Szereléstechnológia

Furatbaszerelési technológiák

A forrasztás technológiai lépései: a munkadarabok előkészítése, a munkadarabok megtisztítása a felületét borító idegen anyagoktól, a forrasztási hely felmelegítése a forrasztási hőmérsékletre, a folyasztószer forrasztási helyre juttatása, a folyasztószer feladata, hogy a munkadarabokon lévő vékony oxidrétegeket eltávolítsa, az alapanyagokat és a forraszanyagot az oxidációtól védje, egyúttal elősegíti a nedvesítést és a forraszanyag szétterülését a munkadarabon, a forraszanyag adagolása, megolvasztása és a kötés elkészítése (forrasztási folyamat), a forrasztási helyek lehűtése és utánkezelése (a forrasztott daraboknak a folyasztószer maradványaitól való megtisztítása).

1. Furatszerelés (THT≡Through Hole Tehnology) A huzalkivezetéses alkatrészek kivezetéseit a nyomtatott lap furataiba kell illeszteni (alkatrész-oldal) és a túlsó oldalon (forrasztási oldal) beforrasztani. Hátrányai: a szerelőlemez mindkét oldalát igénybe veszi, az alkatrészek helyfoglalása – a furatok miatt – nagy, nagy kivezetőszám (több mint 40) esetén a beültetés gépesítése nem megoldható. A furatszerelést egyre inkább csak a nagyteljesítményű vagy más okból nagyméretű alkatrészekhez alkalmazzák. Általában a felületszereléssel kombinálják, amit vegyes szerelésnek nevezünk. A szerelés utáni bekötési művelet a kézi forrasztás vagy a hullámforrasztás.

A furatszerelhető alkatrészek beültetése általában kétoldalas, furatfémezett nyomtatott huzalozású lemezbe: a. Kézi beültetés: - teljesen manuális, - félautomatikus: a beültetési pozíciók jelölése a hordozóra vetítéssel és a megfelelő alkatrészeket tartalmazó doboz kézhez vitele. b. Gépi beültetés: amit egyre ritkábban alkalmaznak, mert a következő két ok miatt nehéz megvalósítani: - az alkatrészek kiviteli formái igen eltérőek, - az alkatrészek kivezetőinek raszter-távolsága pontatlan.

A beültetés technológiai lépései: alkatrészeket hevederből kivág, alkatrészek lábait méretre hajlít, gépi hajlítás esetén alkatrészt befog, hajlít, pozícionál, alkatrész kivezetéseket a nyomtatott lap megfelelő furatába illeszt, mechanikusan rögzít, méretre vág, kivezetéseket forraszt (kézi vagy hullámforrasztás).

Felületi szereléstechnológia SMT

A felületre szerelhető alkatrészeket (SMD=Surface Mounted Devices) a nyomtatott lap felületén kialakított vezető felületekhez (pad-ekhez) rögzítik villamosan, ez általában forrasztással vagy esetleg vezetőragasztóval történik. szerelőlemez (hordozó) forrasztásgátló maszk forrasz ragasztó R chip via

A felületi szereléstechnológia(SMT): Furatszerelési technológia (THT – Through Hole Technology); az alkatrészek 3 –5 %-a Felületszerelési technológia (SMT – Surface Mount Technology). ) 95 – 98% Előny: Kisebb méret Gazdaságosság Nagy teljesítményű, automatizált SM LED-ek

az alkatrészek beültetése rendkívül nagy pontosságot követel meg; Hátrányai: bonyolultabb tervezést igényel a nagy alkatrész-szám és a méret-csökkenés miatt;  az alkatrészek beültetése rendkívül nagy pontosságot követel meg; az egy hordozón előforduló nagyszámú alkatrész megnehezíti a hibák feltárását, keresését. Nem felület-szerelhetők: Tekercs, elektro-mechanikus elemek, nagy kondenzátorok, stb

A felületi szereléstechnológia kialakulása 50-es évek: nyomtatott huzalozás, 70-es évek vége: hibrid áramkörök, 80-as évek közepe-vége: felületi szerelés.

MÉRETSZABVÁNY 4-jegyű kód Első két szám= hossz Második két szám= szélesség Egység: 0,01” = = 10 mil =254 m Legkisebb ma: 01005 = 0,25 mm x 0,12 mm

Technológiai lépések: 1. forraszpaszta felvitele a kontaktus felületekre, 2. ragasztó felvitele (hullámforrasztásnál, vagy nehéz alkatrészeknél), 3. alkatrészek beültetése (ráültetése), 4. ragasztó kikeményítése (hővel vagy UV fénnyel), 5. forrasztás újrafolyatással vagy hullámforrasztással, 6. szerelőlemez tisztítása. Az alkalmazott kötési technológiától függően a felesleges lépések kimaradnak!

Ragasztófelvitel Ragasztó típusa epoxi, uretán, szilikon, ciano-akrilát, általban kétkomponensű, hőre térhálósodó gyanták. Követelmények: villamos szigetelés, hőállóság, hidegen is megtartsa az alkatrészt, Eltarthatóság, a ragasztó felvihető szitanyomtatással is.

Ragasztó felvitele

Adagoló követelmények: pontos pozíció, pontos pöttyméret, pontos pötty alak.

Pasztanyomtatás Stencil, fine pitch IC, Diszpenzer (cseppadagoló) Rajzolat kialakítása kémiai maratással, lézerrel (lábtávolság  0,4 mm ~ 16 mil), galvanoplasztikával (lábtávolság 0,3 mm ~ 12 mil), Paraméterek: maszk (stencil) vastagság (50 -200m), kés nyomás, kés sebesség, nyomtatási szög, panel elválási sebesség. Diszpenzer (cseppadagoló)

Stencil nyomtatás Stencil: appertura nyílásokkal rendelkező vékony fémlemez.

Stencilnyomtatás folyamata A pasztázás eredménye:

SM áramkörök szerelési típusai:

Különböző műveleti sorrend

Gépsor felületszerelt alkatrészekhez, csak reflow forrasztás esetén

SM alkatrészek tárolása

Beültető automata revolver feje Forgófejes beültető, egyszerre több különböző alkatrészt tud felvenni „collect-and-place” Pontosság: 30 -40 µm Beültető berendezés

http://www.ami.ac.uk/courses/ami4945_dpb/restricted/u06/supplementary/sup_01.html

Felületszerelő "pick-and-place" beültető automata: Az ábrán egymunkahelyes, egymás utáni helyezéses beültető automata megfogó-helyező fejének működési fázisai láthatók. A pick-and-place automaták termelékenysége 1000 és több 10.000 SMD/óra között van. A kétpólusú alkatrészeket a megfogó-helyező fej megméri. Ha nem megfelelő a polaritás, a fej 180°-al elforgatja az alkatrészt.

Egy és többfejes „pick and place” beültető Pontosság: 10 -20 µm

SM alkatrészek tárolása

Alkatrész adagolás: Hevederes Tálcás Ömlesztett Pozíció ellenőrzés kamerával 2D, 3D

IC-k tálcatáras csomagolása Quad IC

SMD-k rendezett csomagolása szalagtár (vákuumformázott műanyag fólia) csőtárak műanyag lezáró fólia

Szalagtárba helyezett SMD-k a beültető gépben SIEMENS