Služba montáže PCB s hybridnou technológiou SMT THT

Služba montáže PCB s hybridnou technológiou SMT THT od Fanway rieši základnú inžiniersku výzvu: dosky, ktoré vyžadujú zariadenia na povrchovú montáž s jemným rozstupom pre vysokorýchlostné spracovanie signálu a komponenty s priechodnými otvormi pre manipuláciu s energiou a mechanickú odolnosť. Táto služba nie je jednoduchou kombináciou dvoch samostatných procesov; je to starostlivo zoradený pracovný postup, ktorý chráni SMT spoje počas THT spájkovania, aplikuje selektívne alebo vlnové spájkovanie až po tepelnej ochrane a dodáva zostavy, ktoré spĺňajú normy IPC-A-610 triedy 2. S 12-ročnými skúsenosťami so zmiešanými technológiami Fanway riadi kritické interakcie medzi zónami SMT a THT, čím zaisťuje, že husté umiestnenie čipov koexistuje s veľkými konektormi a napájacími zariadeniami bez kompromisov vo výťažnosti alebo spoľahlivosti.

Kedy je potrebná zmiešaná montáž?

Zmiešaná zostava rieši základné konštrukčné obmedzenie: žiadna jednotlivá technológia nedokáže optimálne zvládnuť každý typ komponentu.

Pre integritu a hustotu signálu podporuje SMT pasívne prvky 01005, BGA s rozstupom 0,3 mm a vysokorýchlostné rozhrania. Tieto komponenty vyžadujú presnú tlač spájkovacej pasty a profily pretavenia.

Pre napájanie a mechanickú odolnosť THT zvláda konektory, relé, transformátory a veľké kondenzátory, ktoré musia prežiť vibrácie, cykly vkladania a vysoké prúdy. Spoje s priechodnými otvormi poskytujú pevnosť v ťahu presahujúcu 50 N, čomu sa SMT nemôže rovnať.

Keď vaša PCB vyžaduje obe kategórie, služba montáže PCB s hybridnou technológiou SMT THT sa stáva jedinou praktickou výrobnou cestou. Pokus vnútiť všetky komponenty do jednej technológie buď obetuje spoľahlivosť (používanie SMT pre napájacie zariadenia) alebo plytvá priestorom (používanie THT pre integrované obvody s jemným rozstupom).

Ako zistiť, či váš projekt potrebuje zmiešanú montáž?

Skontrolujte svoj kusovník. Ak obsahuje obe nasledujúce skupiny, vyžaduje sa zmiešaná montáž.

Skupina SMT: BGA, QFP, QFN, LGA, čipové rezistory/kondenzátory (0402, 0603) alebo akýkoľvek komponent bez vodičov prechádzajúcich cez dosku.

Skupina THT: DIP integrované obvody, kolíkové konektory, svorkovnice, veľké elektrolytické kondenzátory, výkonové MOSFETy s priechodkami, transformátory alebo akýkoľvek komponent vyžadujúci mechanickú fixáciu cez dosku.

Dosky s oboma skupinami nie je možné efektívne zostaviť pomocou samotného SMT (súčiastky THT nie je možné umiestniť systémom pick-and-place) ani samotného THT (súčiastky SMT s jemným rozstupom nemožno spájkovať vlnou bez premostenia). Služba montáže PCB s hybridnou technológiou SMT THT je navrhnutým riešením presne pre tento scenár.

Náš zmiešaný postup montáže

Dodržiavame pevnú postupnosť na ochranu SMT spojov počas THT spájkovania.

Krok 1:Tlač spájkovacej pasty a umiestnenie SMT. Šablónová tlač aplikuje pastu len na SMT podložky. Pre zmiešané dosky používame krokové šablóny na úpravu hrúbky pasty v rôznych zónach. Vysokorýchlostné umiestňovacie stroje najskôr montujú komponenty SMT.

Krok 2:Spájkovanie pretavením. Doska prechádza cez reflow pec na dokončenie SMT spojov. Tento krok musí nastať pred vložením THT, pretože teploty pretavenia by poškodili väčšinu komponentov THT (najmä konektory s plastovým telom).

Krok 3:Vloženie THT. Operátori alebo automatizované zavádzacie stroje umiestňujú elektródy THT cez pokovované otvory. Komponenty sú usadené v jednej rovine s doskou; vodiče sú držané rovno. Vkladacia sila je riadená, aby sa zabránilo praskaniu blízkych spájkovaných spojov SMT alebo deformácii dosky plošných spojov.

Krok 4:Vlnové alebo selektívne spájkovanie. Pri doskách s mnohými komponentmi THT sa spájkovanie vlnou dokončí všetky spoje v jedinom prechode. Pre husté zmiešané rozloženia s SMT súčiastkami v blízkosti podložiek THT aplikujeme selektívne spájkovanie. Iba podložky THT sú spájkované s menšou výškou vlny (2-5 mm v porovnaní s 8-12 mm konvenčnými), aby sa minimalizoval tepelný vplyv na okolité spoje SMT.

Krok 5:Orezávanie, čistenie a kontrola. Prebytočné elektródy sú orezané, zvyšky taviva vyčistené, nasleduje vizuálna kontrola AOI, röntgenové vyšetrenie skrytých spojov (BGA, LGA) a funkčné testovanie.

Pravidlá dizajnu, ktoré určujú výnos

Tri pravidlá DFM priamo ovplyvňujú zmiešaný úspech montáže.

Oddelenie zón: dodržujte voľný priestor aspoň 3 mm. Umiestnite komponenty THT (konektory, veľké kondenzátory) blízko okrajov alebo rohov dosky; umiestnite zariadenia SMT s jemným rozstupom (BGA) ďalej od zóny THT. Minimálna medzera 3 mm zabraňuje mechanickému rušeniu pri vkladaní a rozstrekovaniu spájky pri spájkovaní vlnou.

