Processo de soldadura por ondas para montagem DIP

A soldadura por ondas é um mecanismo introduzido por Albert Hanson (inventor alemão) para a soldadura de centenas de componentes numa Placa de Circuito Impresso num período mínimo de tempo. Neste processo, a placa de circuito impresso (PCB) passa sobre uma panela de lava derretida através de uma correia transportadora. Uma bomba fixada sob uma correia transportadora dirige a solda (fundida) sobre a placa de circuito de tal forma que dá uma visão de uma onda que bate na superfície da placa de circuito. É de dizer que a soldadura PCBA surgiu logo após a descoberta do estanho, que ainda é um elemento significativo da pasta de soldadura.

O conceito de um plano com muitas camadas incluindo uma camada isolante e um condutor de folha de alumínio foi introduzido pelo inventor alemão Albert Hanson. Além disso, ele deu uma ideia de fazer furos na placa, que é quase o mesmo PCB Montagem DIP técnica utilizada hoje em dia para montar componentes de furo passante. Depois disto, as empresas começaram a produzir componentes em pacotes DIP through-hole. Assim, era mais simples aplicar pasta de solda a toda a placa de uma só vez em vez de soldar cada componente electrónico individual utilizando um ferro de soldar. Como resultado, foi inventada a soldadura por ondas, em que a placa completa passou por cima de uma solda.

Actualmente, as máquinas de soldar por ondas estão a executar a arte de soldar os componentes automaticamente. Em seguida, a Tecnologia FS irá explicar em detalhe como funciona a soldadura por ondas.

Como funciona a Soldadura por Ondas?

O processo de soldadura por ondas em todo o processo de montagem DIP inclui 5 etapas: Fusão de Solda, Limpeza de Componentes, Colocação de PCB, Soldadura, Limpeza. A seguir explicaremos cada passo.

Passo 1: Fusão de Solda

A máquina de soldar por ondas tem um recipiente cheio de solda, que é aquecido a uma temperatura de 180 a 450 °C dependendo do tipo de solda e do modelo da máquina de soldar. Este é o passo mais importante de todos porque a solda é supostamente derretida na sua forma mais pura. A precisão da temperatura é muito vital para este papel. Acabará por trazer consistência e suavidade ao processo e obter melhores resultados.

Etapa 2: Limpeza dos componentes

Nesta etapa, os componentes a serem colocados no PCBA passam por um processo de limpeza minuciosa. É necessário verificar se existem camadas de óxido durante a limpeza. Em caso afirmativo, então deve limpá-los primeiro. Além disso, seria benéfico impedi-los de desenvolver camadas de óxido. O químico utilizado para a limpeza de componentes é conhecido como fluxo. Fluxo PCB é na realidade uma mistura de material base e um activador que é utilizado para um melhor humedecimento da solda através da remoção de óxidos do metal.

Etapa 3: Colocação da placa PCBA

Nesta etapa, colocamos os componentes na placa de circuitos e preparamos o PCBA para ser colocado na máquina de soldadura por ondas. Depois colocamos as placas montadas dentro de uma máquina e certificamo-nos de que a placa é fixada com precisão à esteira transportadora num ângulo de 0°. Para isso, estão disponíveis fechos metálicos na máquina de soldar por ondas para segurar a placa de circuito e não permitir que esta se mova um único bit.

Passo 4: Soldadura

Esta é a principal etapa do processo, onde atingimos o nosso objectivo de soldar o Componentes PCB na placa de circuitos. Assim, aqui a placa está em movimento com a correia transportadora e finalmente a placa aproxima-se acima da placa de solda. Aqui, asseguramos que a velocidade da correia transportadora é baixa, para que a solda em excesso drene novamente para o banho de solda. Certificamo-nos de que a solda assenta completamente dentro das juntas.

Passo 5: Limpeza

Podemos chamar-lhe uma etapa cosmética do processo em que limpamos o produto. Nesta etapa, lavamos a placa de circuito com múltiplos solventes e água desionizada para remover os resíduos de fluxo remanescentes nela. O solvente mais comum utilizado para a remoção do fluxo é o álcool isopropílico, porque é barato e não tóxico em comparação com os outros solventes disponíveis para o mesmo trabalho.

Como funciona a máquina de soldar por ondas?

