Soldagem seletiva vs soldagem por onda para montagem de PCB

Visão geral

Dois conjuntos de PCB podem ter um número semelhante de pinos{0}}passantes e ainda assim precisar de rotas de soldagem completamente diferentes.

Pode-se ter um lado de solda aberto, fileiras de conectores alinhadas e folga suficiente para que a maioria das juntas passe por uma onda de solda controlada. O outro pode colocar essas mesmas juntas entre pacotes SMT do lado inferior-, corpos de componentes altos e conexões pesadas-de cobre que não aquecem na mesma taxa.

A contagem de pinos por si só não resolve a decisão. Nem a quantidade do pedido.

A soldagem por onda geralmente faz sentido quando a exposição de solda-definida por palete ou ampla é prática e muitas juntas acessíveis através de-furos podem ser processadas juntas. A soldagem seletiva geralmente faz sentido quando o contato da solda deve ser limitado a áreas específicas ou quando tornar a montagem compatível com a onda adicionaria proteção excessiva e trabalho secundário.

A comparação deve começar com o lado da solda montado, não com uma regra de volume ou nome da máquina.

 

Comece com o lado da solda montado

Vire a montagem.

É aí que as aberturas do palete, os componentes SMT do lado inferior-, a saliência do condutor, as bordas de suporte e o acesso seletivo-às ferramentas se tornam visíveis.

Antes de comparar a soldagem seletiva com a soldagem por onda, marque:

• cada local-de lead passante;
• componentes SMT-do lado inferior;
• corpos de componentes que se estendem por áreas de solda;
• peças altas ou sensíveis-à temperatura;
• juntas conectadas de-alta massa e cobre-;
• bordas utilizáveis ​​de suporte-de placa e transportador;
• áreas que poderiam ficar expostas através de uma palete ondulada;
• juntas que uma ferramenta de solda seletiva pode alcançar fisicamente;
• contatos e superfícies funcionais que devem permanecer protegidas.

Na prática, a primeira discordância muitas vezes não é sobre qual máquina é mais capaz. É sobre o que os arquivos divulgados presumem que podem ser expostos. O layout da PCB, o desenho da montagem, o conceito do palete e a cotação podem implicar, cada um, uma condição ligeiramente diferente do lado-da solda. Até que essas suposições estejam alinhadas, a comparação do processo é prematura.

Um mapa-de exposição do lado da solda geralmente informa à equipe de fabricação mais do que uma declaração como "20 componentes THT" ou "1.000 placas".

Uma PCB com várias fileiras de conectores abertos pode ser adequada para soldagem através de-onda perfurada, mesmo em quantidade moderada. Uma placa com apenas algumas juntas THT ainda pode ser inadequada para soldagem seletiva quando os componentes adjacentes bloqueiam a abordagem da ferramenta.

A primeira questão prática é simples:

▎Quanto do lado da solda pode ser exposto e quais juntas o equipamento pode alcançar fisicamente?

 

O que a soldagem por onda precisa do PCB

A soldagem por onda normalmente leva a montagem da PCB à aplicação de fluxo e ao pré-aquecimento antes que as áreas expostas do lado-da solda entrem em contato com uma onda controlada de solda derretida.

Sua eficiência vem do processamento conjunto de muitas juntas acessíveis.

Uma PCB geralmente é uma candidata mais forte à-soldagem por onda quando:

• uma população substancial de THT é acessível pelo lado da solda;
• linhas de conectores e padrões de chumbo suportam fluxo de solda estável;
• o SMT-do lado inferior está ausente ou pode ser protegido com ferramentas práticas;
• as dimensões da placa e do painel permanecem estáveis ​​em construções repetidas;
• transportadores e bordas de suporte adequados estão disponíveis;
• amplo fluxo, pré-aquecimento e exposição à solda são compatíveis com o produto;
• o manuseio de paletes não domina a rota de produção.

O contato de solda real depende de mais do que as configurações da máquina mostradas em uma folha de processo. A largura da placa ou palete, as condições do transportador, a geometria da onda, o comprimento do contato, a saliência do condutor, a drenagem da solda e a posição da junta podem afetar o resultado.

