딥 솔더링 및 SMD 솔더링 장치

딥 솔더링 및 SMD 솔더링 장치

Dip soldering and smd soldered devices are two different processing methods that are used to assemble electronic devices. Both methods use a reflow process that involves a gradual heating of the solder paste. When the reflow process is successful, the melted solder paste effectively bonds the mounted components to the PCB, creating a stable electrical connection. The two methods share several common characteristics.

Asymmetrical wave soldering

Asymmetrical wave soldering is the process of forming a ring of solder that surrounds the part and is able to separate it from the surrounding air. It also creates a barrier between the solder and oxygen. This method of soldering is easy and versatile, but it can present significant challenges, particularly when using surface mount devices.

The wave soldering process is one of the most commonly used soldering methods. It is a bulk soldering process that allows manufacturers to mass-produce many circuit boards quickly. The circuit boards are passed over the molten solder, which is created by a pump in a pan. The wave of solder then adheres to the components of the PCB. During the process, the circuit board must be cooled and blown to prevent the solder from contaminating the PCB.

Flux barrier

Flux is a liquid which allows molten solder to flow and removes oxides from the surface. There are three types of flux. These include water-based, alcohol-based, and solvent-based. During the soldering process, the board must be preheated in order to activate the flux. Once the soldering process has completed, the flux must be removed using solvent-based or water-based removers.

A high-quality flux is critical to achieving the desired results during the soldering process. A high-quality flux will improve the wetting and bonding properties of the solder. However, a high-activation flux may increase the risk of oxidisation, which is not always desirable.

Cold joints

In cold soldering, the alloy does not fully melt or reflow. This can have serious consequences in an electronic device. This can affect the conductivity of the solder and result in a failed circuit. To test cold solder joints, connect a multimeter to the terminals. If the multimeter indicates a resistance over 1000 ohms, the cold joint has failed.

Soldering a PCB requires good solder joints, which ensure the function of the product. Generally, a good solder joint will be smooth, bright and contain an outline of the soldered wire. A poor solder joint will cause the PCB to short out and cause damage to the device.

Adding metal to PCBs

Adding metal to PCBs with dip or smd soldering involves adding a filler metal to the PCB before soldering. Soft soldering is the most common method for attaching small components to the PCB. Unlike traditional solder, soft soldering does not melt the component, as the solder will not be able to adhere to the oxidized surface. Instead, a filler metal, usually a tin-lead alloy, is added.

Before soldering the component, it is important to prepare the soldering iron to 400degC. This heat must be high enough to melt the solder on the tip. It is helpful to tin the tip before soldering to help transfer heat. In addition, it helps to keep the components organized so that soldering will not be stressful.

Manual vs automated wave soldering

Wave soldering equipment comes in various forms, including robotic, manual, and immersion selective systems. There are several advantages and disadvantages to each type. You should purchase the one that best suits your operation’s needs. For instance, a lean operation should consider purchasing the simplest model. However, you should also consider the cost of the equipment. In most cases, manual wave soldering equipment will cost less than an automated machine.

Manual soldering is slower than automated wave soldering and is prone to human error. However, selective soldering eliminates these problems by allowing the operator to program exact spots for each component. Furthermore, selective soldering does not require glue. Additionally, it does not require expensive wave solder pallets and is cost-effective.

Problems with SMD soldering

Soldering problems can occur for a number of reasons. One common cause is the wrong paste template when using solder flux or the wrong assembling feeder setting. Other problems include insufficient solder and bad solderability of the parts or pads. These errors can lead to the welding point to form unexpected shapes. Solder balls, solder icicles, and holes can also result from improper soldering.

Another common reason for non-wetting solder joints is improper cleaning. Insufficient wetting means that the solder did not adhere intimately to the component. As a result, the components are not connected and may fall off.

