विस्तृत PCBA उत्पादन प्रक्रिया (DIP की पूरी प्रक्रिया सहित), आइए और देखिए!
"वेव सोल्डरिंग प्रक्रिया"
वेव सोल्डरिंग आमतौर पर प्लग-इन उपकरणों के लिए एक वेल्डिंग प्रक्रिया है। यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें पिघला हुआ तरल सोल्डर, पंप की मदद से, सोल्डर टैंक की तरल सतह पर एक विशिष्ट आकार की सोल्डर तरंग बनाता है, और सम्मिलित घटक का पीसीबी, सोल्डर वेव पीक से एक विशिष्ट कोण और ट्रांसमिशन चेन पर एक निश्चित विसर्जन गहराई पर गुजरता है, जिससे सोल्डर जॉइंट वेल्डिंग प्राप्त होती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
सामान्य प्रक्रिया प्रवाह इस प्रकार है: डिवाइस सम्मिलन - पीसीबी लोडिंग - वेव सोल्डरिंग - पीसीबी अनलोडिंग - डीआईपी पिन ट्रिमिंग - सफाई, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
1.THC सम्मिलन तकनीक
1. घटक पिन निर्माण
डीआईपी उपकरणों को लगाने से पहले उन्हें आकार देना आवश्यक है
(1) हाथ से संसाधित घटक को आकार देना: मुड़े हुए पिन को चिमटी या एक छोटे पेचकस के साथ आकार दिया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
(2) घटकों को आकार देने की मशीन प्रक्रिया: घटकों को आकार देने की मशीन एक विशेष आकार देने वाली मशीनरी द्वारा पूरी की जाती है। इसका कार्य सिद्धांत यह है कि फीडर कंपन फीडिंग के माध्यम से सामग्री (जैसे प्लग-इन ट्रांजिस्टर) को एक विभाजक के साथ ट्रांजिस्टर का पता लगाता है। पहला चरण बाएँ और दाएँ दोनों तरफ के पिनों को मोड़ना है; दूसरा चरण बीच के पिन को पीछे या आगे मोड़कर आकार देना है। जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है।
2. घटक डालें
छेद के माध्यम से सम्मिलन प्रौद्योगिकी को मैनुअल सम्मिलन और स्वचालित यांत्रिक उपकरण सम्मिलन में विभाजित किया गया है
(1) मैनुअल सम्मिलन और वेल्डिंग में, पहले उन घटकों को सम्मिलित करें जिन्हें यांत्रिक रूप से ठीक करने की आवश्यकता है, जैसे कि पावर डिवाइस के कूलिंग रैक, ब्रैकेट, क्लिप, आदि, और फिर उन घटकों को सम्मिलित करें जिन्हें वेल्ड और ठीक करने की आवश्यकता है। सम्मिलित करते समय, प्रिंटिंग प्लेट पर घटक पिन और तांबे की पन्नी को सीधे न छुएं।
(2) मैकेनिकल ऑटोमैटिक प्लग-इन (जिसे एआई भी कहा जाता है) समकालीन इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की स्थापना में सबसे उन्नत स्वचालित उत्पादन तकनीक है। स्वचालित मैकेनिकल उपकरणों की स्थापना में पहले कम ऊँचाई वाले घटकों को डाला जाना चाहिए, और फिर ऊँची ऊँचाई वाले घटकों को स्थापित किया जाना चाहिए। मूल्यवान प्रमुख घटकों को अंतिम स्थापना में डाला जाना चाहिए। ऊष्मा अपव्यय रैक, ब्रैकेट, क्लिप आदि की स्थापना वेल्डिंग प्रक्रिया के करीब होनी चाहिए। पीसीबी घटकों का संयोजन क्रम निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है।
