PCB җыю

PCBA - басма схема тактасы җыюның кыскартылган исеме, ул электрон компонентларны тулы схема системасын формалаштыру өчен PCBга беркетү процессын аңлата. Бу электрон продуктлар җитештерүдә төп адым.

Нигездә, тишек аша тоташтыру технологиясе (THT), өслеккә урнаштыру технологиясе (SMT) һәм гибрид технология. THT компонентларны тишекләр аша кертелгән чыбыклар белән тоташтыра, SMT компонентларны турыдан-туры PCB өслегенә тоташтыра, һәм гибрид технология икесен дә берләштерә.

Адымнар материал әзерләү, PCB тикшерүе, SMT (пешәйткеч пастасын бастыру, компонентларны урнаштыру, рефлекторлы ябыштыру), THT (кургаш эшкәртү, дулкынлы ябыштыру), эретеп ябыштыру, сыйфатны тикшерү, чистарту һәм каплау, һәм соңгы җыюны үз эченә ала.

Ул дискрет компонентларны проект буенча тоташтыра, сигнал эшкәртү һәм энергияне үзгәртү кебек функцияләрне гамәлгә ашыра. Бу проектны физик продуктларга әйләндерү өчен төп адым.

Төп процесс охшаш, ләкин ул продуктның катлаулылыгына, компонент төрләренә, җитештерү күләменә һ.б. карап көйләнә. Мәсәлән, кечкенә партияле югары төгәллекле продуктлар кул белән тикшерүне өстәргә мөмкин, ә күпләп җитештерү автоматизациягә юнәлтелгән.

THT - тишек аша үтүче технология, анда чыбыклы компонентлар паялау өчен тишекләргә кертелә. Өстенлекләре: югары механик ныклык, югары токлы компонентлар өчен яраклы; Кимчелекләре: зур урын били, түбән нәтиҗәлелек.

SMT - өслеккә урнаштыру технологиясе, аның өстенлекләре югары җыю тыгызлыгы, кечкенә компонентлар зурлыгы, автоматлаштырылган җитештерү өчен яраклылыгы, югары нәтиҗәлелеге һәм түбән бәясе.

Гибрид технология продуктлар THT'ның югары куәтен/механик ныклыгын һәм SMT'ның югары тыгызлыгын/кечкенә үлчәмен кулланырга тиеш булганда кулланыла, мәсәлән, тишек аша индукторлар һәм өслеккә урнаштырыла торган чиплар белән көч модульләре.

Компонент бәяләре, PCB катламнары саны/зурлыгы/процесс катлаулылыгы, җыю кыенлыгы, җитештерү күләме, сынау таләпләре һ.б. йогынты ясый. Зуррак партияләр берәмлек бәясен киметә, ә катлаулы процесслар чыгымнарны арттыра.

Кулланучылар электроникасы: түбән бәя, югары тыгызлык, миниатюризация; Сәнәгать контроле: тотрыклылык, комачаулауга каршы тору; Медицина җайланмалары: югары төгәллек һәм ышанычлылык, стандартларны катгый үтәүне таләп итә.

FR-4 (гомуми продуктлар өчен яхшы электр/механик үзлекләр) һәм CEM-1 (түбәнрәк бәя, ләкин түбәнрәк эшчәнлек) кебек гадәти материаллар. Термик киңәю коэффициенты паяльник тоташуының ышанычлылыгына тәэсир итә; зур аермалар көчәнеш проблемаларына китерергә мөмкин.

Схеманың катлаулылыгына нигезләнеп сайлагыз: гади схемалар өчен ике катламлы, катлаулы схемалар өчен күп катламлы. Күбрәк катламнар күбрәк маршрутлаштыру мәйданы бирә, ләкин югарырак чыгымнар бирә, катламнарны тигезләү өчен катгыйрак таләпләр куела.

Зуррак зурлыктагы PCBлар җиһазлар чикләреннән артып китә; кечкенә зурлыктагылары эшкәртү/пешәйтүдә кыенлыклар тудыра, бу компонентларның урнашуына һәм җылылык таралуына тәэсир итә.