PCB 칩 패키지의 납땜 방법 및 공정

PCB 칩 패키지의 납땜 방법 및 공정

납땜은 PCB 칩 패키지에서 매우 중요한 부분입니다. 납땜 공정에는 집속 적외선, 대류, 비집속 적외선 등 다양한 기술이 조합되어 사용됩니다. 각 방법에는 패키지를 점진적으로 가열한 후 전체 어셈블리를 냉각하는 과정이 포함됩니다.

납땜 프로세스

납땜은 솔더 볼과 기타 납땜 재료를 PCB 칩 패키지에 결합하는 공정입니다. 이 프로세스는 두 가지 유형의 방법을 사용하여 수행됩니다. 대류 방식과 리플로우 방식이 그것입니다. 첫 번째 유형은 액체를 형성하는 플럭스를 사용하는 가열 공정을 포함합니다. 두 공정 모두 피크 온도가 제어됩니다. 그러나 리플로우 공정은 깨지기 쉬운 솔더 조인트가 형성되지 않도록 충분히 주의하여 수행해야 합니다.

PCB에 사용되는 구성 요소에 따라 납땜 공정은 부드럽거나 단단할 수 있습니다. 사용되는 납땜 인두의 유형은 구성 요소의 종류에 적합해야 합니다. 이 공정은 PCB에 대한 경험이 풍부하고 각 공정을 구현하는 정확한 방법을 알고 있는 PCB 조립 및 제조 서비스 제공업체가 수행해야 합니다.

납땜 패드 치수

PCB 칩 패키지의 솔더 패드 치수는 부품의 성능을 최적화하는 데 매우 중요합니다. 이는 부품 배치 및 납땜 기술이 필요한 만큼 정확하지 않을 수 있는 고주파 영역에서 특히 그렇습니다. IPC-SM-782 표준은 최적의 부품 배치 및 납땜을 위한 유용한 참조 문서입니다. 하지만 이 문서의 요구 사항을 맹목적으로 따르다 보면 고주파 성능이 최적화되지 않거나 고전압 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하기 위해 PCBA123은 납땜 패드를 한 줄로 작게 배치할 것을 권장합니다.

패드 크기 외에도 부품 배치 및 정렬과 같은 다른 요소도 중요합니다. 잘못된 크기의 패드를 사용하면 전기적 문제가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 보드의 제조 가능성도 제한될 수 있습니다. 따라서 업계에서 권장하는 PCB 패드 크기와 모양을 따르는 것이 중요합니다.

플럭싱

플럭싱은 납땜 공정의 중요한 구성 요소입니다. 납땜 표면에서 금속 불순물과 산화물을 제거하여 무결성 높은 납땜 조인트를 위한 깨끗한 표면을 제공합니다. 플럭스 잔여물은 최종 세척 단계에서 제거되며, 이는 사용되는 플럭스 유형에 따라 달라집니다.

납땜 공정에 사용되는 플럭스는 여러 가지가 있습니다. 수지부터 로진 기반까지 다양합니다. 각각의 용도는 다르며 활성도에 따라 분류됩니다. 플럭스 용액의 활성 수준은 일반적으로 L(저활성 또는 무할라이드) 또는 M(중간 활성, 0~2% 할라이드) 또는 H(고활성, 최대 3% 할라이드 함량)로 표시됩니다.

가장 일반적인 결함 중 하나는 중간 칩 솔더 볼입니다. 이 문제에 대한 일반적인 해결책은 스텐실 디자인을 변경하는 것입니다. 다른 방법으로는 납땜 공정 중에 질소를 사용하는 방법이 있습니다. 이렇게 하면 솔더가 기화되는 것을 방지하여 페이스트가 우수한 결합을 형성할 수 있습니다. 마지막으로, 세척 단계는 보드에서 모래와 화학 잔여물을 제거하는 데 도움이 됩니다.

검사

PCB 칩 패키지를 검사하는 데 사용할 수 있는 여러 가지 유형의 테스트 도구가 있습니다. 그중 일부에는 PCB의 여러 테스트 지점에 연결되는 프로브를 사용하는 회로 내 테스트가 포함됩니다. 이러한 프로브는 납땜 불량이나 부품 고장을 감지할 수 있습니다. 또한 전압 레벨과 저항을 측정할 수도 있습니다.

