1. Tło
Lutowanie na fali jest stosowane i podgrzewane przez stopiony lut na kołki elementów.Ze względu na względny ruch grzbietu fali i PCB oraz „lepkość” roztopionego lutowia, proces lutowania na fali jest znacznie bardziej złożony niż zgrzewanie rozpływowe.Istnieją wymagania dotyczące rozstawu sworzni, długości przedłużenia sworzni i rozmiaru podkładki pakietu, który ma być spawany.Istnieją również wymagania dotyczące kierunku rozmieszczenia, rozstawu i łączenia otworów montażowych na powierzchni płytki PCB.Jednym słowem proces lutowania na fali jest stosunkowo ubogi i wymaga wysokiej jakości.Wydajność spawania zasadniczo zależy od projektu.
2. Wymagania dotyczące opakowania
A.Elementy montażowe odpowiednie do lutowania na fali powinny mieć odsłonięte końcówki do spawania lub końcówki prowadzące;Prześwit nadwozia opakowania (odsunięcie) <0,15 mm;Wysokość <4mm podstawowe wymagania.
Elementy montażowe spełniające te warunki obejmują:
0603~1206 elementy odporności na chipy i pojemności w zakresie wielkości opakowania;
SOP z odległością od środka przewodu ≥1,0 mm i wysokością <4 mm;
Cewka chipowa o wysokości ≤4mm;
Nieeksponowana cewka indukcyjna (typ C, M)
B.Kompaktowym elementem mocowania pinów odpowiednim do lutowania na fali jest pakiet o minimalnej odległości pomiędzy sąsiednimi pinami ≥1,75mm.
[Uwagi]Minimalny rozstaw wkładanych elementów jest akceptowalnym założeniem w przypadku lutowania na fali.Jednakże spełnienie wymagań dotyczących minimalnych odstępów nie oznacza, że można osiągnąć wysoką jakość spawania.Należy również spełnić inne wymagania, takie jak kierunek ułożenia, długość wyprowadzenia z powierzchni spawania i odstęp między płytkami.
Element do mocowania chipa, wielkość opakowania <0603, nie nadaje się do lutowania na fali, ponieważ szczelina pomiędzy dwoma końcami elementu jest zbyt mała, łatwo może powstać pomiędzy dwoma końcami mostka.
Element do mocowania chipa, rozmiar obudowy > 1206, nie nadaje się do lutowania na fali, ponieważ lutowanie na fali powoduje nierównowagowe ogrzewanie, duża odporność na wióry i element pojemnościowy są łatwe do złamania z powodu niedopasowania rozszerzalności cieplnej.
3. Kierunek transmisji
Przed rozmieszczeniem elementów na powierzchni lutowania na fali należy najpierw ustalić kierunek przejścia PCB przez piec, który stanowi „odniesienie procesowe” dla rozmieszczenia wstawianych elementów.Dlatego przed rozmieszczeniem elementów na powierzchni lutowanej na fali należy określić kierunek transmisji.
A.Ogólnie rzecz biorąc, kierunek transmisji powinien być dłuższym bokiem.
B.Jeśli układ ma złącze z gęstą wkładką pinową (odstęp <2,54 mm), kierunek układu złącza powinien być kierunkiem transmisji.
C.Na powierzchni lutowania na fali stosuje się sitodruk lub wytrawioną strzałkę z folii miedzianej, aby zaznaczyć kierunek transmisji w celu identyfikacji podczas spawania.
[Uwagi]Kierunek rozmieszczenia komponentów jest bardzo ważny w przypadku lutowania na fali, ponieważ lutowanie na fali obejmuje proces cynowania i cynowania.Dlatego projektowanie i spawanie muszą być prowadzone w tym samym kierunku.
Stąd też oznaczenie kierunku transmisji lutowania na fali.
Jeśli można określić kierunek transmisji, na przykład projekt skradzionej blaszanej podkładki, nie można określić kierunku transmisji.
4. Kierunek układu
Kierunek układu komponentów obejmuje głównie komponenty chipowe i złącza wielopinowe.
A.Długi kierunek PAKIETU urządzeń SOP powinien być ułożony równolegle do kierunku transmisji zgrzewania szczytowego fali, a długi kierunek elementów wiórowych powinien być prostopadły do kierunku przenoszenia zgrzewania szczytowego fali.
B.W przypadku wielu dwupinowych komponentów wtykowych kierunek podłączenia środka gniazda powinien być prostopadły do kierunku transmisji, aby zmniejszyć zjawisko pływania jednego końca komponentu.
[Uwagi]Ponieważ korpus opakowania elementu łatącego blokuje roztopiony lut, łatwo jest doprowadzić do nieszczelności zespawania kołków za korpusem opakowania (strona docelowa).
Dlatego też ogólne wymagania korpusu opakowania nie wpływają na kierunek przepływu układu roztopionego lutowia.
