الزامات طراحی چیدمان قطعات برای سطح لحیم کاری موجی

1. پس زمینه

لحیم کاری موجی به وسیله لحیم مذاب به پین ​​های اجزاء حرارت داده می شود.به دلیل حرکت نسبی تاج موج و PCB و "چسبندگی" لحیم مذاب، فرآیند لحیم کاری موجی بسیار پیچیده تر از جوشکاری جریانی است.الزاماتی برای فاصله پین، طول امتداد پین و اندازه پد بسته بندی که باید جوش داده شود وجود دارد.همچنین الزاماتی برای جهت چیدمان، فاصله و اتصال سوراخ های نصب روی سطح برد PCB وجود دارد.در یک کلام، فرآیند لحیم کاری موجی نسبتا ضعیف است و نیاز به کیفیت بالایی دارد.بازده جوش اساساً به طراحی بستگی دارد.

2. الزامات بسته بندی

آ.اجزای پایه مناسب برای لحیم کاری موجی باید دارای انتهای جوش یا انتهای پیشرو باشند.فاصله بدنه بسته از زمین (Stand Off) <0.15mm;ارتفاع کمتر از 4 میلی متر الزامات اساسی

عناصر نصب که دارای این شرایط هستند عبارتند از:

0603 ~ 1206 مقاومت تراشه و عناصر خازن در محدوده اندازه بسته.

SOP با فاصله مرکز سرب ≥1.0mm و ارتفاع <4mm.

سلف تراشه با ارتفاع ≤4 میلی متر؛

سلف تراشه سیم پیچ بدون نور (نوع C، M)

بعنصر فیتینگ پین فشرده مناسب برای لحیم کاری موجی بسته ای با حداقل فاصله بین پین های مجاور ≥1.75 میلی متر است.

[ملاحظات]حداقل فاصله اجزای درج شده یک فرض قابل قبول برای لحیم کاری موجی است.با این حال، رعایت حداقل فاصله مورد نیاز به این معنی نیست که می توان به جوشکاری با کیفیت بالا دست یافت.سایر الزامات مانند جهت چیدمان، طول سرب خارج از سطح جوش و فاصله لنت نیز باید رعایت شود.

عنصر نصب تراشه، اندازه بسته <0603 برای لحیم کاری موجی مناسب نیست، زیرا شکاف بین دو انتهای عنصر بسیار کوچک است، به راحتی بین دو انتهای پل ایجاد می شود.

عنصر نصب تراشه، اندازه بسته بندی > 1206 برای لحیم کاری موجی مناسب نیست، زیرا لحیم کاری موجی گرمایش غیر تعادلی است، مقاومت تراشه با اندازه بزرگ و عنصر خازن به دلیل عدم تطابق انبساط حرارتی به راحتی شکسته می شود.

3. جهت انتقال

قبل از چیدمان قطعات روی سطح لحیم کاری موجی، ابتدا باید جهت انتقال PCB از طریق کوره تعیین شود که "مرجع فرآیند" برای چیدمان اجزای درج شده است.بنابراین، جهت انتقال باید قبل از چیدمان اجزا بر روی سطح لحیم کاری موجی تعیین شود.

آ.به طور کلی، جهت انتقال باید سمت طولانی باشد.

باگر چیدمان دارای کانکتور درج پین متراکم است (فاصله کمتر از 2.54 میلی متر)، جهت طرح کانکتور باید جهت انتقال باشد.

جروی سطح لحیم کاری موج، از صفحه ابریشم یا فلش حکاکی شده با فویل مسی برای علامت گذاری جهت انتقال برای شناسایی در حین جوشکاری استفاده می شود.

[ملاحظات]جهت چیدمان اجزا برای لحیم کاری موجی بسیار مهم است، زیرا لحیم کاری موجی دارای یک فرآیند قلع داخل و خارج کردن است.بنابراین طراحی و جوشکاری باید در یک راستا باشد.

این دلیل علامت گذاری جهت انتقال لحیم کاری موج است.

اگر بتوانید جهت انتقال را تعیین کنید، مانند طراحی یک پد حلبی به سرقت رفته، جهت انتقال را نمی توان شناسایی کرد.

4. جهت طرح

جهت چیدمان قطعات عمدتا شامل اجزای تراشه و اتصالات چند پین است.

آ.جهت طولانی PACKAGE دستگاه های SOP باید موازی با جهت انتقال جوش پیک موج چیده شود و جهت بلند اجزای تراشه باید عمود بر جهت انتقال جوش پیک موج باشد.

ببرای چندین قطعه پلاگین دو پین، جهت اتصال مرکز جک باید عمود بر جهت انتقال باشد تا پدیده شناور یک انتهای قطعه کاهش یابد.

[ملاحظات]از آنجایی که بدنه بسته بندی المنت پچ اثر مسدود کننده روی لحیم مذاب دارد، به راحتی می توان به جوشکاری نشتی پین های پشت بدنه بسته (سمت مقصد) منجر شد.

بنابراین، الزامات عمومی بدنه بسته بندی بر جهت جریان طرح لحیم مذاب تأثیر نمی گذارد.