3. वेव सोल्डरिंग
(1) वेव सोल्डरिंग का कार्य सिद्धांत
वेव सोल्डरिंग एक प्रकार की तकनीक है जो पिघले हुए तरल सोल्डर की सतह पर पंपिंग प्रेशर के माध्यम से सोल्डर वेव का एक विशिष्ट आकार बनाती है, और जब घटक के साथ डाला गया असेंबली कंपोनेंट एक निश्चित कोण पर सोल्डर वेव से गुजरता है, तो पिन वेल्डिंग क्षेत्र में एक सोल्डर स्पॉट बनाता है। चेन कन्वेयर द्वारा ट्रांसमिशन की प्रक्रिया के दौरान वेल्डिंग मशीन के प्रीहीटिंग ज़ोन में घटक को पहले से गरम किया जाता है (घटक प्रीहीटिंग और प्राप्त किया जाने वाला तापमान अभी भी पूर्व निर्धारित तापमान वक्र द्वारा नियंत्रित होता है)। वास्तविक वेल्डिंग में, आमतौर पर घटक सतह के प्रीहीटिंग तापमान को नियंत्रित करना आवश्यक होता है, इसलिए कई उपकरणों में संबंधित तापमान का पता लगाने वाले उपकरण (जैसे इंफ्रारेड डिटेक्टर) जोड़े गए हैं। प्रीहीटिंग के बाद, असेंबली वेल्डिंग के लिए लीड ग्रूव में चली जाती है। टिन टैंक में पिघला हुआ तरल सोल्डर होता है, और स्टील टैंक के तल पर स्थित नोजल पिघले हुए सोल्डर की एक निश्चित आकार की तरंग शिखा छिड़कता है, जिससे जब घटक की वेल्डिंग सतह इस तरंग से होकर गुजरती है, तो यह सोल्डर तरंग द्वारा गर्म हो जाती है, और सोल्डर तरंग वेल्डिंग क्षेत्र को भी नम कर देती है और भरकर फैल जाती है, जिससे अंततः वेल्डिंग प्रक्रिया पूरी हो जाती है। इसका कार्य सिद्धांत नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
वेव सोल्डरिंग में वेल्डिंग क्षेत्र को गर्म करने के लिए संवहन ऊष्मा स्थानांतरण सिद्धांत का उपयोग किया जाता है। पिघली हुई सोल्डर तरंग एक ऊष्मा स्रोत के रूप में कार्य करती है, एक ओर पिन वेल्डिंग क्षेत्र को धोने के लिए प्रवाहित होती है, दूसरी ओर ऊष्मा चालन की भूमिका भी निभाती है, और इस क्रिया के तहत पिन वेल्डिंग क्षेत्र गर्म होता है। वेल्डिंग क्षेत्र के गर्म होने को सुनिश्चित करने के लिए, सोल्डर तरंग की आमतौर पर एक निश्चित चौड़ाई होती है, ताकि जब घटक की वेल्डिंग सतह तरंग से गुज़रे, तो पर्याप्त तापन, गीलापन आदि हो। पारंपरिक वेव सोल्डरिंग में, आमतौर पर एकल तरंग का उपयोग किया जाता है, और तरंग अपेक्षाकृत सपाट होती है। लेड सोल्डर के उपयोग के साथ, इसे वर्तमान में द्वि-तरंग के रूप में अपनाया जाता है। जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है।