납땜을 잘못하면 PCB 회로에 문제가 발생할 수 있습니다. 납땜이 패드에 제대로 닿지 않거나 납땜이 부품 표면을 타고 올라갈 때 회로가 개방됩니다. 이 경우 연결이 완료되지 않고 구성 요소가 올바르게 작동하지 않습니다. 구멍을 조심스럽게 청소하고 용융된 땜납이 리드를 고르게 덮도록 하면 이러한 문제를 피할 수 있습니다. 그렇지 않으면 납땜이 과도하거나 불완전하게 덮여 리드가 젖거나 젖지 않을 수 있습니다. 습윤을 방지하려면 고품질 땜납과 고품질 조립 장비를 사용하세요.

PCB의 결함을 감지하는 또 다른 일반적인 방법은 자동 광학 검사(AOI)를 이용하는 것입니다. 이 기술은 카메라를 사용하여 PCB의 HD 사진을 촬영합니다. 그런 다음 이 이미지를 사전 프로그래밍된 매개변수와 비교하여 부품의 결함 상태를 식별합니다. 결함이 발견되면 기계는 그에 따라 결함을 표시합니다. AOI 장비는 일반적으로 간단한 조작과 프로그래밍으로 사용자 친화적입니다. 하지만 구조 검사나 많은 수의 부품이 있는 PCB에는 AOI가 유용하지 않을 수 있습니다.

정류

전자 제품 제조에 사용되는 납땜 공정은 특정 표준과 지침을 준수해야 합니다. 일반적으로 솔더 마스크는 신뢰할 수 있는 솔더 조인트를 보장하기 위해 최소 75% 두께여야 합니다. 솔더 페이스트는 스크린 인쇄가 아닌 PCB에 직접 도포해야 합니다. 특정 패키지 유형에 적합한 스텐실과 지그를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이러한 스텐실은 금속 스퀴지 블레이드를 사용하여 패키지 표면에 솔더 페이스트를 도포합니다.

기존의 플럭스 스프레이 방식 대신 웨이브 솔더링 공정을 사용하면 몇 가지 이점이 있습니다. 웨이브 솔더 공정은 기계식 웨이브 솔더링 공정을 사용하여 높은 수준의 안정성으로 부품을 PCB에 접착합니다. 이 방법은 더 비싸지만 전자 부품을 고정하는 안전하고 신뢰할 수 있는 방법을 제공합니다.

단면 및 양면 SMT 어셈블리 소개

단면 및 양면 SMT 어셈블리 소개

단면과 양면 SMT 어셈블리는 부품 밀도 측면에서 차이가 있습니다. 단면 SMT 어셈블리는 양면 SMT 어셈블리보다 밀도가 높으며 공정에 더 많은 양의 열이 필요합니다. 대부분의 어셈블러는 밀도가 높은 면을 먼저 처리합니다. 이렇게 하면 가열 과정에서 부품이 떨어질 위험이 최소화됩니다. 리플로우 어셈블리 공정의 양면에는 가열 작업 중에 부품을 제자리에 고정하기 위해 SMT 접착제를 추가해야 합니다.

FR4 PCB

단면 PCB가 가장 일반적입니다. 단면 보드에서는 모든 구성 요소가 보드의 한 면에 위치하므로 해당 면에서만 조립하면 됩니다. 양면 기판은 기판의 양면에 흔적이 있어 설치 면적이 줄어듭니다. 양면 보드는 또한 열 방출이 더 좋습니다. 양면 기판의 제조 공정은 단면 PCB와 다릅니다. 양면 공정 중에 양면 기판에서 구리를 제거한 다음 에칭 공정 후에 다시 삽입합니다.

