Selektiv lödning vs våglödning för PCB-montage

Översikt

Två PCB-enheter kan ha ett liknande antal genomgående-hålstift och behöver fortfarande helt olika lödvägar.

Man kan ha en öppen lödsida, inriktade kopplingsrader och tillräckligt med spelrum för att de flesta leder ska passera genom en kontrollerad lödvåg. Den andra kan placera samma skarvar mellan botten-SMT-paket, höga komponentkroppar och koppar-tunga anslutningar som inte värms upp i samma hastighet.

Antalet stift enbart avgör inte beslutet. Inte heller beställningskvantiteten.

Våglödning är vanligtvis meningsfullt när bred eller pall{0}}definierad lödexponering är praktisk och många tillgängliga genom-hålskarvar kan bearbetas tillsammans. Selektiv lödning är vanligtvis meningsfullt när lödkontakt måste begränsas till specifika områden eller när man gör monteringsvågen-kompatibel skulle ge överdrivet skydd och sekundärt arbete.

Jämförelsen bör börja med den sammansatta lödsidan, inte med en volymregel eller ett maskinnamn.

 

Börja med den monterade lödsidan

Vänd på enheten.

Det är där pallöppningar, SMT-komponenter på botten-, blyutsprång, stödkanter och selektiv-tillgång till verktyg blir synliga.

Innan du jämför selektiv lödning med våglödning, markera:

• varje genomgående-håls ledningsplats;
• SMT-komponenter på undersidan-;
• komponentkroppar som sträcker sig över lödområden;
• höga eller temperaturkänsliga-delar;
• hög-massa och koppar-anslutna fogar;
• användbar transportör och bräde-stödkanter;
• områden som kan exponeras genom en vågpall;
• leder som ett selektivt lödverktyg fysiskt kan nå;
• kontakter och funktionsytor som måste förbli skyddade.

I praktiken handlar den första oenigheten ofta inte om vilken maskin som är mer kapabel. Det handlar om vad de släppta filerna antar kan exponeras. PCB-layouten, monteringsritningen, pallkonceptet och offerten kan var och en antyda något annorlunda lödnings-sidtillstånd. Tills dessa antaganden är anpassade är processjämförelsen förhastad.

En exponeringskarta för löd-sidan berättar vanligtvis för tillverkningsteamet mer än ett uttalande som "20 THT-komponenter" eller "1 000 kort."

Ett kretskort med flera öppna kopplingsrader kan passa genom-vågslödning även vid en måttlig mängd. En bräda med bara en handfull THT-skarvar kan fortfarande vara besvärlig för selektiv lödning när omgivande komponenter blockerar verktygets ansats.

Den första praktiska frågan är enkel:

▎Hur mycket av lödsidan kan exponeras och vilka leder kan utrustningen fysiskt nå?

 

Vad våglödning behöver från PCB

Våglödning tar normalt PCB-enheten genom flussmedelsapplicering och förvärmning innan de exponerade lodets -sidoområden kommer i kontakt med en kontrollerad våg av smält lod.

Dess effektivitet kommer från att bearbeta många tillgängliga leder tillsammans.

En PCB är i allmänhet en starkare våglödningskandidat-när:

• en betydande THT-population är tillgänglig från lödsidan;
• kopplingsrader och ledningsmönster stöder stabilt lödflöde;
• SMT på nedre-sidan saknas eller kan skyddas med praktiska verktyg;
• brädan och panelens dimensioner förblir stabila över upprepade konstruktioner;
• lämpliga transportörer och stödkanter finns tillgängliga;
• bred flussning, förvärmning och lödexponering är kompatibla med produkten;
• pallhantering dominerar inte produktionsvägen.

Faktisk lödkontakt beror på mer än maskininställningarna som visas på ett processblad. Brädans eller pallbredd, transportörförhållanden, våggeometri, kontaktlängd, blyutsprång, löddränering och fogposition kan alla påverka resultatet.