Uma máquina de solda por ondas é um dispositivo necessário para alcançar o buraco Montagem de PCB. Devido aos diferentes equipamentos utilizados, as capacidades de fabrico dos fabricantes de PCBA são muito diferentes, e a auditoria do seu equipamento também é necessária quando se faz o rastreio dos fornecedores de serviços. Por exemplo, quando o seu projecto requer Montagem SMTDeve prestar atenção a quantas zonas de temperatura o equipamento de soldadura de refluxo utilizado pelo prestador de serviços tem. Se necessitar de serviços de montagem DIP, deve concentrar-se em observar se podem conseguir uma montagem totalmente automática e se a máquina de soldadura por ondas pode conseguir uma produção em massa.

Pulverizador de Fluxo:

Há apenas duas acções que um sistema de fluxo de pulverização realiza. Primeiro, colocar o fluxo de soldadura por onda onde deve estar, que é nos orifícios laminados da placa de circuito. E segundo, colocar aí a quantidade certa de fluxo. Cada componente de um sistema de fluxo de qualidade deve ser concentrado na consecução destes dois objectivos. Independentemente da largura, espessura ou diâmetro do furo da sua placa de circuito, um sistema de fluxo devidamente concebido irá fazer com que o fluxo entre nos furos revestidos da sua placa.

Almofada de pré-aquecimento:

Embora a soldadura por ondas possa ser feita sem pré-aquecimento, o processo de soldadura levará comparativamente mais tempo. Em The Handbook of Machine Soldering SMT and THT, Woodgate menciona, "Durante algum trabalho experimental com pré-aquecimento, uma placa foi soldada a 12 pés por minuto com o pré-aquecimento normal aplicado. Sem pré-aquecimento não poderia ser soldada a mais de 2,5 pés por minuto". Aqui a Tecnologia FS fornece quatro razões pelas quais a soldadura por ondas deve ser pré-aquecida:

  • A componente de solvente do fluxo é evaporada pelo calor com a ajuda de um pré-aquecedor para aumentar a actividade do fluxo.
  • Evitar a formação de bolas de solda, secando o solvente de fluxo, caso contrário, este cuspirá ao encontrar ondas de solda.
  • Minimizar o impacto térmico da soldadura por ondas no PCB, controlando assim a deformação e outras falhas provocadas pelo súbito aumento da temperatura.
  • A última e mais importante razão é aquecer os componentes, as placas e o resto do conector para que a soldadura DIP possa prosseguir mais rapidamente e de forma mais suave.

Bomba:

A bomba motorizada linear para um dispositivo de soldadura por ondas consiste em vários canais de bombeamento que são essencialmente paralelos uns aos outros e separados uns dos outros. De preferência, tem um estator com muitos segmentos. Um canal de bombeamento é atribuído a cada estação. Isto resulta num desempenho de bombagem homogéneo, ou numa distribuição de pressão de bombagem homogénea numa amplitude praticamente arbitrária, e numa onda de solda homogénea. Um rodopio caótico da solda é praticamente impossível, graças ao posicionamento dos canais de bombeamento e ao desenho do estator da invenção.

Análise dos prós e contras da soldadura por ondas

Vantagens da Soldadura por Onda

  • Ideal para requisitos de processo sem chumbo que exijam alta produtividade.
  • Não há necessidade de mascarar áreas fora de bordo que não necessitem de ser soldadas.
  • O equipamento de soldadura selectiva é tipicamente menos dispendioso de executar.
  • Tem parâmetros ajustáveis que podem ser regulados com maior precisão.
  • O nível de ruído do equipamento é inferior a 60 db.
  • Pulverização por motor passo-a-passo, desenho ajustável da boca de pulverização de estanho, pulverização de posicionamento automático e pulverização de estanho, 25% menos potência, e consumo de material auxiliar ano após ano.
  • Controlo do sistema de transporte em circuito fechado, pré-aquecimento preciso, e controlo do tempo de soldadura.
  • Muito pouca oxidação de escória de estanho ocorre perto da crista de uma onda de fluxo plano, e uma onda de fluxo laminar de fluxo colada tende a produzir juntas de solda sem falhas.

Desvantagens da Soldadura por Onda:

A utilização da soldadura por refluxo aumentou devido à introdução de dispositivos de montagem de superfície (SMD) e placas de múltiplas camadas. A melhor técnica de soldadura é o reflow, se o seu PCBA contém apenas Componentes SMD. No entanto, a soldadura por ondas será provavelmente utilizada se o seu desenho de PCB também utilizar componentes de furo passante ou o fizer unicamente. O tipo de procedimento de soldadura por ondas utilizado depende do número de componentes, do seu espaçamento na placa, e do comprimento da execução do PCB. O seu desenho determina cada um destes.

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