घटक का पिन, ठोस अवस्था में सोल्डर को धातुकृत थ्रू होल में डुबाने का मार्ग प्रदान करता है। जब पिन सोल्डर तरंग को स्पर्श करता है, तो तरल सोल्डर पृष्ठ तनाव के माध्यम से पिन और छिद्र की दीवार पर चढ़ जाता है। धातुकृत थ्रू होल की केशिका क्रिया सोल्डर की चढ़ाई को बेहतर बनाती है। सोल्डर के PcB पैड तक पहुँचने के बाद, यह पैड के पृष्ठ तनाव की क्रिया के कारण फैल जाता है। ऊपर उठता सोल्डर, थ्रू होल से फ्लक्स गैस और हवा को बाहर निकाल देता है, जिससे थ्रू होल भर जाता है और ठंडा होने के बाद सोल्डर जोड़ बन जाता है।
(2) वेव वेल्डिंग मशीन के मुख्य घटक
एक वेव वेल्डिंग मशीन मुख्य रूप से एक कन्वेयर बेल्ट, एक हीटर, एक टिन टैंक, एक पंप और एक फ्लक्स फोमिंग (या स्प्रे) उपकरण से बनी होती है। इसे मुख्य रूप से फ्लक्स जोड़ने वाले क्षेत्र, प्रीहीटिंग क्षेत्र, वेल्डिंग क्षेत्र और कूलिंग क्षेत्र में विभाजित किया जाता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
3. वेव सोल्डरिंग और रिफ्लो वेल्डिंग के बीच मुख्य अंतर
वेव सोल्डरिंग और रिफ्लो वेल्डिंग के बीच मुख्य अंतर यह है कि वेल्डिंग में ताप स्रोत और सोल्डर आपूर्ति विधि अलग-अलग होती है। वेव सोल्डरिंग में, सोल्डर को टैंक में पहले से गर्म करके पिघलाया जाता है, और पंप द्वारा उत्पन्न सोल्डर तरंग ताप स्रोत और सोल्डर आपूर्ति की दोहरी भूमिका निभाती है। पिघली हुई सोल्डर तरंग पीसीबी के थ्रू होल, पैड और कंपोनेंट पिन को गर्म करती है, साथ ही सोल्डर जोड़ बनाने के लिए आवश्यक सोल्डर भी प्रदान करती है। रिफ्लो सोल्डरिंग में, सोल्डर (सोल्डर पेस्ट) पीसीबी के वेल्डिंग क्षेत्र में पहले से ही आवंटित होता है, और रिफ्लो के दौरान ताप स्रोत की भूमिका सोल्डर को फिर से पिघलाना है।
(1) 3 चयनात्मक तरंग सोल्डरिंग प्रक्रिया का परिचय
वेव सोल्डरिंग उपकरण का आविष्कार 50 से अधिक वर्षों से हो रहा है, और इसमें थ्रू-होल घटकों और सर्किट बोर्डों के निर्माण में उच्च उत्पादन क्षमता और बड़े आउटपुट के फायदे हैं, इसलिए यह कभी इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के स्वचालित बड़े पैमाने पर उत्पादन में सबसे महत्वपूर्ण वेल्डिंग उपकरण था। हालाँकि, इसके अनुप्रयोग में कुछ सीमाएँ हैं: (1) वेल्डिंग पैरामीटर अलग हैं।
एक ही सर्किट बोर्ड पर अलग-अलग सोल्डर जोड़ों को उनकी अलग-अलग विशेषताओं (जैसे ताप क्षमता, पिन स्पेसिंग, टिन प्रवेश आवश्यकताएँ, आदि) के कारण बहुत अलग वेल्डिंग मापदंडों की आवश्यकता हो सकती है। हालाँकि, वेव सोल्डरिंग की विशेषता पूरे सर्किट बोर्ड पर सभी सोल्डर जोड़ों की वेल्डिंग एक ही निर्धारित मापदंडों के तहत पूरी करना है, इसलिए विभिन्न सोल्डर जोड़ों को एक-दूसरे को "सेटल" करने की आवश्यकता होती है, जिससे वेव सोल्डरिंग के लिए उच्च-गुणवत्ता वाले सर्किट बोर्डों की वेल्डिंग आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करना अधिक कठिन हो जाता है;
(2) उच्च परिचालन लागत.