Två stift på samma kontakt ser inte nödvändigtvis identiska termiska och lödnings-flödesförhållanden.

Vågexponering kan definieras av en pall

Våglödning beskrivs ofta som att hela PCB-undersidan passerar över smält lod.

Den beskrivningen är användbar, men den är inte alltid fysiskt exakt.

En selektiv lödpall eller annan kontrollerad skyddsmetod kan:

• sköld botten-SMT-komponenter;
• exponera endast de nödvändiga genomgående-hålöppningarna;
• stödja en tunn eller oregelbunden PCB;
• behålla styrelseposition;
• skydda känsliga ytor från direkt lödkontakt.

För många PCB-enheter med blandad-teknik är den verkliga jämförelsen:

▎Pall-definierad exponering kontra munstycke- eller dopp-verktyg-definierad exponering.

Frågan är inte bara om en pall kan tillverkas. Dess öppningar måste ge tillförlitlig åtkomst till lod utan att skapa blockerade fogar, dålig dränering, överdriven väggtjocklek, komponentinterferens eller svår belastning.

Räkna arbetet runt vågen

Ett kort transportkort kan fortfarande kräva:

• palldesign och tillverkning;
• lastning och avpallning av pallar;
• tillfällig maskering;
• rengöring och underhåll av pallar;
• komponent-orienteringskontroller;
• manuell lödning av blockerade platser;
• post-våg touch-upp;
• ytterligare inspektion;
• omarbeta.

Dessa operationer gör inte våglödning olämplig. De hör hemma i processkostnaden.

Ett snabbt vågpass är bara värdefullt när arbetet före och efter det är under kontroll.

Vad selektiv lödning behöver från PCB

Selektiv lödning applicerar flussmedel och smält lod på programmerade fogar eller zoner istället för att exponera varje öppen lödnings-sida för en bred våg.

Selektiva system använder flera verktygskonfigurationer, inklusive:

• ett enda mini-vågmunstycke;
• flera munstycksstorlekar;
• flera lödkärl eller munstycken;
• ett verktyg för flera-vågor;
• ett dedikerat doppverktyg;
• parallell eller multi-stationsbehandling.

Selektiv lödning bör inte reduceras till den gamla bilden av ett munstycke som långsamt bearbetar det ena stiftet efter det andra.

Ett enda-munstyckssystem kan följa en seriell väg. En multi-station eller fler-vågskonfiguration kan behandla flera gemensamma grupper eller sammansättningar parallellt. Genomströmningen formas av utrustningens konfiguration, program, kortöverföring, förvärmningsstrategi och gemensam distribution.

Selektiv lödning är i allmänhet en starkare kandidat när:

• THT-fogar upptar begränsade områden av monteringen;
• SMT på nedre-sida begränsar exponering för breda vågor;
• funktionella eller känsliga ytor behöver skydd;
• kontakter är fördelade över PCB:n;
• olika gemensamma grupper behöver olika tillträdes- eller uppehållsförhållanden;
• våg-pallöppningar skulle bli svåra;
• produktvarianter ändras ofta;
• riktad flussmedels- och lödapplikation förenklar den övergripande rutten.

Ett program kan inte skapa mekaniskt utrymme

Selektiv lödning är programmerbar, men verktyget måste fortfarande nå fogen.

Under processgranskning, kontrollera:

• munstycksstorlek och lödnings-vågavtryck;
• inflygningsriktning och frigång;
• komponent-kroppsöverhäng;
• närliggande höga komponenter;
• mellanrum mellan bly och dynor;
• styrelsestöd;
• lokalisering och fastspänning;
• löddränering;
• flux tillgång;
• ledsekvens;
• lokal kopparmassa;
• verktygsbyten;
• första-artikelkonfigurationen.

Ett kretskort kan vara olämpligt för bredvågsexponering och ändå vara svårt för selektiv lödning.

Selektiv lödning begränsar onödig lödexponering; layouten måste fortfarande ge användbar åtkomst till varje målfog.