Төсмәләрнең зурлыгы, формасы һәм аралыгы турыдан-туры паялау сыйфатына тәэсир итә. Бик кечкенә төсмәләрнең коры тоташуларга китерә; араларның бик якын булуы кыска ялганышларга китерә.

Кайнар һава белән эретеп ябыштыру (HASL): арзан, ләкин яссылыгы начар, нечкә паялауга тәэсир итә; Электролиз никель белән сугарылган алтын (ENIG): яхшы эретеп ябыштыручанлык, югары төгәллек, югары бәя; Органик эретеп ябыштыручанлык консерванты (OSP): бакырны саклый, уртача бәя, катгый саклау таләпләре.

Визуаль тикшерү (тырналу, деформация), очу зонд/МКТ сынау (тоташу), металлографик анализ (эчке структура/каплау).

Пычракларны бетерү өчен чистарту; OSP белән эшкәртелгән PCB пластиналарын дымны бетерү һәм паяль күбекләрен булдырмас өчен пешерергә кирәк.

Gerber кебек дизайн файллары компонентларның урнашуын һәм платформаларның урнашуын күрсәтә, алар проектка туры килүен тәэмин итү өчен җыю нигезе булып хезмәт итә.

Компонентларны урнаштырып булмый, электр челтәрендә кыска ялганышлар/ачык схемалар, сигнал комачаулый, җылылык начар тарала, бу функциональ эшләмәүләргә яки җитештерү проблемаларына китерә.

Компонентларның акыллы урнашуы (тыгыз/авыр җитә торган урыннардан качу), оптимальләштерелгән мәйданчык дизайны, SMT/THT туры килүе, тишекләрне урнаштыру һәм кискен почмаклардан һәм озын эзләрдән качу өчен маршрутлаштыру.

Электр күрсәткечләрен (параметрларның туры килүен), электродлар белән комплект туры килүен, ышанычлылыгын, бәясен һәм тәэмин итү тотрыклылыгын исәпкә алыгыз.

THT өчен тишек аша үткәрелә торган пакетлар (мәсәлән, DIP), зур урын били; SMT өчен өслеккә урнаштырыла торган пакетлар (мәсәлән, SOP/BGA), югары тыгызлык, ләкин югарырак паялау кыенлыгы (мәсәлән, BGA төгәл температура контролен таләп итә).

Начар эретеп ябыштыру коры тоташуларга һәм ялган эретеп ябыштыруга китерә. Оксидлашкан/майлы чыбыкларны алдан эшкәртү (чистарту, калайлау) кирәк.

SMT компонентларын яңадан агымлы паялау костюмнары; тишек аша һәм зур SMT компонентлары өчен дулкынлы паялау костюмнары. Спецификацияләрдә гадәттә туры килә торган процесслар күрсәтелә.

Беренче кергәннән беренче чыкканга кадәр (FIFO), температура/дымлылыкны контрольдә тоту (20-25℃, 40%-60%RH), даими үрнәк алу һәм яраклылык вакыты чыккан/шикәрле компонентларны тикшерү/утказып бетерү.

Аномаль схема функциясе (дөрес булмаган параметрлар, чип ватылуы), кыска ялганышлар/артык йөкләнешләр һәм PCB һәм башка компонентларга зыян.

Визуаль тикшерү (зыян, кургашның оксидлашуы), электр параметрларын тикшерү (мультиметр/LCR метр) һәм мөһим компонентларның функциональ сынаулары (мәсәлән, чип программалаштыруын тикшерү).

Артык җылылык көчәнеше чипларда эчке паяльник тоташулары ярылуына яки конденсаторларда диэлектрик ватылуга китерергә мөмкин, бу параметрларның тайпылышына яки эшләмәвенә китерергә мөмкин. Температура профилен һәм вакытны контрольдә тотарга кирәк.

Поляризацияләнгән символлар (мәсәлән, конденсатор ±, диод уклары) PCB такталарында билгеләнгән. Кул белән урнаштыру өчен визуаль тикшерү кирәк; автоматлаштырылган җиһазлар өчен программалаштырылган полярлык параметрлары кирәк.