단면 PCB는 제조가 더 쉽고 비용도 저렴합니다. 단면 PCB 제조에는 절단, 구멍 뚫기, 회로 처리, 솔더 레지스트 및 텍스트 인쇄를 포함한 여러 단계가 포함됩니다. 단면 PCB는 또한 전기 측정, 표면 처리 및 AOI를 거칩니다.

PI 구리 피복 기판

PI 구리 피복 기판 단면 및 양면 SMT 조립 공정에는 폴리이미드 커버 필름을 사용하여 PCB의 한 면에 구리를 적층하는 과정이 포함됩니다. 그런 다음 구리 피복 기판을 특정 위치에서 열리는 접착 접착제로 제자리에 눌러 고정합니다. 그 후 구리 피복 기판에 내용접성 패턴을 적용하고 부품 가이드 구멍을 펀칭합니다.

단면 연성 PCB는 일반적으로 압연 동박으로 된 하나의 도체 층이 있는 PI 구리 피복 기판으로 구성됩니다. 이 유연한 회로는 회로가 완성된 후 보호 필름으로 덮여 있습니다. 단면 연성 PCB는 회로를 보호하는 보호 장벽 역할을하는 커버 레이어를 포함하거나 포함하지 않고 제조 할 수 있습니다. 단면 PCB는 도체 층이 하나뿐이므로 휴대용 제품에 자주 사용됩니다.

FR4

FR4는 PCB 제작에 일반적으로 사용되는 에폭시 수지의 한 등급입니다. 이 소재는 내열성과 내염성이 뛰어납니다. FR4 소재는 유리 전이 온도가 높기 때문에 고속 애플리케이션에 매우 중요합니다. 기계적 특성에는 인장 및 전단 강도가 포함됩니다. 치수 안정성을 테스트하여 다양한 작업 환경에서 재료의 모양이 변하거나 강도가 떨어지지 않는지 확인합니다.

FR4 단면 및 이중 적층 다층 기판은 FR4 절연 코어와 바닥의 얇은 구리 코팅으로 구성됩니다. 제조 과정에서 스루홀 구성 요소는 기판의 구성 요소 측면에 장착되며 리드가 바닥면의 구리 트랙 또는 패드로 연결됩니다. 이와는 대조적으로 표면 실장 부품은 납땜면에 직접 실장됩니다. 구조와 구성은 매우 유사하지만 가장 큰 차이점은 도체의 배치에 있습니다.

FR6

표면 실장 기술(SMT) 조립은 구멍 없이 인쇄 회로 기판에 전자 부품을 부착하는 효율적인 방법입니다. 이러한 유형의 기술은 납이 포함된 부품과 납이 포함되지 않은 부품 모두에 적합합니다. 양면 SMT 기술을 사용하면 인쇄 회로 기판(PCB)에 상단과 하단에 각각 하나씩 두 개의 전도성 층이 있습니다. 기판 양쪽의 구리 덮개는 전류 전달 재료 역할을 하며 부품을 PCB에 부착하는 데 도움을 줍니다.

단면 보드의 경우 간단한 지지 기둥을 쉽게 사용할 수 있습니다. 양면 보드의 경우 추가 지지대가 필요합니다. 보드 주변의 여유 공간은 최소 10mm 이상이어야 합니다.

FR8

FR8 단면 및 이중 SMT 조립 공정은 몇 가지 차이점을 제외하고는 일반 조립 공정과 유사합니다. 두 공정 모두 접착제와 솔더 페이스트를 사용합니다. 그 다음에는 청소, 검사 및 테스트가 이어집니다. 완제품은 설계자가 지정한 사양을 충족해야 합니다.

단면 보드가 더 일반적이며 설치 공간이 더 작습니다. 그러나 양면 보드는 공간 요구 사항을 줄이고 열 방출을 극대화합니다. 에칭 공정 중에 양면에서 구리가 제거됩니다. 공정이 끝나면 다시 삽입됩니다.