Dois pinos no mesmo conector não necessariamente apresentam condições idênticas de fluxo-térmico e de solda.

A exposição às ondas pode ser definida por uma palete

A soldagem por onda é frequentemente descrita como a passagem de toda a parte inferior da PCB sobre a solda fundida.

Essa descrição é útil, mas nem sempre é fisicamente exata.

Uma palete de solda seletiva ou outro método de proteção controlado pode:

• proteger os componentes SMT-do lado inferior;
• exponha apenas as aberturas-de passagem necessárias;
• suporta um PCB fino ou irregular;
• manter a posição do conselho;
• proteja superfícies sensíveis do contato direto da solda.

Para muitos conjuntos de PCB de tecnologia-mista, a comparação real é:

▎Exposição definida pela-palete versus exposição definida pelo bocal- ou pela-ferramenta-de imersão.

A questão não é apenas se uma palete pode ser fabricada. Suas aberturas devem fornecer acesso confiável à solda sem criar juntas bloqueadas, má drenagem, espessura excessiva da parede, interferência de componentes ou carregamento difícil.

Conte o trabalho em torno da onda

Uma passagem curta no transportador ainda pode exigir:

• projeto e fabricação de paletes;
• carregamento e despaletização de paletes;
• mascaramento temporário;
• limpeza e manutenção de paletes;
• controles de orientação-de componentes;
• soldagem manual de locais bloqueados;
• pós--retoque da onda-;
• inspeção adicional;
• retrabalho.

Essas operações não tornam a soldagem por onda inadequada. Eles pertencem ao custo do processo.

Uma passagem rápida da onda só tem valor quando o trabalho antes e depois dela permanece sob controle.

O que a soldagem seletiva precisa do PCB

A soldagem seletiva aplica fluxo e solda fundida a juntas ou zonas programadas, em vez de expor cada local-lateral aberto da solda a uma onda ampla.

Os sistemas seletivos usam diversas configurações de ferramentas, incluindo:

• um único bocal de mini{0}onda;
• vários tamanhos de bicos;
• vários potenciômetros ou bicos de solda;
• uma ferramenta de múltiplas-ondas;
• uma ferramenta de imersão dedicada;
• processamento paralelo ou de múltiplas{{0}estações.

A soldagem seletiva não deve ser reduzida à imagem antiga de um bico processando lentamente um pino após o outro.

Um único-sistema de bico pode seguir um caminho serial. Uma configuração de múltiplas-estações ou multi{3}}ondas pode processar vários grupos conjuntos ou montagens em paralelo. O rendimento é determinado pela configuração do equipamento, programa, transferência da placa, estratégia de pré-aquecimento e distribuição conjunta.

A soldagem seletiva é geralmente uma candidata mais forte quando:

• As juntas THT ocupam áreas limitadas da montagem;
• o SMT-do lado inferior restringe a exposição a ondas amplas;
• superfícies funcionais ou sensíveis necessitam de proteção;
• os conectores são distribuídos pela PCB;
• diferentes grupos conjuntos necessitam de diferentes condições de acesso ou de habitação;
• aberturas-de paletes onduladas se tornariam difíceis;
• as variantes do produto mudam com frequência;
• o fluxo direcionado e a aplicação de solda simplificam o percurso geral.

Um programa não pode criar folga mecânica

A soldagem seletiva é programável, mas a ferramenta ainda precisa chegar à junta.

Durante a revisão do processo, verifique:

• tamanho do bico e pegada-da onda de solda;
• direção de aproximação e liberação;
• saliência do corpo-do componente;
• componentes altos próximos;
• espaçamento de chumbo e almofada;
• suporte de diretoria;
• localização e fixação;
• drenagem de solda;
• acesso ao fluxo;
• sequência conjunta;
• massa de cobre local;
• mudanças de ferramentas;
• configuração do primeiro-artigo.

Uma PCB pode ser inadequada para exposição a ondas amplas e ainda assim ser difícil para soldagem seletiva.

A soldagem seletiva limita a exposição desnecessária à solda; o layout ainda deve fornecer acesso utilizável a todas as juntas alvo.

