінде ол электроника өндірушілеріне қолжетімді ең тиімді және дәлелденген пайдалану әдістерінің бірі болып қала береді. Тақтаның дизайнын, компоненттердің құрамын және жылдық көлемді бірге бағалау толқынды пайдалану, рефлоу пайдалану немесе екеуінің қоспасы арасындағы соңғы шешімді анықтайды.
Жиі қойылатын сұрақтар
Толқынды пайдалану беттік орнатылатын компоненттер үшін қолданыла ма?
Толқынды пайдаланып дәнекерлеу әдетте беттік орнатылатын компоненттер үшін негізгі процес ретінде қолданылмайды. Алайда, толқынды дәнекерлеу әдісінде тақтаға клеймен бекітілген төменгі жағындағы SMT-компоненттерді дәнекерлеуге болады. Бұл толқынды дәнекерлеу тәсілі компоненттерді мұқият таңдауды және клейді кептіруді қажет етеді, себебі барлық SMT-компоненттер талшықты толқынмен тікелей контактта болған кезде шыдамайды. Толқынды дәнекерлеу әдісінде қосылу қателері мен жылулық зақымдану қаупіне байланысты жоғары дәлдіктегі құрылғылар мен BGA-компоненттерді өңдеуге болмайды.
Толқынды дәнекерлеудегі ең көп тараған ақаулар қандай?
Толқынды жалғау кезінде ең көп кездесетін ақауларға қосылулар (бриджеу), жеткіліксіз қорытпалы қабат, қорытпалы қабаттың жоғалуы және «шырша» тәрізді қорытпалы тамшылар жатады. Толқынды жалғау кезінде бриджеу — бұл қорытпалы қабат екі көршілес шығыс ұшын қосқанда пайда болады, ал олар бір-бірінен бөлек қалуы керек. Толқынды жалғау кезінде жеткіліксіз қорытпалы қабат әдетте нашар флюстың белсенділігінен, дұрыс емес конвейер жылдамдығынан немесе толқынмен қатынас уақытының жетіспеушілігінен туындайды. «Шырша» тәрізді қорытпалы тамшылар тақта толқыннан шығар кезде қорытпалы қабат шығыс ұшына жабысып қалғанда пайда болады. Бұл ақауларды азайту үшін толқынды жалғау параметрлерін дұрыс оптимизациялау және қорытпалы ыдыс пен толқын шүйесін ретті түрде қолданып отыру маңызды.
Толқынды жалғау қазіргі заманғы PCB өндірісінде әлі де өзекті ме?
Толқынды пісіру қазіргі заманғы PCB өндірісінде әлі де өте маңызды рөл атқарады, әсіресе өнеркәсіптік, автомобильдік және қуат электроникасы саласында, мұнда механикалық беріктігі мен ток өткізу қабілетінің жоғары болуына байланысты өткізгіштер арқылы орнатылатын компоненттер әлі күнге дейін кеңінен қолданылады. Толқынды пісіру өткізгіштер арқылы орнатылатын коннекторлар мен SMT компоненттері бірдей тақтада орналасқан аралас технологиялық жинақтар үшін де маңызды. Ал рефлоу пісіру беттік орнатылатын технологияның дамуымен қатар нарықтағы үлесін арттырды, бірақ толқынды пісіру PCB-ның толық жинақталуын қамтамасыз ететін жұмыс істейтін процестерде әлі де маңызды және ауыстырылмайтын рөл атқарады.