Montaj, boş bir kartı ve bir yığın makarayı çalışan bir devreye dönüştürür. Günümüzde çoğu parça yüzeye monte edilir (SMT, yüzeye montaj teknolojisi): kart yüzeyindeki pad'ler üzerinde otururlar. Bazı parçalar, genellikle büyük konnektörler, transformatörler ve güç parçaları, deliklerden geçen uçlara sahiptir (THT, through-hole teknolojisi). Bir kartta genellikle ikisi de bulunur ve sürecin her biri için bir adımı vardır.
Hat, bir istasyon bir sonrakini izler.
- Yazıcı: bir sıyırıcı, pastayı şablondan pad'lere iter.
- Pasta incelemesi: bir kamera, parçalar yerleştirilmeden önce pastayı kontrol eder.
- Yerleştirme: bir nozul her parçayı pastanın üzerine koyar.
- Reflow fırını: kartı ısıtan, tutan, lehimi eriten ve soğutan bölgeler.
- Optik inceleme: bir kamera lehimlenmiş kartı kontrol eder.
1. Hattı hazırlama
Herhangi bir kart üretilmeden önce fabrika:
- BOM'daki her parçanın mevcut olduğunu ve parça numarasıyla eşleştiğini kontrol eder,
- çok uzun süre açıkta kalmış neme duyarlı parçaları fırınlar (nem emen plastik bir IC, reflow'da ısıtıldığında çatlayabilir),
- makaraları yerleştirme makinesindeki besleyicilere yükler,
- bir şablon yapar veya getirir ve
- makine programlarını yerleştirme dosyanızdan yükler.
Neyin yanlış gidebileceği: bir besleyicide yanlış bir parça. Bu nedenle ilk kart, parti çalışmadan önce yakından incelenir (ilk ürün incelemesi).
2. Lehim pastası baskısı
Lehim pastası, diş macunu kıvamında, küçük lehim küreleri ve akı karışımıdır. Kurşunsuz iş için en yaygın lehim alaşımı, SAC305 olarak bilinen kalay-gümüş-bakır alaşımıdır. Pad'lerinizin olduğu yerde delikleri olan ince bir metal levha olan bir şablon, kartın üzerine konur. Bir sıyırıcı, pastayı deliklerden pad'lere iter.
Neyin yanlış gidebileceği: çok fazla pasta pad'ler arasında köprülere neden olur; çok azı zayıf birleşimler veya açık birleşimler verir. Şablon kalınlığı, açıklıkların boyutu ve şablonun karta ne kadar iyi sızdırmazlık yaptığı hacmi belirler. İnce hatveli parçalar, büyük olanlardan daha ince bir şablon gerektirir; bu nedenle karışık kartlar bir uzlaşmadır. Bazı fabrikalar, parçalar yerleştirilmeden önce her pad'deki pasta hacmini ölçmek için bir lehim pastası inceleme (SPI) makinesi kullanır. Bkz. İnceleme ve test.
3. Yerleştirme
Bir pick-and-place makinesi, parçaları vakum nozulu ile besleyicilerden alır, bir kamerayla kontrol eder ve konumları yerleştirme dosyanızla belirlenen ve kameranın bulduğu kart üzerindeki küçük yuvarlak işaretler olan fidüsiyaller kullanılarak düzeltilen şekilde pastanın üzerine yerleştirir.
Küçük pasif parçalar çok hızlı yerleştirilir; büyük veya garip şekilli parçalar ve ince hatveli IC'ler daha yavaş ve daha dikkatli yerleştirilir. Pasta, parçaları lehimlemeye kadar yerinde tutacak kadar yapışkandır.
Neyin yanlış gidebileceği: bir parça, kütüphanedeki footprint yönünün yerleştirme dosyanızdakinden farklı olması nedeniyle 90 veya 180 derece döndürülmüş; bir parça bittiği için eksik; bir mezar taşı (aşağıda).
4. Reflow lehimleme
Kart, bir konveyör üzerinde bir reflow fırınından geçer. Artan sıcaklık bölgelerinden geçer:
- Ön ısıtma: parçaların termal şoktan çatlamaması için kartı nazikçe yükseltir.
- Islatma: kart boyunca sıcaklığı eşitler ve akıyı etkinleştirir.
- Reflow: sıcaklık lehimin erime noktasının (SAC305 için yaklaşık 217 ila 220 °C) üzerine çıkar, genellikle kısa bir süre için yaklaşık 240 ila 250 °C'ye kadar zirve yapar. Lehim erir, pad'i ve parça terminalini ıslatır ve yüzey gerilimi parçayı hizaya çeker.
- Soğutma: lehim bir birleşime donar.
Zamana karşı sıcaklık olan profil, kart, parçaları ve pastası için ayarlanır ve bir test kartında termokupl ölçümüyle kontrol edilir.
- Ön ısıtma: nazik bir yükseliş.
- Islatma: sıcaklık eşitlenir ve akı etkinleşir.
- Reflow: kısa bir süre için lehimin erime noktasının (kesikli çizgi) üzerinde.
- Zirve: profilin en yüksek sıcaklığı.
