Волновая пайка или селективная пайка:что лучше для сложных сборок печатных плат?

В производстве электроники пайка — один из тех этапов, которые со стороны кажутся простыми, но сопряжены с огромной ответственностью. На этом этапе все может либо сойтись воедино, либо развалиться. На бумаге большинство паяных соединений выглядят одинаково. В заводских цехах они совсем не такие. Небольшое изменение конструкции, дополнительный разъем, более плотная компоновка или чувствительный компонент могут внезапно сделать вчерашний метод пайки сегодня обузой.

Когда компании обращаются к нам в Karkhana.io по вопросам сборки печатных плат и производства электроники, один из наиболее частых разговоров, которые мы ведем, касается селективной пайки или пайки волновой пайкой. Многие команды знают эти термины, но лишь немногие полностью понимают, как ведет себя каждый метод, когда плата переходит от проектирования к производству. 

В этой статье мы объясним, что такое пайка волной, разберем процесс пайки волной и четко определим, что такое селективная пайка в реальном производстве. Также мы поговорим о том, как роботизированный процесс пайки вписывается в селективную пайку и почему он стал такой важной частью сложных сборок печатных плат. Итак, без лишних слов, давайте сразу к делу!

Начнем с метода, который существует дольше всего. Мы говорим о пайке волной, которая, по сути, представляет собой метод массовой пайки, используемый в основном для сборок печатных плат со сквозными отверстиями. В этом методе печатная плата проходит над непрерывно текущей волной расплавленного припоя, что позволяет припою сцепиться с открытыми металлическими площадками и выводами компонентов на нижней стороне платы.

Если вы действительно хотите понять, что такое процесс пайки волновой пайкой, важно шаг за шагом рассмотреть, как он работает. 

Прежде всего, на печатную плату наносится флюс. Этот шаг заключается в очистке металлических поверхностей от окисления и обеспечении надлежащего смачивания припоя. Теперь плата проходит контролируемую зону предварительного нагрева. Этот предварительный нагрев в основном снижает тепловой удар и подготавливает сборку к воздействию припоя. После этого печатная плата проходит по самой волне припоя, где расплавленный припой образует соединения на всех открытых площадках одновременно. Наконец, плата охлаждается, чтобы паяные соединения могли затвердеть. 

Даже сегодня пайка волновой пайкой продолжает играть важную роль в производстве, особенно когда:

• В печатной плате преобладают компоненты со сквозными отверстиями.
• Макет открытый и не слишком плотный.
• Объемы производства высоки.
• Контроль затрат является приоритетом.

Вот почему пайка волновой пайкой исторически ассоциировалась со скоростью и эффективностью. Вы паяете много соединений очень быстро и с относительно простой настройкой. Однако по мере развития конструкции печатных плат пайка волновой пайкой начала проявлять свои ограничения!

Что такое селективная пайка?

Поскольку печатные платы становились все более плотными и сложными по технологиям, производителям требовался больший контроль, чем мог предложить пайка волновой пайкой. Вот тут-то и приходит на помощь селективная пайка. Это метод, при котором припой наносится только на определенные соединения на печатной плате, а не на всю плату. Итак, да, вместо того, чтобы подвергать все воздействию расплавленного припоя, воздействуют только на необходимые области. 

В современных производственных условиях селективная пайка почти всегда реализуется как роботизированный процесс пайки. Это программируемая система, которая перемещает сопло припоя точно к местам, требующим пайки. Затем он следует по заранее заданным путям с повторяемой точностью. Вот это современные технологии!

Это буквально позволяет паять компоненты со сквозными отверстиями на платах, на которых уже установлены чувствительные детали SMT, без риска повреждения. Таким образом, процесс обычно включает флюсование, контролируемый предварительный нагрев целевой области и точное нанесение припоя. При этом все, что находится за пределами этой зоны, остается нетронутым. 

Но нет, селективная пайка не была призвана полностью заменить волновую пайку. Причина его существования в том, что пайка волновой пайкой просто не подходит для многих современных плат. Мы уверены, вы знаете, как конструкции стали более плотными. При этом сочетание компонентов стало более сложным, а требования к качеству возросли. Итак, очевидно, что производителям необходимо:

• Улучшенный термоконтроль.
• Снижение риска образования перемычек
• Большая гибкость для смешанных сборок.

Вот почему вопрос о том, что такое селективная пайка, так важен для компаний, создающих современную электронику!

