Привет, друзья! В сфере электронного производства мы часто сталкиваемся с монтажами печатных плат (PCBA). Если внимательно присмотреться к этим платам, можно заметить, что некоторые компоненты отличаются — у них есть «ножки» (профессиональные штырьки), например, большие конденсаторы, резисторы или некоторые специальные разъёмы. Эти «ножки» нельзя напрямую установить с помощью высокоскоростного установки-SMT, вместо этого используется традиционный, но важный процесс: DIP (также называемый пайкой волной припоя). Сегодня мы поговорим об этом процессе, позволяющем надёжно закрепить разъём на плате. Понимание этого процесса очень полезно для понимания процесса производства и контроля качества.
Весь процесс примерно состоит из следующих этапов.
Первым шагом является «обрезка» компонентов. При покупке большого количества компонентов со штырьками, штырьки могут быть немного кривыми, слишком длинными или с неподходящим зазором между ними. В этом случае рабочие используют специальные инструменты, такие как кусачки или гибочные станки, в соответствии спецификациями материалов (BOM), чтобы обрезать штырьки до нужной длины. Некоторые штырьки необходимо аккуратно согнуть под определённым углом (например, под стандартным прямым). Цель проста: обеспечить их точную установку в соответствующие отверстия на печатной плате. Этот этап является базовым. Если штырьки не закреплены должным образом, их будет сложно вставить в дальнейшем, не говоря уже о пайке.
После того, как ножки готовы, настало время продемонстрировать навыки – ручная сборка. Опытный оператор, используя свои глаза и руки, аккуратно вставляет отсортированные компоненты в предусмотренные отверстия печатной платы в соответствии с чертежами. Изготовление простых плат требует исключительно мастерства и аккуратности, в то время как для сложных может потребоваться использование небольших приспособлений для позиционирования. Суть здесь в двух словах: аккуратность и правильность. Аккуратная и правильная установка в правильном направлении – ключевые условия для успешной последующей сварки и нормальной работы платы.
Компоненты прочно вставлены, и следующим шагом станет их пайка на печатную плату – дебют пайки волной припоя. Плата плавно поступает на конвейер установки для пайки волной припоя. Сначала машина равномерно распыляет слой флюса на нижнюю часть платы (ту сторону, откуда выходят штырьки), что очень полезно. Это способствует равномерному растеканию припоя и удалению оксидной плёнки с поверхности металла. Затем плата проходит через зону предварительного нагрева и плавно нагревается, чтобы предотвратить «застывание» (термический удар) при последующем контакте с высокотемпературным припоем. И вот наступает волнующий момент: нижняя часть платы медленно проходит по «волне» (гребню волны), образованной расплавленным припоем. Происходит волшебство. Припой автоматически «поднимается» на поверхность штырьков и медное кольцо (контактную площадку) вокруг отверстия платы, плотно и надёжно соединяя их, обеспечивая как электропроводность, так и физическую фиксацию. Этот этап очень важен. Температура, время и качество самого припоя напрямую влияют на надежность паяного соединения и срок службы всей платы.
Плата, только что вытащенная из «моря олова», всё ещё обжигающе горячая, поэтому её необходимо охладить безопасно и равномерно. Когда температура снизится, вы обнаружите, что у штырьков компонентов внизу платы всё ещё остаётся «хвостик». Этот «хвостик» нельзя оставлять слишком длинным, иначе он легко может поцарапать что-нибудь при последующей транспортировке или сборке, или даже вызвать короткое замыкание. Поэтому следующим этапом является процесс «обрезки выводов». Автоматический станок для обрезки выводов «щёлкает», и высокоскоростное вращающееся острое лезвие мгновенно обрезает лишние выводы у основания, и нижняя часть платы мгновенно становится чистой.
Плата запаяна, выводы обрезаны, но на поверхности могут остаться флюс и мельчайшие частицы, образовавшиеся во время пайки. Для изделий, требующих высокой надежности или покрытий лаком (влагозащита, пылезащита и защита от коррозии), этап очистки особенно важен. Профессиональное оборудование для очистки тщательно промывает плату чистой водой, растворителями или ультразвуком, удаляет все загрязнения, которые могут повлиять на производительность и срок службы, а затем тщательно высушивает её.
После изготовления платы её качество должно быть строго проверено. На этом этапе контроль качества играет решающую роль. Обычно первым используется оборудование AOI (автоматической оптической инспекции). Оно подобно неутомимому «инспектору», фотографирующему каждое паяное соединение камерой высокого разрешения, а программное обеспечение автоматически анализирует изображение, быстро выявляя дефекты внешнего вида, такие как холодная пайка, короткое замыкание (лигирование оловом) и недостаточное количество припоя. AOI высокоэффективен, но опыт и зоркость человеческого глаза по-прежнему незаменимы. Профессиональные инспекторы качества (QC) проводят ручной визуальный контроль, уделяя особое внимание проверке правильности установки компонентов, а также выявлению мелких деталей и углов, которые AOI может проигнорировать. Эта «двойная страховка» — ключевая линия защиты, обеспечивающая качество.
Никто не идеален. Что делать, если на производственной линии обнаружены дефектные изделия? В настоящее время нам нужны квалифицированные инженеры по техническому обслуживанию. Они оснащены электропаяльниками, распаивающими устройствами и другими точными инструментами для бережного ремонта, перепайки или замены неисправных компонентов. После ремонта плата возвращается на проверку, чтобы убедиться в её такой же надёжности, как и другие качественные изделия.
После прохождения множества «тестов» и квалифицированных печатных плат будет подтверждена общая функциональность и внешний вид. После проверки плата будет тщательно упакована в антистатичные, ударопрочные и влагостойкие материалы и готова к отправке заказчику.
Подводя итог сути процесса DIP:
Объекты обслуживания: В основном компоненты с штырьками, неподходящие для технологии поверхностного монтажа (SMT).
Основных звенья: Зависят от квалифицированного и точного ручного монтажа, а также стабильной и надежной пайки волной припоя.
Основные цели: Обеспечить прочную физическую фиксацию и надежное электрическое соединение подключаемых компонентов.
Краеугольный камень качества: Начиная с формы штырьков, точности положения разъема, точного контроля параметров пайки волной припоя, строгого контроля внешнего вида паяных соединений (AOI + ручного) и заканчивая эффективными возможностями обслуживания, – все это вместе создает основу качества.
Почему это важно: В приложениях с высокой мощностью, высокими требованиями к надежности, особыми интерфейсами и определёнными экономическими соображениями технология DIP по-прежнему играет незаменимую роль.
Компания Forway продолжит обновлять знания в области монтажа печатных плат. Если вы хотите узнать больше или у вас есть производственные потребности, пожалуйста, посетите официальный сайт Forway, чтобы связаться с нами.