PCB 임피던스 계산 모델을 수행하는 방법

PCB 임피던스 계산 모델을 수행하는 방법

스미스 차트 사용

스미스 차트는 회로의 임피던스를 측정할 때 유용한 도구입니다. 전기 회로의 복잡한 저항과 주파수를 시각적으로 표현한 것입니다. 또한 안정성 분석 및 진동 방지에 필요한 임피던스 대 주파수의 궤적을 보여줍니다. 많은 PC에 임피던스 값을 수치로 표시할 수 있는 기능이 있지만, 스미스 차트는 그 가능성을 시각화하는 데 도움이 됩니다.

스미스 차트는 PC 보드의 접점 패드와 전자 장치 사이의 신호 경로를 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 이 장치는 IC, 트랜지스터 또는 수동 부품일 수 있습니다. 또한 내부 회로를 포함할 수도 있습니다. 이 차트를 사용하여 회로 기판의 임피던스를 결정하고 전기 회로를 설계하는 데 사용할 수 있습니다.

스미스 차트는 PCB 설계에서 발생하는 다양한 유형의 임피던스 모델을 식별하는 데 사용할 수 있습니다. 스미스 차트에는 바운드형, 비바운드형, 반전형의 세 가지 모양이 있습니다. 스미스 차트의 중앙에 있는 점은 무한 임피던스 모델을 나타내고, 바깥쪽 원에 있는 점은 반전 임피던스 모델을 나타냅니다.

스미스 차트를 사용하여 임피던스를 계산하면 소스 및 대상 임피던스를 쉽게 일치시킬 수 있습니다. 그런 다음 매칭 네트워크의 크기를 계산할 수 있습니다. 매칭 네트워크의 크기는 소스와 대상 임피던스 사이에 필요한 시프트의 양에 따라 달라집니다. 또한 직렬 및 병렬 L 및 C 값은 일정한 저항 및 리액턴스 곡선을 따라 한 지점을 이동시킵니다. 저항이 감소하면 라인 끝에 더 많은 R 값을 추가할 수 있습니다.

3D 필드 솔버 사용

PCB 임피던스 계산은 PCB 설계 과정에서 필수적인 단계입니다. 여기에는 설계 구성을 기반으로 PCB의 전송 라인 또는 트레이스 임피던스를 계산하는 작업이 포함됩니다. PCB가 복잡하거나 여러 레이어로 구성된 경우 3D 필드 솔버를 사용하면 가장 정확한 임피던스 계산을 얻을 수 있습니다.

임피던스 계산 모델은 일반적으로 단면이 직사각형이고 전류가 완벽하게 반환된다고 가정합니다. 그러나 실제 단면은 다각형일 수 있으며 기준 레이어의 간격을 가로지르기도 합니다. 이는 특히 고속 네트워크에서 신호에 상당한 왜곡을 일으킬 수 있습니다.

솔버는 두 가지 유형의 포트, 즉 웨이브 포트와 덩어리 포트를 지원합니다. 두 경우 모두 사용하려는 포트 유형을 명시적으로 정의해야 합니다. 지오메트리를 사용하여 웨이브 포트의 평면을 지정하거나 웨이브 사용자 정의 크기 유형을 사용하여 수동으로 정의할 수 있습니다.

대부분의 3D 필드 솔버는 S-파라미터 동작 모델을 생성합니다. 이러한 모델은 실제 장치의 단순화된 도식적 표현입니다. 따라서 많은 반복이 필요합니다. 예를 들어, 여러 회로 모델을 사용하여 시뮬레이션을 생성하고 결과를 비교할 수 있습니다.

PCB 임피던스 계산은 PCB 설계에 필수적입니다. 임피던스 불일치를 피할 수 있도록 PCB의 조정된 임피던스를 모델링하는 것이 중요합니다. 또한 PCB 제조업체와 긴밀히 협력하는 것이 중요합니다. PCB 제조업체에는 임피던스 관련 설계 문제를 해결하기 위한 적절한 지침을 제공할 수 있는 전담 CAM 부서가 있을 수 있습니다. 그러나 임피던스 문제에 대한 제어를 외부 업체에 완전히 넘겨서는 안 됩니다.