Параметрлар тайпылышын һәм ESD зыянын булдырмас өчен контрольдә тотылган температура/дымлылык (±2℃, 40%-60%RH) һәм ESD саклау (антистатик идән, беләзек каешлары, эш киеме) таләп ителә.

Принцип: Паяль пастасын бастыру → компонентларны урнаштыру → пастаны эретү өчен җылыту → паяльгә кадәр суыту. Температура профиле: Алдан җылыту (1-3℃/с - 150-180℃), чылату (180-200℃, 60-120s), яңадан агызу (пикы 217-235℃, 30-90s), суыту (3-6℃/с).

Принцип: Сыек паяль дулкын барлыкка китерә, һәм PCB чыбыклары үткәндә паяльгә әйләнә. Тишек аша һәм зур SMT компонентлары өчен яраклы.

Кулланылышы: Прототиплаштыру, ремонтлау һәм автоматлаштыру өчен авыр ирешә торган урыннар. Саклык чаралары: 20-60 Вт куәтле паяльник, 0,5-1,0 мм паяльник чыбыгы, температура 300-350℃, вакыт 3-5 секунд, алдан чистарту һәм тикшерүдән соң.

Процесс буенча сайлагыз: яңадан эретү өчен кургашсыз паяль пастасы (Sn-Ag-Cu, 217-227℃); дулкынлы паяль өчен кургашлы/кургашсыз паяль таякчыклары (Sn-Pb, кургашлы өчен 183℃); кул белән паяль өчен паяль чыбыгы, дымланучанлыгын һәм бәясен исәпкә алып.

Процесс параметрларын контрольдә тоту (температура профиле, паялау вакыты), җиһазларны калибрлау, персоналны өйрәтү, квалификацияле материаллар куллану, AOI/рентген тикшерүе һәм җитешсезлекләрне вакытында яңадан эшләү.

Коры тоташу: Температураны көйләгез, вакытны озайтыгыз, өслекләрне чистартыгыз; Кыска ялганыш: Паяльне киметегез, конструкцияне оптимальләштерегез; Күперләрне урнаштыру: Паста күләмен, температура профилен көйләгез; Паяль җитмәү: Пастаны арттырыгыз, процессны оптимальләштерегез; Тупас паяль: Флюс өстәгез, температураны көйләгез.

Рольләре: Оксидларны бетерә, өслек киеренкелеген киметә, дымланучанлыкны яхшырта. Төрләре: Органик булмаган (югары активлык, коррозиягә бирешүчән, чистартуны таләп итә), органик (уртача активлык, түбән коррозиягә бирешүчән, чистартуны таләп итә), канифоль нигезендә (гадәти, коррозиягә бирешми, чистартылмый). Процесс һәм продукт буенча сайлагыз.

Tg кыйммәте субстратның җылылыкка чыдамлыгын билгели. Стандарт FR-4 өчен Tg ~130-140℃, ә югары Tg (≥170℃) материаллар 250℃ кабат агу пикларына чыдам, бу катламнарның деламинация куркынычын киметә. Кургашсыз процесслар өчен Tg≥150℃ кирәк.

Стандарт SMT: 4/4 миль (0.1/0.1 мм); HDI процесслары югары төгәллекле экспозиция һәм электролитсыз бакыр каплау белән 2/2 миль (0.05/0.05 мм) нәтиҗәгә ирешә.

IPC-7351 стандартын үтәгез: QFP йомшаклыгы киңлеге +0.1-0.2 мм, ә кургаш киңлеге; 0603 йомшаклыгы һәр йомшаклыкка 0.04-0.06 мг паяль пастасы өчен 0.65 × 0.65 мм кулланырга киңәш итә.

Доминант SAC305 (96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu) 217℃ температурада эри, бу Sn-Pb эвтектикасына (183℃) караганда 34℃ югарырак, бу югарырак яңадан әйләнү температурасын таләп итә.

0402 компонентлары: 0,12 мм трафарет; 0,5 мм адымлы BGA: 0,1 мм трафарет, 85% ачыклык белән, шарларны паялаудан саклый.

