Контроль качества пайки
По завершению пайки плата в автоматизированном производстве поступает на один из или группу из нескольких конвейеров охлаждения, полуавтоматической инспекции или просто буфера. Охлаждение требуется для понижения температуры с максимум 85 oC после пайки в печи до комнатной. Буферизация – для долгого процесса оптической инспекции. Полуавтоматическая инспекция может представлять из себя специальный конвейерный узел с микроскопом, увеличительными стеклами, индикаторными лампами и контролем отпуска платы на следующий этап производства.
В мелкосерийном производстве контроль качества пайки производится под микроскопом или с помощью увеличительных стекол, в зависимости от сложности платы. Таблицу конкретных дефектов пайки в этом отчете опустим, так она по объему является еще одной темой для реферата. Дефекты пайки компонентов поверхностного монтажа ремонтируются и устраняются на этом этапе.
В автоматизированном производстве применяют автоматическую оптическую инспекцию. Также как и с контролем качества нанесения паяльной пасты, детальные фотографии в автоматическом режиме сверяются с возможными дефектами пайки и регистрируются в журнале.
Монтаж компонентов сквозного монтажа
Пайка смешанных плат с одновременно сквозным и поверхностным монтажом – самый неудобный из всех технологических процессов. Пайку сквозного монтажа производят после завершения пайки компонентов поверхностного монтажа. Если SMD компонентов на стороне, куда сквозь монтажные апертуры выходят выводы микросхемы нет, то применима волновая пайка. Это просто ванна с расправленным в ней припоем, который схватывает вывод и образует галтели. Флюс наносится на апертуры с монтажной стороны или не наносится вовсе. Если компоненты есть или процессу мешает что-то еще – производится выборочная пайка в той же ванне, просто меньшего чем сама плата размера и без попадания на смонтированные компоненты. Также применяется роботизированная и ручная пайка.
Рисунок 13. Платы на конвейере с волновой пайкой
При мелкосерийном производстве также применимы «паяльные ванны» для волновой пайки и ручная пайка.
В автоматизированном производстве производственная линия обычно заканчивается на инспекции и последующей разгрузки конвейера.
Промывка платы
После монтажа всех компонентов, за редким исключением некоторых из них, производится удаление высокоактивного флюса с платы. Не все виды флюса требуется удалять с платы, в автоматизированном производстве используется флюс, ничтожно слабо влияющий на характеристики платы, поэтому его не требуется удалять с платы и при достаточно чистом производстве, промывку плату исключают как этап производственной линии.
В мелкосерийном производстве и грязных во всех смыслах лабораториях промывка платы обязательна. Также обязательна промывка прототипов, так как дальнейшие изменения над ними будут затруднены при наличии слоя использованного флюса, оставшегося после первой пайки.
Промывку готовой платы производят также как и промывку платы без компонентов. Но важно отметить одну особенность УЗ ванн – они могут повредить компоненты, резонирующие с ванной по частоте. Так что нужно внимательно изучать частотные характеристики некоторых компонентов и сверять их с частотой работы (около 40 кГц) УЗ ванны чтобы избежать повреждений при мойке.
Производители компонентов наносят специальные печати и наклейки, которые удаляются после мытья платы. Эти наклейки и печати защищают компонент от попадания жидкостей в чувствительные части в процессе мойки платы. Бывают ситуации, когда выбранный компонент не переживает мойку. Например, качество наклейки пьезодинамика не позволяет поместить его в ванну. DIP переключатели и тактовые кнопки также окисляются не смотря на все усилия этого избежать. С этими проблемами я столкнулся в ходе учебной практики и принял простое решение – монтировать их после промывки платы и смывать остатки флюса другими специальными решениями.
Практикой доказано, что остатки флюса могут влиять на работу платы. Например, QUART интерфейс на одной из партии плат в ходе разработки прототипа переставали видеть модуль тензодатчика, подключение к которому эти контроллеры и выполняли. Стоило только маленькой капле флюса или даже отмывочной жидкости попасть на определенную группу контактов компонента, как QUART интерфейс переставал определяться микроконтроллером. Что еще раз доказывает необходимость полной промывки платы в условиях «грязного» производства.
Контроль очистки платы проще всего производить с использованием УФ лампы и индикаторного флюса, который люминесценцией подсвечивается под воздействием ультрафиолета.