O contato local não torna o resto do PCB termicamente invisível

A onda de solda seletiva ou ferramenta de imersão entra em contato com uma área definida, mas a montagem completa ainda participa do processo térmico.

O calor pode passar por:

• leads de componentes;
• barris revestidos-através-de furos;
• aviões de cobre;
• o laminado PCB;
• juntas de grande-massa próximas.

O processo também pode usar pré-aquecimento amplo ou zonado.

O desempenho-da soldagem seletiva depende, portanto, do projeto da PCB, da massa térmica do componente, da-fabricação da placa nua, da química do fluxo, da liga de solda, do pré-aquecimento e da configuração da máquina-e não apenas do caminho programado da ferramenta.

Sua vantagem é a exposição direta controlada, e não o isolamento térmico completo.

Compare o trabalho que cada rota cria

O item de linha de{{0}soldagem por onda ou soldagem-seletiva em uma cotação raramente representa o roteiro de produção completo.

Uma comparação de custos útil deve incluir:

• engenharia e programação;
• preparação de paletes ou acessórios;
• manuseio de pranchas;
• fluxo e consumo de solda;
• tempo de pré-aquecimento e soldagem;
• manutenção de paletes, bicos ou ferramentas;
• limpeza e inspeção;
• retoque-e retrabalho;
• mudança de produto;
• reutilizar em pedidos repetidos.

O que desaparece do ciclo da máquina geralmente reaparece em outro lugar-como manuseio de paletes, deslocamento de ferramentas, mascaramento, retoque-, limpeza ou inspeção.

A operação mais barata da máquina nem sempre é a rota de montagem concluída mais barata.

Verifique a junta, não apenas a placa

A mesma PCB pode conter vários problemas diferentes de-soldagem por furo.

Um conector de sinal pode ser conectado a traços de luz. Um terminal de energia pode ser conectado diretamente a grandes planos internos. Um cabo de transformador pode transferir calor para um corpo componente substancial. Uma longa fileira de conectores pode drenar a solda de maneira diferente de um pino isolado.

Durante a revisão conjunta, considere:

• relacionamento-com{1}}buraco;
• construção-através-de furos revestidos;
• saliência de chumbo;
• soldabilidade de componentes e PCB;
• design de almofada e alívio-térmico;
• distribuição de cobre;
• massa térmica do componente;
• química de fluxo;
• liga de solda;
• pré-aquecer;
• tempo de contato ou permanência;
• fluxo de solda e drenagem disponíveis.

O aumento da temperatura da solda ou do tempo de contato não é uma cura universal para o preenchimento incompleto do furo.

A junta pode estar perdendo calor através do chumbo, do cilindro revestido, do corpo do componente ou da estrutura de cobre mais rapidamente do que o processo pode substituí-la. Fraca soldabilidade, acesso restrito, pré-aquecimento inadequado ou geometria inadequada de condutores e furos também podem estar envolvidos.

A massa de cobre altera o problema de aquecimento; o acesso ao equipamento e a janela de processo disponível ainda determinam a rota.

Tanto a soldagem por onda quanto a soldagem seletiva podem ser desenvolvidas para montagens de massa-térmica-alta. O processo selecionado deve aquecer a junta alvo sem criar efeitos inaceitáveis ​​em outros lugares.

Libere a rota e verifique o primeiro artigo

A decisão do processo não deve permanecer como uma nota em uma cotação ou em uma conversa por e-mail.

Antes da produção, a rota liberada deve identificar:

• o processo de soldagem selecionado;
• Revisão de PCB e montagem;
• liga de solda e fluxo;
• revisão de paletes, transportadores, acessórios ou ferramentas;
• áreas laterais-de solda protegidas;
• grupos conjuntos programados;
• pressupostos de pré-aquecimento e térmicos;
• requisitos de preparação ou corte de chumbo;
• critérios de inspeção e aceitação;
• operações manuais secundárias;
• condições que exigem aprovação do cliente.

O primeiro artigo verifica se essas suposições funcionam na montagem real.

