Stapsgewijs proces van loodvrije PCB-assemblage

Loodvrije PCB-assemblage betekent PCB-assemblage die geen lood gebruikt tijdens de productiefase. Lood wordt traditioneel gebruikt in het PCB-soldeerproces. Lood is echter giftig en daarom gevaarlijk voor de mens. Gezien de gevolgen ervan, verbiedt de richtlijn Restriction of Hazardous Substances (RoHS) van de Europese Unie het gebruik van lood in PCB-assemblageprocessen. De vervanging van lood door minder giftige stoffen zorgt voor weinig verschillen in het PCB-assemblageproces. Dit bericht geeft stapsgewijze details over het loodvrije PCB-assemblageproces.

Richtlijnen voor loodvrije PCB-assemblage

Het loodvrije PCB-assemblageproces is verdeeld in twee fundamentele delen, namelijk het pre-assemblageproces en het actieve assemblageproces. De stappen die betrokken zijn bij het assemblageproces van loodvrije PCB's worden als volgt beschreven.

Pre-montagestappen

Er zijn drie fundamentele pre-assemblagestappen betrokken bij de productie van loodvrije PCB's. Deze stappen leggen de basis voor een foutloze en nauwkeurige PCB-assemblage. De pre-assemblagestappen van loodvrije PCB-assemblage zijn als volgt.

• Profilering:

  Profilering is een proces dat lijkt op een prototype. De fabrikanten nemen een afgewerkte loodvrije PCB als prototype. Dit kan een functionerende werkelijke print zijn of een niet-functionerende print of dummy onderdelen. De stencils voor montage worden getraceerd door profilering. De loodvrije assemblageontwerpen worden vergeleken met prototypes om de compatibiliteit ervan voor de assemblage te garanderen.

• Soldeerpasta-inspectie:

  Aangezien de loodvrije soldeerverbinding een metaalachtig uiterlijk geeft, wat heel anders is dan een soldeer op loodbasis, is het belangrijk om zorgvuldig te inspecteren. Het PCB-profiel en de soldeerpasta worden geïnspecteerd volgens de IPC-610D-normen om ervoor te zorgen dat de loodvrije soldeerverbindingen stevig en solide zijn. Het vochtgehalte wordt in deze stap ook getest, omdat bij loodvrij solderen de plaat wordt blootgesteld aan een hoog vochtgehalte in vergelijking met traditioneel solderen.

• Bill of Material (BOM) en componentenanalyse:

  In dit proces moet de klant de Bill of Material (BOM) verifiëren om er zeker van te zijn dat de componenten van loodvrij materiaal zijn gemaakt. Loodvrije componenten zijn gevoelig voor vocht en moeten daarom door de fabrikant in de oven worden gebakken. Zodra de vereiste stappen zijn uitgevoerd, begint de eigenlijke loodvrije montage.

Actieve montagestappen

In het actieve assemblageproces vindt de PCB-assemblage daadwerkelijk plaats. De stappen die betrokken zijn bij de actieve loodvrije montage worden als volgt gedetailleerd.

• Stencilplaatsing en soldeerpastatoepassing:

  In deze stap wordt het loodvrije stencil uit de profileringsfase op het bord geplaatst. Vervolgens wordt de loodvrije soldeerpasta aangebracht. Over het algemeen is loodvrij soldeerpastamateriaal SAC305.

• Componentmontage:

  Nadat de soldeerpasta is aangebracht, worden de componenten op het bord gemonteerd. De plaatsing van de componenten kan handmatig of met behulp van geautomatiseerde machines worden gedaan. Dit is een pick-and-place-bewerking, maar de gebruikte componenten moeten worden bevestigd en gelabeld in de stuklijstverificatiefase. De machine of operator pakt het gelabelde onderdeel en plaatst het op de aangewezen locatie.

• Solderen:

  Loodvrij doorboren of handmatig solderen wordt in deze fase uitgevoerd. Ongeacht het type proces, THT of SMT, het solderen moet loodvrij zijn.

• Plaatsing van het bord in de Reflow-oven:

  De RoHS-compatibele PCB's moeten op hoge temperatuur worden verwarmd om de soldeerpasta gelijkmatig te smelten. Daarom worden de PCB's in een reflow-oven geplaatst, waar de soldeerpasta smelt. Verder worden de platen bij kamertemperatuur afgekoeld om de gesmolten soldeerpasta te laten stollen. Dit helpt de componenten op hun plaats te fixeren.

• Testen en verpakken:

  De PCB's zijn getest volgens de IPC-600D-normen. In deze stap worden de soldeerverbindingen getest. Visuele inspectie wordt gevolgd door AOI en röntgeninspectie. Voorafgaand aan het verpakken worden fysieke en functionele tests uitgevoerd.

Voor het verpakken van loodvrije PCB's is het erg belangrijk om anti-elektrostatische ontladingszakken te gebruiken. Dit is belangrijk om ervoor te zorgen dat het eindproduct tijdens het transport geen last krijgt van statische ladingen.

Ondanks het grondige begrip van loodvrije PCB-assemblage, moet het echter worden uitgevoerd door experts voor perfectie. Creative Hi-Tech is een loodvrij PCB-productiebedrijf dat RoHS-conforme FR4-materialen gebruikt voor de productie van PCB's. Ze volgen de IPC-A-600D- en ANSI/J-STD-001-normen voor de productie van loodvrije PCB's.

Gerelateerde blogpost:

• Een 7-stappengids om de juiste fabrikant van PCB-assemblage te kiezen
• Hoe werkt een PCB-assemblageproces?