Priemer otvoru: povoľte vôľu olova 0,1-0,2 mm. Otvory podložky THT by mali byť o 0,1-0,2 mm väčšie ako priemer elektródy komponentu. Príliš tesné a vkladanie je ťažké alebo nemožné; príliš voľné a súčiastka sa posúva, čo vedie k zlej výplni spájky alebo nedostatočnému kontaktu prstencového krúžku.

Tepelná úľava na veľkých medených plochách: THT podložky pripojené k zemným alebo napájacím plochám musia používať tepelné odľahčovacie lúče. Bez nich medená rovina odvádza teplo príliš rýchlo, čo spôsobuje studené spájkované spoje. Okrem toho by mali byť podložky SMT v blízkosti zón spájkovania vlnou pokryté páskou s vysokou teplotou, aby sa zabránilo premosteniu spájky.

Aplikácie 

Služba montáže PCB s hybridnou technológiou SMT THT nie je univerzálnou voľbou; v týchto odvetviach je to povinné.

Automobilová elektronika:Moduly ECU, BMS, ADAS kombinujú procesory s vysokou hustotou (SMT) s vysokoprúdovými konektormi a relé (THT), ktoré znášajú vibrácie a tepelné cykly.

Priemyselné ovládacie prvky a napájacie zdroje:PLC, servopohony a priemyselné napájacie moduly používajú SMT pre riadiacu logiku a THT pre napájacie MOSFETy, transformátory a veľké kondenzátory, ktoré vyžadujú efektívne odvádzanie tepla.

Zdravotnícke pomôcky:Pacientske monitory a diagnostické zariadenia sa spoliehajú na SMT pre predné časti snímačov a THT pre napájacie konektory a často spájané rozhrania, kde je mechanická odolnosť kritická.

Letectvo a obrana:Vysoko spoľahlivé systémy špecifikujú THT pre všetky pripojenia vystavené nárazom a vibráciám, zatiaľ čo SMT spracováva jadrá spracovania. Zmiešaná montáž je jediný spôsob, ako splniť obe požiadavky na jednej doske.

Prečo si vybrať Fanway pre zmiešanú montáž?

1. 12 rokov špecializovaných skúseností so zmiešanými technológiami. Od nášho založenia sa špecializujeme na zmiešanú montáž SMT-THT. Náš tím presne chápe, ktoré rozloženia spôsobujú vlnové spájkovacie mostíky, ktoré sila vkladania praská spoje SMT a ktoré tepelné profily chránia obe technológie. Tieto poznatky pochádzajú len z rokov výroby údajov, nie z učebníc.

2. Certifikácia IPC-A-610 Class 2 a ISO 9001:2015. Každá doska prechádza AOI, röntgenovým a funkčným testovaním. Pre klientov z oblasti medicíny a automobilového priemyslu poskytujeme plnú sledovateľnosť v súlade s normami ISO 13485 a IATF 16949.

3. Jednorazová služba od DFM až po doručenie. Skontrolujeme váš Gerber a kusovník, zaobstaráme komponenty, vykonáme montáž SMT a THT a vykonáme záverečné testovanie. Dostanete kompletne zostavenú, otestovanú dosku bez potreby koordinácie viacerých predajcov.

4. Flexibilné objemy od prototypu po veľkoobjemové. Žiadne NRE pre štandardné zmiešané zostavy. V prípade zložitých dosiek poskytujeme technické preskúmanie a optimalizáciu procesov pred začatím výroby.

FAQ

Otázka: Aký je typický čas na prípravu zmiešanej montáže?
Odpoveď: Prototypy trvajú 5-7 pracovných dní. Malé objemy (pod 1000 ks) trvajú 7-10 dní. Veľké objemy sa vyhodnocujú prípad od prípadu, zvyčajne 10 – 15 pracovných dní.

Otázka: Kedy sa musí namiesto vlnového spájkovania použiť selektívne spájkovanie?
Odpoveď: Keď sú komponenty SMT s jemným rozstupom (BGA, QFN) do 5 mm od podložiek THT, alebo keď sú komponenty THT citlivé na teplo (napr. konektory s plastovým krytom). Selektívne spájkovanie aplikuje teplo len na THT spoje, čím chráni blízke SMT zariadenia.

Otázka: Vyžaduje zmiešaná montáž špeciálny materiál PCB?
A: Štandardný FR-4 je dostatočný pre väčšinu prípadov. Ak však doska nesie komponenty THT s vysokým výkonom (transformátory, výkonové MOSFETy), odporúčame materiál s vysokým Tg (Tg ≥ 150°C), aby odolal tepelnému šoku pri spájkovaní vlnou.

Otázka: Môžu byť komponenty SMT a THT umiestnené na rovnakej strane dosky?
A: Áno. Umiestnenie oboch na vrchnú stranu je bežné, pričom spodná strana zostáva čistá na spájkovanie vlnou. Medzi podložkami SMT a otvormi THT udržujte vzdialenosť aspoň 2-3 mm.

Otázka: Podporuje Fanway bezolovnaté spájkovanie?
A: Áno. Naše systémy pretavenia a spájkovania vlnou sú plne kompatibilné so SAC305 a inými bezolovnatými zliatinami s príslušnými nastavenými teplotnými profilmi.

Potrebujete posúdenie zmiešanej zostavy pre váš projekt? Pošlite svoje súbory Gerber a kusovník nášmu technickému tímu. Správu a cenovú ponuku DFM poskytneme do 24 hodín.

Prípad aplikácie produktu

Letectvo a obrana

Automatizačná elektronika

Lekárske pomôcky

Telekomunikácie