Lokal kontakt gör inte resten av kretskortet termiskt osynligt

Det selektiva lödvågs- ​​eller doppverktyget kommer i kontakt med ett definierat område, men hela monteringen deltar fortfarande i den termiska processen.

Värme kan röra sig genom:

• komponentledningar;
• pläterade-genom-hål fat;
• kopparplan;
• PCB-laminatet;
• närliggande hög-fogar.

Processen kan också använda bred eller zonförvärmd förvärmning.

Selektiv-lödningsprestanda beror därför på PCB-design, komponentens termiska massa, framställning av blott-kort, flusskemi, lödlegering, förvärmning och maskinkonfiguration-inte bara på den programmerade verktygsbanan.

Dess fördel är kontrollerad direkt exponering, inte fullständig termisk isolering.

Jämför arbetet som varje rutt skapar

Raden för våglödning-eller selektiv-lödning i en offert representerar sällan hela produktionsvägen.

En användbar kostnadsjämförelse bör inkludera:

• ingenjörskonst och programmering;
• förberedelse av pall eller fixtur;
• styrelsehantering;
• flussmedel och lödförbrukning;
• förvärmning och lödningstid;
• underhåll av pall, munstycke eller verktyg;
• rengöring och inspektion;
• tryck-upp och omarbeta;
• produktbyte;
• återanvändning över återkommande beställningar.

Det som försvinner från maskincykeln dyker ofta upp någon annanstans-som pallhantering, verktygsfärd, maskering, bättring-, rengöring eller inspektion.

Den billigare maskindriften är inte alltid den billigare genomförda monteringsvägen.

Kontrollera skarven, inte bara brädet

Samma PCB kan innehålla flera olika-hålslödningsproblem.

En signalkontakt kan anslutas till ljusspår. En strömterminal kan kopplas direkt till stora interna plan. En transformatorledning kan överföra värme till en stor komponentkropp. En lång kopplingsrad kan tömma lod på ett annat sätt än ett isolerat stift.

Tänk på följande under gemensam granskning:

• fäst-till-hålförhållande;
• pläterad-genom-hålkonstruktion;
• blyutsprång;
• lödbarhet av komponenter och PCB;
• dyna och termisk-reliefdesign;
• kopparfördelning;
• komponent termisk massa;
• flödeskemi;
• lödlegering;
• förvärma;
• kontakt eller uppehållstid;
• tillgängligt lödflöde och dränering.

Att öka lödtemperaturen eller kontakttiden är inte ett universellt botemedel mot ofullständig hålfyllning.

Fogen kan förlora värme genom bly, pläterad cylinder, komponentkropp eller kopparstruktur snabbare än processen kan ersätta den. Dålig lödbarhet, begränsad åtkomst, otillräcklig förvärmning eller olämplig bly- och hålgeometri kan också vara inblandade.

Kopparmassa förändrar uppvärmningsproblemet; utrustningsåtkomst och det tillgängliga processfönstret bestämmer fortfarande rutten.

Både våglödning och selektiv lödning kan utvecklas för hög-termisk-massor. Den valda processen måste värma målfogen utan att skapa oacceptabla effekter någon annanstans.

Släpp rutten och verifiera sedan den första artikeln

Processbeslutet ska inte finnas kvar som en notering i en offert eller en e-posttråd.

Före produktion bör den släppta rutten identifiera:

• den valda lödningsprocessen;
• PCB och monteringsrevision;
• lödlegering och flussmedel;
• revidering av pall, bärare, fixtur eller verktyg;
• skyddade lod-sidoområden;
• programmerade gemensamma grupper;
• förvärmning och termiska antaganden;
• krav på blyberedning eller trimning;
• inspektions- och acceptanskriterier;
• sekundära manuella operationer;
• villkor som kräver kundens godkännande.

Den första artikeln kontrollerar sedan om dessa antaganden fungerar på själva monteringen.