Mostkowanie złączy wielopinowych odbywa się głównie na końcu/boku szpilki.Wyrównanie pinów złącza w kierunku transmisji zmniejsza liczbę pinów ustalających i ostatecznie liczbę mostków.A następnie całkowicie wyeliminuj most poprzez zaprojektowanie skradzionej blaszanej podkładki.
5. Wymagania dotyczące odstępów
W przypadku elementów łat odstęp między podkładkami odnosi się do odstępów pomiędzy maksymalnymi elementami nawisu (w tym podkładkami) sąsiednich opakowań;W przypadku elementów wtykowych odstęp między polami odnosi się do odstępu pomiędzy polami.
W przypadku komponentów SMT odstępy między płytkami są rozpatrywane nie tylko z punktu widzenia mostka, ale uwzględniają również efekt blokowania korpusu opakowania, który może powodować wycieki spawalnicze.
A.Odstęp podkładek elementów wtykowych powinien zasadniczo wynosić ≥1,00 mm.W przypadku złączy wtykowych o drobnym rozstawie dozwolona jest niewielka redukcja, ale minimalna nie powinna być mniejsza niż 0,60 mm.
B.Odstęp pomiędzy płytką elementów wtykowych a płytką elementów lutowanych na fali powinien wynosić ≥1,25 mm.
6. Specjalne wymagania dotyczące konstrukcji podkładki
A.W celu ograniczenia wycieków spawalniczych zaleca się zaprojektowanie podkładek pod kondensatory 0805/0603, SOT, SOP i tantalowe zgodnie z poniższymi wymaganiami.
W przypadku komponentów 0805/0603 należy postępować zgodnie z zalecaną konstrukcją IPC-7351 (podkładka rozszerzona o 0,2 mm i szerokość zmniejszona o 30%).
W przypadku kondensatorów SOT i tantalowych podkładki powinny być wysunięte na zewnątrz o 0,3 mm w porównaniu z płytkami o normalnej konstrukcji.
B.w przypadku metalizowanej płytki otworowej wytrzymałość złącza lutowniczego zależy głównie od połączenia otworu, szerokość pierścienia podkładki ≥0,25 mm.
C.W przypadku otworów niemetalowych (pojedynczy panel) wytrzymałość złącza lutowniczego zależy od wielkości podkładki, ogólnie średnica podkładki powinna być większa niż 2,5-krotność otworu.
D.W przypadku opakowań SOP blaszaną podkładkę zabezpieczającą należy zaprojektować na końcu sworznia docelowego.Jeśli odstępy SOP są stosunkowo duże, konstrukcja blaszanej podkładki antykradzieżowej może być również większa.
mi.dla złącza wielopinowego należy zaprojektować na cynowym końcu blaszanej podkładki.
7. długość przewodu
a.Długość przewodu ma duży związek z tworzeniem połączenia mostkowego, im mniejszy odstęp między pinami, tym większy wpływ.
Jeśli odstęp między pinami wynosi 2 ~ 2,54 mm, długość przewodu powinna być kontrolowana w zakresie 0,8 ~ 1,3 mm
Jeśli odstęp między pinami jest mniejszy niż 2 mm, długość przewodu powinna być kontrolowana w zakresie 0,5 ~ 1,0 mm
B.Długość przedłużenia przewodu może odgrywać rolę tylko pod warunkiem, że kierunek ułożenia komponentów spełnia wymagania lutowania na fali, w przeciwnym razie efekt wyeliminowania mostka nie będzie oczywisty.
[Uwagi]Wpływ długości przewodu na połączenie mostkowe jest bardziej złożony, zwykle > 2,5 mm lub < 1,0 mm, wpływ na połączenie mostkowe jest stosunkowo niewielki, ale w przedziale 1,0–2,5 m wpływ jest stosunkowo duży.Oznacza to, że najprawdopodobniej spowoduje zjawisko mostkowania, gdy nie jest zbyt długie ani zbyt krótkie.
8. Nakładanie farby spawalniczej
A.Często widzimy grafiki złączy drukowane tuszem. Powszechnie uważa się, że taki projekt zmniejsza zjawisko mostkowania.Mechanizm może polegać na tym, że powierzchnia warstwy farby jest szorstka, łatwo wchłania większą ilość topnika, topnik w wysokiej temperaturze ulatnia się roztopionym lutem i tworzy się pęcherzyki izolacyjne, aby zmniejszyć występowanie mostkowania.
B.Jeśli odległość między polami pinowymi jest mniejsza niż 1,0 mm, można zaprojektować warstwę farby blokującą lutowanie na zewnątrz pola, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo mostkowania, chodzi głównie o wyeliminowanie gęstego pola pośrodku mostka między złączami lutowanymi a głównym eliminacja gęstej grupy podkładek na końcu połączeń lutowanych mostkowych i ich różne funkcje.Dlatego, aby rozstaw pinów był stosunkowo mały i gęsty pad, należy stosować razem farbę lutowniczą i stalową płytkę lutowniczą.
Czas publikacji: 29 listopada 2021 r