IPC-A-610: Паяпкыч пастасы тайпылышы мәйданчык киңлегенең ≤25%; 0,4 мм адымлы QFP өчен ≤0,1 мм.

Югары сыйфатлы машиналар (мәсәлән, Fuji NXT) Cpk≥1.33, XY кабатланучанлыгы ±25μm, θ төгәллеге ±0.5°, 0201 компонентлары өчен яраклы һәм 0.3 мм адымлы BGA.

MLCC урнаштыру басымы: 0,3-0,5 Н (югарырак басымда ярылу куркынычы); QFP үткәргечләре: бер яссылык өчен 0,8-1,2 Н.

Урнаштыру төгәллеген оптимальләштерегез (±0,05 мм), симметрик паяль пастасы күләмен тәэмин итегез, температура градиентын минимальләштерү өчен рефлюкс рамп тизлеге ≤3℃/с булсын.

Алдан җылыту (150-180℃): 1-2℃/с рамп; чылату (180-210℃): 60-90s; яңадан агу пигы 245-255℃, 60-90s өчен ≥217℃; 2-4℃/с суыту.

Азот (O₂

IPC-A-610 3 нче класс: Бушлык мәйданы паяльник шары мәйданының ≤10%; мөһим кушымталар (мәсәлән, автомобиль) ≤5% таләп итә.

Икеләтә дулкынлы паялау: Турбулент дулкын 1/3-1/2 PCB калынлыгына бата; шома дулкын биеклеге PCB төбеннән 0,5-1 мм түбәнрәк.

Чиста булмаган флюс: каты эчтәлек 10%) дымланучанлыкны яхшырта, ләкин калдыклар куркынычын арттыра, шуңа күрә туры китереп чистарту таләп ителә.

245-255℃ температурасында, тизлеге 1,2-1,8 м/мин; калын бакыр PCBларны тутыру өчен 1 м/мин кирәк.

Кургашсыз паяль: оч температурасы 350-380℃, контакт вакыты ≤3s. Артык җылылык подшипникның күтәрелүенә яки кургашның оксидлашуына китерә.

Решарлау җайланмалары белән оптик тигезләү системалары (±25μm төгәллек) паяль шарлары һәм колодкалар арасында

Кургаш деформациясен булдырмас өчен, 150-180℃ җылытыгыз, эшкәртү температурасы 320-350℃, һава тизлеге 4-6 (20-30 л/мин).

Сулы: экологик яктан чиста, ләкин югары температура таләп итә (60-80℃), коррозия куркынычы бар; Эреткеч (мәсәлән, NMP): нәтиҗәле, ләкин шартлауга чыдам җиһазлар, очучы органик матдәләр чикләүләре кирәк.

IPC-TM-650: Ион калдыклары

Югары тизлекле AOI 0402 компоненты җитешсезлекләренең ≥95% ын каплый, QFP күперләрен урнаштыру/югалган үткәргечләр өчен ＞98% ны тәшкил итә, ләкин BGA эчке бушлыклары белән көрәшә.

Микрофокуслы рентген нурлары 5 мкм ачыклыкка ирешә, 0,3 мм аралы BGA тоташуларын һәм 20 катламлы PCB эчке катламнарын ачыклый.

Югары төгәллекле ICT 0,1Ω тан түбән ачышларны ачыклый, тырнак төбендәге контакт каршылыгы

IPC-J-STD-033: MSL 3 нче дәрәҗә компонентлары 30℃/60%NH температурада ≤168 сәгать; артык булса, 125℃ температурада 4-8 сәгать пешерегез.

0603 тоташулар: минималь тарту көче ≥1,5N; QFP чыбыклары: кисү көче ≥5N, IPC-9701 буенча.

IPC-A-600: ≤1,5%; коры тоташуларны булдырмас өчен BGA белән җыелган PCBлар ≤0,7%.

CMOS җайланмалары HBM сизгерлегенә ия

Материал бәясе 40-50%, эшкәртү (амортизация белән) 30-40%, тикшерү 10-20%. Берәмлек бәясе күпләп җитештерүгә караганда 30-50% ка югарырак.