پل زدن کانکتورهای چند پین عمدتاً در انتهای/سمت قلع‌زدایی پین اتفاق می‌افتد.تراز کردن پین های رابط در جهت انتقال، تعداد پین های جداکننده و در نهایت تعداد پل ها را کاهش می دهد.و سپس از طریق طراحی پد قلع سرقت شده، پل را به طور کامل از بین ببرید.

5. الزامات فاصله

برای اجزای وصله، فاصله پد به فاصله بین حداکثر ویژگی های آویزان (از جمله پد) بسته های مجاور اشاره دارد.برای اجزای پلاگین، فاصله پد به فاصله بین پدها اشاره دارد.

برای قطعات SMT، فاصله لنت نه تنها از جنبه پل در نظر گرفته می شود، بلکه شامل اثر مسدود کننده بدنه بسته می شود که ممکن است باعث نشت جوش شود.

آ.فاصله پد اجزای پلاگین معمولاً باید ≥1.00 میلی متر باشد.برای کانکتورهای پلاگین ریز، کاهش متوسط ​​مجاز است، اما حداقل نباید کمتر از 0.60 میلی متر باشد.
بفاصله بین پد اجزای پلاگین و پد اجزای وصله لحیم کاری موجی باید ≥1.25 میلی متر باشد.

6. الزامات ویژه برای طراحی پد

آ.به منظور کاهش نشتی جوش، طراحی پد برای خازن های 0805/0603، SOT، SOP و تانتالیوم با توجه به شرایط زیر توصیه می شود.

برای اجزای 0805/0603، از طرح توصیه شده IPC-7351 پیروی کنید (پد 0.2 میلی متری گسترش یافته و عرض آن 30 درصد کاهش یافته است).

برای خازن های SOT و تانتالیوم، لنت ها باید 0.3 میلی متر به سمت خارج از خازن های طراحی معمولی کشیده شوند.

ببرای صفحه سوراخ فلزی، استحکام اتصال لحیم کاری عمدتاً به اتصال سوراخ بستگی دارد، عرض حلقه پد ≥0.25 میلی متر است.

جبرای سوراخ های غیر فلزی (تک پانل)، استحکام اتصال لحیم کاری به اندازه لنت بستگی دارد، به طور کلی قطر لنت باید بیش از 2.5 برابر دیافراگم باشد.

دبرای بسته بندی SOP، پد سرقت قلع باید در انتهای پین مقصد طراحی شود.اگر فاصله SOP نسبتاً زیاد باشد، طراحی پد سرقت قلع نیز می تواند بزرگتر باشد.

ه.برای اتصال چند پین، باید در انتهای قلع پد قلع طراحی شود.

7. طول سرب

a.طول سرب ارتباط زیادی با تشکیل اتصال پل دارد، هر چه فاصله پین ​​کوچکتر باشد، تأثیر آن بیشتر است.

اگر فاصله پین ​​ها 2 تا 2.54 میلی متر باشد، طول سرب باید در 0.8 تا 1.3 میلی متر کنترل شود.

اگر فاصله پین ​​کمتر از 2 میلی متر باشد، طول سرب باید در 0.5 تا 1.0 میلی متر کنترل شود.

بطول امتداد سرب فقط در شرایطی می تواند نقش داشته باشد که جهت چیدمان اجزا با الزامات لحیم کاری موجی مطابقت داشته باشد، در غیر این صورت اثر حذف پل آشکار نیست.

[ملاحظات]تأثیر طول سرب بر اتصال پل پیچیده تر است، به طور کلی > 2.5 میلی متر یا <1.0 میلی متر، تأثیر بر اتصال پل نسبتاً کم است، اما بین 1.0-2.5 متر، تأثیر نسبتاً بزرگ است.یعنی زمانی که خیلی طولانی یا خیلی کوتاه نباشد به احتمال زیاد باعث ایجاد پدیده پل زدن می شود.

8. کاربرد جوهر جوشکاری

آ.ما اغلب برخی از گرافیک های کانکتور پد گرافیکی جوهر چاپ شده را می بینیم، چنین طراحی معمولاً پدیده پل زدن را کاهش می دهد.مکانیسم ممکن است این باشد که سطح لایه جوهر ناهموار باشد، شار بیشتری جذب شود، شار در دمای بالا تبخیر لحیم مذاب و تشکیل حباب‌های جداسازی شود، به طوری که وقوع پل زدن را کاهش دهد.

باگر فاصله بین پدهای پین کمتر از 1.0 میلی متر باشد، می توانید لایه جوهر مسدود کننده لحیم کاری را در خارج از پد طراحی کنید تا احتمال پل زدن را کاهش دهید، این عمدتا برای از بین بردن لنت متراکم در وسط پل بین اتصالات لحیم کاری و اصلی است. حذف گروه پد متراکم در انتهای پل اتصالات لحیم کاری عملکردهای مختلف آنها.بنابراین، برای فاصله پین ​​نسبتا کوچک پد متراکم، جوهر لحیم کاری و لحیم کاری سرقت پد لحیم کاری باید با هم استفاده شود.