Den första-artikelverifieringen kan inkludera:

• inspektion av synliga lödfogar;
• kontrollera pläterad-genom-hålfyllning;
• kontrollerar komponent-sidolodets höjning och vätning mot de släppta kriterierna;
• bekräfta pall-, stöd- och verktygsavstånd;
• kontrollera efter bryggbildning, istappar, lödkulor, störda komponenter eller oönskad exponering för flux;
• bekräfta termiska förhållanden där profilbevis krävs;
• registrera godkända processjusteringar innan det återstående bygget fortsätter.

De tillämpliga kraven för IPC J-STD-001 och IPC-A-610 kan användas tillsammans med kundens ritning, utförandespecifikation, produktklass och kontraktsmässiga acceptanskriterier.

Maskinen väljer inte acceptanskriterierna.

Det gör de släppta produktkraven.

 

Vad OEM-köpare ska skicka för processgranskning

Enbart en stycklista räcker inte för att välja den genomgående-hålslödningsvägen.

Användbara projektingångar inkluderar:

• PCB tillverkningsdata;
• monteringsritningar och topp- och botten-sidokomponentvyer;
• BOM och plocka-och-placera data där tillgänglig;
• PCB-panel eller arrayinformation;
• THT-komponentlista;
• anslutnings- och komponentdimensioner;
• bly-längd eller trimningskrav;
• specificerade komponenttemperaturbegränsningar;
• löda-sidan hålla-ute områden;
• lödnings-legeringskrav;
• förväntad byggkvantitet, produktionsstadium och produktmix;
• krav på utförande, inspektion, rengöring och spårbarhet.

En användbar begäran till en EMS-leverantör är:

▎Rekommendera den genomgående-hållödningsvägen och identifiera antaganden, verktyg, sekundära operationer, inspektionsomfång och eventuella designändringar som behövs för att göra den vägen repeterbar.

Den begäran är mer användbar än att bara be om det lägsta angivna lödpriset.

 

Hur STHL stödjer processöversynen

Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. stöder SMT, genom-hålinsättning och lödning, blandad-teknik PCB-montering, våglödning, selektiv lödning, inspektion och projekt-specifika tester inom det bekräftade projektets omfattning.

En tillverkningsöversikt kan omfatta:

• löda-komponentfördelning på sidan;
• botten-sida frigång;
• pall eller selektivt-verktygsåtkomst;
• anslutnings- och hög-skarvplatser;
• processsekvens;
• verktyg och skivstöd;
• lödlegering;
• inspektionskrav;
• förväntad kvantitet och produktmix.

Recensionen ersätter inte kundens produkt-designauktoritet eller släppta godkännandekrav. Dess syfte är att avgöra om tillgängliga projektdata stödjer en praktisk och repeterbar tillverkningsväg.

Granska STHL'sPCB monteringkapacitet när SMT, DIP-montering, genom-hålslödning, inspektion och nedströmsproduktion måste samordnas.

Skicka in PCB-data, BOM, monteringsritningar, kvantitet och processkrav genomBegär en offert, eller kontaktainfo@pcba-china.com.

Slutsats

Selektiv lödning och våglödning bildas genom-hålskarvar genom att kontrollera lödexponeringen på olika sätt.

Våglödning fungerar bäst när många tillgängliga fogar kan bearbetas tillsammans och lödsidan samverkar med en bred eller pall{0}}definierad vågprocess.

Selektiv lödning fungerar bäst när endast specifika områden ska ta emot flussmedel och lödning, eller när att göra resten av sammansättningsvågen-kompatibel skulle ge för mycket skydd och-uppföljningsarbete.

Volymen påverkar kostnadsmodellen. Det bör utvärderas efter att löd-sidans exponering, fysisk åtkomst, foguppvärmning, verktyg och sekundära operationer har förståtts.

Välj den rutt som är lättast att verifiera och upprepa på hela sammanställningen-inte den rutt som låter billigast på en rad i offerten.