Пайка волной или селективная пайка: полное руководство по выбору процесса сборки печатной платы

Сравнение принципов: от «погружения в водопад» до «микрохирургии»

Традиционная пайка волной представляет собой воздействие на припой стороны печатной платы равномерного «водопада припоя». Вся плата проходит параллельно по текущей волне, одновременно припаивая все открытые площадки. Это очень эффективно; Согласно стандартам IPC, скорость конвейера для типичных печатных плат может достигать 1,2-1,8 метра в минуту, что делает его классикой для массового производства. Однако такое продолжительное тепловое воздействие на большую площадь (обычно предварительный нагрев 90–130°C, емкость для пайки ~250–265°C) действует как тепловой удар, создавая серьезное испытание для SMT-компонентов, таких как BGA или прецизионные резисторы, уже собранные на противоположной стороне.

Селективная пайка, напротив, напоминает роботизированную «микрохирургию». В нем используется миниатюрное волновое сопло, которое движется по заранее запрограммированному пути для локальной пайки отдельных сквозных отверстий или небольших участков. Зона термического воздействия обычно ограничивается 3-5 мм от шва, при этом обеспечивается более точный контроль пиковой температуры.

Революционные различия в дизайне макетов

Это фундаментальное различие в принципе приводит к совершенно разным правилам проектирования печатных плат.

Для пайки волновой пайкой конструкция должна строго соответствовать технологическим ограничениям, опираясь на принцип «чистой стороны припоя» . Сторона пайки (сторона волнового контакта) в идеале должна избегать всех компонентов SMT. Если размещение необходимо, для маскировки потребуются дорогостоящие поддоны для пайки волновой пайкой. Кроме того, ориентация компонентов (длинная сторона параллельна направлению конвейера, чтобы избежать затенения), расстояние (часто> 2,5 мм для предотвращения перемычек) и расстояние до компонентов со сквозными отверстиями (промышленность часто требует ≥5 мм для рельефа маски поддона) являются непреложными правилами. Ключевым методом DFM является добавление «похитителей припоя» или «проволочных площадок», чтобы направить поток припоя и предотвратить перемычки.

Селективная пайка освобождает компоновку. Это позволяет размещать компоненты SMT на стороне пайки, обеспечивая почти полную свободу двухсторонней компоновки SMT. Требования к расстоянию значительно сокращаются, что позволяет размещать компоненты ближе к деталям со сквозными отверстиями (например, всего на 1,5 мм). Это позволяет припаять разъем питания рядом с плотным набором микросхем автомобильных блоков управления или плат связи высокого класса.

Путь принятия решений на основе данных

Как выбрать? Простая блок-схема принятия решений может помочь:

1. Объем и плотность. Если на плате много компонентов со сквозными отверстиями (например, >50), редкая компоновка и высокий годовой объем производства (сотни тысяч), пайка волновой пайкой обеспечивает преимущества по стоимости и эффективности.

2. Сложность и надежность. Если плата представляет собой конструкцию с высокой плотностью межсоединений (HDI) с небольшим количеством сквозных частей, окруженных чувствительными компонентами, такими как BGA и QFN, и требует высокой надежности (например, IPC-A-610 класса 3), выборочная пайка является очевидным выбором.

Статистические данные показывают, что применение селективной пайки растет в средних и малых объемах промышленной и автомобильной электроники, поскольку она значительно снижает затраты на доработку из-за термических повреждений и дефектов пайки, улучшая общий выход печатной платы с первого прохода.

Заключение и руководство к действию

По сути, пайка волной требует, чтобы конструкция соответствовала процессу, в то время как селективная пайка позволяет процессу служить инновационному дизайну. Во время проектирования печатной платы и планирования процесса печатной платы метод пайки должен быть окончательно определен до замораживания макета. Если в вашем следующем проекте возникают конфликты компоновки с высокой плотностью размещения и смешанными технологиями, оптимальным вариантом может оказаться выборочная пайка. Консультация профессионального производителя печатных плат или службы сборки печатных плат для проведения DFM-анализа ваших проектных файлов является важным шагом на пути к успешному производству.