पारंपरिक वेव सोल्डरिंग के व्यावहारिक अनुप्रयोग में, पूरी प्लेट पर फ्लक्स का छिड़काव और टिन स्लैग का निर्माण उच्च परिचालन लागत लाता है। विशेष रूप से सीसा-रहित वेल्डिंग में, क्योंकि सीसा-रहित सोल्डर की कीमत सीसा सोल्डर की तुलना में तीन गुना से भी अधिक होती है, टिन स्लैग के कारण परिचालन लागत में वृद्धि बेहद आश्चर्यजनक है। इसके अलावा, सीसा-रहित सोल्डर पैड पर तांबे को पिघलाता रहता है, और टिन सिलेंडर में सोल्डर की संरचना समय के साथ बदलती रहती है, जिसे हल करने के लिए नियमित रूप से शुद्ध टिन और महंगी चांदी मिलानी पड़ती है;
(3) रखरखाव एवं रख-रखाव में परेशानी।
उत्पादन में अवशिष्ट प्रवाह तरंग सोल्डरिंग की संचरण प्रणाली में रहेगा, और उत्पन्न टिन स्लैग को नियमित रूप से हटाने की आवश्यकता होती है, जो उपयोगकर्ता के लिए अधिक जटिल उपकरण रखरखाव और रखरखाव का काम लाता है; ऐसे कारणों से, चयनात्मक तरंग सोल्डरिंग अस्तित्व में आई।
तथाकथित पीसीबीए चयनात्मक तरंग सोल्डरिंग अभी भी मूल टिन भट्ठी का उपयोग करता है, लेकिन अंतर यह है कि बोर्ड को टिन भट्ठी वाहक में रखा जाना चाहिए, जिसे हम अक्सर भट्ठी स्थिरता के बारे में कहते हैं, जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।
वेव सोल्डरिंग की ज़रूरत वाले हिस्सों को टिन के संपर्क में लाया जाता है, और बाकी हिस्सों को वाहन क्लैडिंग से सुरक्षित किया जाता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है। यह कुछ-कुछ स्विमिंग पूल में लाइफबॉय लगाने जैसा है। लाइफबॉय से ढकी जगह पर पानी नहीं जाएगा, और उसकी जगह टिन का स्टोव लगा दिया जाए, तो वाहन से ढकी जगह पर स्वाभाविक रूप से टिन नहीं लगेगा, और टिन के दोबारा पिघलने या हिस्सों के गिरने की समस्या भी नहीं होगी।
"थ्रू होल रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया"
थ्रू-होल रिफ़्लो वेल्डिंग, घटकों को सम्मिलित करने के लिए एक रिफ़्लो वेल्डिंग प्रक्रिया है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से कुछ प्लग-इन युक्त सतह असेंबली प्लेटों के निर्माण में किया जाता है। इस तकनीक का मूल सोल्डर पेस्ट की अनुप्रयोग विधि है।
1. प्रक्रिया परिचय
सोल्डर पेस्ट के आवेदन विधि के अनुसार, छेद रिफ्लो वेल्डिंग के माध्यम से तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: छेद रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया के माध्यम से पाइप प्रिंटिंग, छेद रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया के माध्यम से सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग और छेद रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया के माध्यम से ढाला टिन शीट।
1) ट्यूबलर प्रिंटिंग थ्रू होल रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया
ट्यूबलर प्रिंटिंग थ्रू-होल रिफ़्लो वेल्डिंग प्रक्रिया, थ्रू-होल घटकों की रिफ़्लो वेल्डिंग प्रक्रिया का सबसे प्रारंभिक अनुप्रयोग है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से रंगीन टीवी ट्यूनर के निर्माण में किया जाता है। इस प्रक्रिया का मूल सोल्डर पेस्ट ट्यूबलर प्रेस है, जिसे नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
2) सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग थ्रू होल रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया
सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग थ्रू होल रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली थ्रू होल रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से मिश्रित PCBA के लिए किया जाता है जिसमें कम संख्या में प्लग-इन होते हैं, यह प्रक्रिया पारंपरिक रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया के साथ पूरी तरह से संगत है, किसी विशेष प्रक्रिया उपकरण की आवश्यकता नहीं है, केवल आवश्यकता यह है कि वेल्डेड प्लग-इन घटक थ्रू होल रिफ्लो वेल्डिंग के लिए उपयुक्त होने चाहिए, प्रक्रिया को निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है।
3) छेद रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया के माध्यम से टिन शीट मोल्डिंग
छेद reflow वेल्डिंग प्रक्रिया के माध्यम से ढाला टिन शीट मुख्य रूप से बहु पिन कनेक्टर्स के लिए प्रयोग किया जाता है, मिलाप मिलाप पेस्ट नहीं है, लेकिन ढाला टिन शीट, आम तौर पर कनेक्टर निर्माता द्वारा सीधे जोड़ा, विधानसभा केवल गर्म किया जा सकता है।
थ्रू होल रिफ्लो डिज़ाइन आवश्यकताएँ
1.पीसीबी डिजाइन आवश्यकताएँ
(1) 1.6 मिमी बोर्ड से कम या उसके बराबर पीसीबी मोटाई के लिए उपयुक्त।
(2) पैड की न्यूनतम चौड़ाई 0.25 मिमी है, और पिघला हुआ मिलाप पेस्ट एक बार "खींचा" जाता है, और टिन मनका नहीं बनता है।
(3) घटक ऑफ-बोर्ड गैप (स्टैंड-ऑफ) 0.3 मिमी से अधिक होना चाहिए
(4) पैड से बाहर निकलने वाली लीड की उचित लंबाई 0.25 ~ 0.75 मिमी है।
(5) 0603 जैसे बारीक अंतर वाले घटकों और पैड के बीच न्यूनतम दूरी 2 मिमी है।
(6) स्टील जाल का अधिकतम उद्घाटन 1.5 मिमी तक विस्तारित किया जा सकता है।
(7) एपर्चर लीड व्यास + 0.1~0.2 मिमी है। जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है।
"स्टील जाल खिड़की खोलने की आवश्यकताएं"
सामान्य तौर पर, 50% छेद भरने को प्राप्त करने के लिए, स्टील जाल खिड़की का विस्तार किया जाना चाहिए, बाहरी विस्तार की विशिष्ट मात्रा पीसीबी की मोटाई, स्टील जाल की मोटाई, छेद और लीड के बीच की खाई और अन्य कारकों के अनुसार निर्धारित की जानी चाहिए।
सामान्यतः, जब तक विस्तार 2 मिमी से अधिक न हो, सोल्डर पेस्ट को वापस खींचकर छेद में भर दिया जाएगा। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बाहरी विस्तार को घटक पैकेज द्वारा संपीड़ित नहीं किया जा सकता है, या घटक के पैकेज बॉडी से बचना चाहिए, और एक तरफ टिन का मनका बनाना चाहिए, जैसा कि निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है।
"पीसीबीए की पारंपरिक असेंबली प्रक्रिया का परिचय"
1) सिंगल-साइड माउंटिंग
प्रक्रिया प्रवाह नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है
2) एकल पक्ष सम्मिलन
प्रक्रिया प्रवाह नीचे चित्र 5 में दिखाया गया है
वेव सोल्डरिंग में डिवाइस पिन का निर्माण उत्पादन प्रक्रिया के सबसे कम कुशल भागों में से एक है, जो तदनुसार इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति का जोखिम लाता है और डिलीवरी के समय को बढ़ाता है, और त्रुटि की संभावना को भी बढ़ाता है।
3) दो तरफा माउंटिंग
प्रक्रिया प्रवाह नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है
4) एक तरफ मिश्रित
प्रक्रिया प्रवाह नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है
यदि थ्रू-होल घटक कम हों, तो रिफ्लो वेल्डिंग और मैनुअल वेल्डिंग का उपयोग किया जा सकता है।
5) दो तरफा मिश्रण
प्रक्रिया प्रवाह नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है
यदि दो तरफा SMD उपकरण ज़्यादा हैं और THT घटक कम हैं, तो प्लग-इन उपकरणों को रीफ़्लो या मैन्युअल वेल्डिंग द्वारा वेल्डिंग किया जा सकता है। प्रक्रिया प्रवाह चार्ट नीचे दिखाया गया है।