Сравнительная таблица:селективная пайка и пайка волной

Таблица ниже поможет вам понять разницу и преимущества обоих этих методов: 

АспектВолновая пайкаВыборочная пайкаПокрытие припоемВся нижняя часть ПКТолько выбранные соединенияУровень контроляОграниченныйВысокийПрирода процессаОбъемная пайкаРоботизированный процесс пайкиТермическое воздействиеПо всей платеЛокализацияНаилучшее соответствиеПростые платы со сквозными отверстиямиСложные платы со смешанными технологиямиГибкостьНизкийВысокийРиск дефектов на плотных платахВышеНизкийПростота заменыУмеренныйПроще через программирование

Вот почему селективная пайка или волновая пайка не связаны с тем, какой метод новее или более совершенен. Речь идет о том, какой контроль действительно нужен вашей доске! 

Когда выбирать какой метод?

Вот все, что вам нужно знать, прежде чем сделать выбор:

Пайка волновой пайкой по-прежнему занимает свое место в производстве, и мы очень внимательно относимся к тому, где ее используем.

Пайка волной хорошо работает, когда:

• Дизайн печатной платы прост и понятен 
• Большинство компонентов являются сквозными.
• Плата выдерживает воздействие тепла по всей площади.
• Объемы достаточно велики, чтобы выиграть от скорости.

В таких случаях можно не сомневаться, что пайка волновой пайкой станет для вас надежным и экономичным решением. 

С другой стороны, селективная пайка становится важной, когда платы перестают быть простыми.

Вам следует серьезно задуматься о селективной пайке, если:

• Компоненты SMT уже размещены на плате.
• Пайку требуют только определенные сквозные соединения.
• Некоторые компоненты чувствительны к нагреву.
• Компоновка оставляет мало места для растекания припоя.

Поскольку селективная пайка представляет собой роботизированный процесс пайки, она обеспечивает повторяемость, которую трудно достичь вручную или массовыми методами. Одно и то же соединение каждый раз паяется одинаково в тысячах единиц.

Выводы

Решения по пайке влияют на надежность и масштабируемость вашего продукта больше, чем думает большинство команд. Понимание того, что такое пайка волной, что такое процесс пайки волной и что такое селективная пайка, позволит вам сделать осознанный выбор производства для вашего бренда. Когда вы действительно сравните селективную пайку и пайку волной, это поможет согласовать вашу стратегию пайки со сложностью, объемом и требованиями к качеству вашей платы. Это обязательно!

Однако могут быть некоторые взлеты и падения, а также многие проблемы с пайкой не проявляются сразу. Позже они проявляются в виде периодических сбоев, затрат на доработку или возвратов с эксплуатации. Если вы хотите избежать этих ошибок, которые допускают люди, то выбор надежного партнера EMS изменит игру для вас. Здесь, в Karkhana.io, мы понимаем, как хорошо реализованный процесс роботизированной пайки дает нам контроль, необходимый для современных проектов. Вот почему, когда ваша команда обращается к нам с вопросом, чем отличается селективная пайка от пайки волной, мы отвечаем:

• Расположение доски и расположение
• Чувствительность компонентов
• Ожидаемые объемы производства
• Цели качества и надежности

Только на основе этого мы создаем стратегию пайки, которая обеспечит долгосрочное производство, а не только первую партию!

Часто задаваемые вопросы

1. Каковы недостатки пайки волновой пайкой?

При пайке волновой пайкой вся нижняя часть печатной платы подвергается воздействию расплавленного припоя, что может быть проблематично для плат с плотной технологией или плат со смешанной технологией. Вот почему многие производители тщательно сравнивают селективную пайку с волновой пайкой, прежде чем завершить процесс.

2. В чем разница между селективной пайкой и пайкой волной?

Разница заключается в контроле. Волновая пайка предполагает массовую пайку по всей плате, тогда как селективная пайка использует роботизированный процесс пайки только для определенных соединений.

3. Какой метод пайки наиболее подходит для массового производства?

Для простых конструкций со сквозными отверстиями процесс волновой пайки остается весьма эффективным для массового производства. Для сложных сборок селективная пайка часто лучше масштабируется из-за меньшего количества дефектов.

4. Почему используется пайка волной?

Пайка волной используется потому, что она обеспечивает скорость, стабильность и экономическую эффективность для подходящих конструкций. Понимание того, что такое пайка волной, помогает производителям решить, какое место она по-прежнему занимает в современном производстве электроники.