- Soğutma: lehim bir birleşime donar.
Neyin yanlış gidebileceği:
- Mezar taşı: küçük iki terminalli bir parça, bir pad diğeri ısınıp ıslanmadan önce ısınıp ıslandığı için bir ucunda dik durur. Eşit olmayan pad boyutları veya pad'lere eşit olmayan bakır bağlantısı olağan nedenlerdir.
- Lehim köprüleri: çok fazla pastadan veya çok yakın pad'lerden.
- Boşluklar: bir birleşimde hapsolmuş gaz; bu, büyük termal pad'ler ve BGA'ların altında önemlidir.
- Yastıkta kafa: kart veya parça reflow sırasında eğildiğinde sıklıkla, pastasıyla birleşmeyen bir BGA topu.
- Parçaların kayması veya düşmesi: ikinci taraftaki ağır parçalar, pad alanı ağırlıkları için çok küçükse ikinci reflow sırasında düşebilir.
- İyi bir birleşim: parça düz yatar ve lehim her iki pad'i de ıslatır.
- Mezar taşı: bir pad önce ısıtıldı ve ıslandı ve parçayı ucuna çekti.
- Bir lehim köprüsü: lehim iki komşu pad'i birleştirir.
5. İkinci taraf
Her iki tarafta da parça varsa, kart hattan iki kez geçer. Daha küçük ve daha hafif parçaların olduğu taraf normalde önce gider.
6. Through-hole parçalar
Through-hole parçalar elle veya makineyle yerleştirilir, sonra şunlardan biriyle lehimlenir:
- Dalga lehimleme: kartın altı erimiş lehim dalgasının üzerinden geçer. Birçok pin için hızlıdır. Alt taraftaki yüzeye monte parçaların hayatta kalmak için yapıştırılması veya bir palet içinde kaplanması gerekir. Hattımız kurşunsuz çift dalga süreci kullanır.
- Seçici lehimleme: küçük bir nozul, kartın geri kalanını ısıtmadan seçilen birleşimleri tek tek lehimler. Kartın her iki tarafında parça olduğunda veya through-hole'a yakın ısıya duyarlı parçalar olduğunda kullanılır.
- Elle lehimleme: tek parçalar, yeniden işleme ve düşük hacimler için eğitimli bir operatör tarafından.
Dalga veya elle lehimlemeden sonra fazla uç uzunluğu kesilir.
7. Temizleme
Lehimlemeden sonra kalan akı kalıntısı birçok kartta zararsızdır (bir "no-clean" akı bunun için tasarlanmıştır). Yüksek voltaj, yüksek empedans veya kaplama için olan kartlar, örneğin ultrasonik bir banyoda, akıya uygun bir kimyasalla temizlenir. Ürün kalıntıya duyarlıysa temizlik isteyin.
8. Konformal kaplama
Bitmiş kartın üzerine, onu nemden, tuzdan, tozdan ve kimyasallardan korumak için ince bir koruyucu polimer film (akrilik, silikon, poliüretan veya başka) püskürtülebilir veya daldırılabilir. Konnektörler, test noktaları ve kaplanmadan kalması gereken diğer alanlar maskelenir veya kaçınılır. Kaplama kartın yüzeyini gizler; bu da incelemeyi ve daha sonraki yeniden işlemeyi zorlaştırır. Fabrikamız kaplamayı makineyle seçici olarak uygular.
9. Programlama ve test
Mikrodenetleyiciler ve bellekler, yerleştirmeden önce veya lehimlemeden sonra bir programlama konnektörü veya test pad'leri aracılığıyla devrede, aygıt yazılımıyla yüklenir. İşlevsel bir test, kartın çalışıp çalışmadığını kontrol eder. Bkz. İnceleme ve test.
Tasarlanacak şeyler
- Küçük iki terminalli parçalar için eşit pad boyutları ve simetrik bakır bağlantıları, böylece eşit şekilde ısınırlar.
- Kartta ve panelde fidüsiyaller. Bkz. Panelizasyon ve küçük kartlar.
- Nozul, inceleme ve yeniden işleme için parçaların etrafında alan.
- Net polarite ve pin-1 işaretleri.
- Reflow dostu parça seçimi: tüm parçalar fırında hayatta kalmaz ve birkaçı (bazı konnektörler, belirli türde elektrolitik kapasitörler, piller) daha sonra eklenmelidir.
Burada sipariş verdiğinizde bu nasıl görünür
Fabrikamızda otomatik lehim pastası baskısı, 10 bölgeli reflow fırınları, yüksek hızlı yerleştirme, kurşunsuz çift dalga lehimleme, elle yeniden işleme istasyonları ve seçici konformal kaplama vardır. Site aracılığıyla hangi montaj seçeneklerinin mevcut olduğu ve sınırları üretim olanakları sayfasındadır. Her siparişi bir mühendis onaylar ve reflow'dan geçemeyen bir parça veya mezar taşına davetiye çıkaran bir footprint hakkında soru sorabilir. Yüklemedeki 25 kontrol kart dosyalarına bakar; montajınızı bu süreç hataları için incelemezler.