A verificação do primeiro-artigo pode incluir:

• inspeção de juntas de solda visíveis;
• verificar o preenchimento-através-do furo revestido;
• verificar o aumento e a umidade da solda no lado-do componente em relação aos critérios divulgados;
• confirmação de folgas de paletes, suportes e ferramentas;
• verificação de pontes, pingentes de gelo, bolas de solda, componentes perturbados ou exposição indesejada a fluxo;
• confirmação das condições térmicas onde é necessária evidência de perfil;
• registrar os ajustes de processo aprovados antes que a construção restante prossiga.

Os requisitos aplicáveis ​​do IPC J-STD-001 e IPC-A-610 podem ser usados ​​junto com o desenho do cliente, especificação de fabricação, classe de produto e critérios de aceitação contratual.

A máquina não escolhe os critérios de aceitação.

Os requisitos do produto liberado sim.

 

O que os compradores OEM devem enviar para revisão do processo

Uma lista de materiais por si só não é suficiente para selecionar a rota de-soldagem por furo.

As contribuições úteis do projeto incluem:

• Dados de fabricação de PCB;
• desenhos de montagem e visualizações de componentes laterais superior- e inferior-;
• BOM e selecionar-e{1}}colocar os dados quando disponíveis;
• Painel PCB ou informações de matriz;
• Lista de componentes THT;
• dimensões de conectores e componentes;
• requisitos de-comprimento de lead ou corte;
• restrições específicas de temperatura dos componentes;
• áreas de retenção-do lado da solda;
• requisitos de-liga de solda;
• quantidade esperada de construção, estágio de produção e mix de produtos;
• requisitos de mão de obra, inspeção, limpeza e rastreabilidade.

Uma solicitação útil para um provedor de EMS é:

▎Recomende a rota de soldagem-passante e identifique as suposições, ferramentas, operações secundárias, escopo de inspeção e quaisquer alterações de projeto necessárias para tornar essa rota repetível.

Essa solicitação é mais útil do que solicitar apenas o menor preço de soldagem cotado.

 

Como a STHL apoia a revisão do processo

Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. oferece suporte a SMT, por meio de-inserção e soldagem de furos, montagem de-tecnologia mista de PCB, soldagem por onda, soldagem seletiva, inspeção e testes-específicos do projeto dentro do escopo confirmado do projeto.

Uma revisão de fabricação pode abranger:

• distribuição de componentes-do lado da solda;
• folga lateral-inferior;
• acesso seletivo a-ferramentas ou paletes;
• locais de conectores e juntas de alta{0}}massa;
• sequência do processo;
• ferramentas e suporte de placa;
• liga de solda;
• requisitos de inspeção;
• quantidade esperada e mix de produtos.

A revisão não substitui a autoridade-de design do produto do cliente ou os requisitos de aceitação liberados. Seu objetivo é determinar se os dados disponíveis do projeto apoiam uma rota de fabricação prática e repetível.

Revise os STHLsMontagem de PCBrecursos quando SMT, montagem DIP, soldagem-por furo, inspeção e produção downstream precisam ser coordenadas.

Envie os dados de PCB, BOM, desenhos de montagem, quantidade e requisitos de processo atravésSolicite um orçamentoou entre em contatoinfo@pcba-china.com.

Conclusão

A soldagem seletiva e a soldagem por onda se formam através de-juntas perfuradas, controlando a exposição da solda de diferentes maneiras.

A soldagem por onda funciona melhor quando muitas juntas acessíveis podem ser processadas juntas e o lado da solda coopera com um processo de onda amplo ou definido-por palete.

A soldagem seletiva funciona melhor quando apenas áreas específicas devem receber fluxo e solda ou quando tornar o restante da montagem compatível com ondas-adicionaria muita proteção e trabalho de acompanhamento-.

O volume influencia o modelo de custo. Ele deve ser avaliado após a compreensão da exposição-do lado da solda, do acesso físico, do aquecimento da junta, das ferramentas e das operações secundárias.

Escolha a rota que é mais fácil de verificar e repita na montagem completa-não a rota que parece mais barata em uma linha da cotação.