Kiedy należy stosować lutowanie inwazyjne?

To smutna prawda projektowania PCB: komponenty przewlekane nie cieszą się dużą popularnością. Zazwyczaj są to starsze technologie lub części mechaniczne, które wymagają bardzo stabilnego połączenia z PCB. Części przewlekane znajdują również zastosowanie w elektronice mocy, gdy pracuje się z prądem zmiennym wychodzącym z gniazdka ścienne.

Mimo to, te komponenty mogą musieć znajdować się na PCB obok standardowych części SMD. Jeśli wszystko na twojej płytce to elementy przewlekane, montaż jest prosty, wystarczy przepuścić wszystko przez lutowanie falowe i gotowe! Ale co jeśli na tej samej płytce masz części SMD, czy można wtedy zastosować lutowanie falowe?

Okazuje się, że istnieje inna opcja znana jako lutowanie inwazyjne, lub lutowanie pin-in-paste. Pomysł polega na rozszerzeniu procesu montażu powierzchniowego na komponent przewlekany, aby można było zredukować kroki i złożoność procesu montażu.

Jak działa lutowanie inwazyjne

Pomysł na lutowanie inwazyjne, znane również jako lutowanie metodą pin-in-paste, jest prosty: pasta lutownicza jest nanoszona na lub wokół otworu przelotowego, a komponent przelotowy jest wprowadzany do procesu reflow razem z komponentami SMD. Roztopiona pasta lutownicza wypełnia następnie otwór przelotowy i łączy się z końcówką komponentu.

Zazwyczaj używałoby się lutowania falowego do montażu płyt, które mają tylko komponenty przelotowe. Jednakże, ponieważ większość komponentów to obecnie SMD, reflow stał się głównym procesem używanym w montażu. Więc jaka jest alternatywa, gdy masz komponenty mieszane? Możesz znaleźć jedno z poniższych rozwiązań:

• Wszystkie części są poddawane reflow, gdzie lutowanie inwazyjne jest używane dla otworów przelotowych

• Części SMD są poddawane reflow, ale lutowanie ręczne lub selektywne jest używane dla dużych otworów przelotowych

W procesie lutowania inwazyjnego, ręczne nanoszenie pasty może być wykonane za pomocą szablonu i rakla, lub automatyczny dozownik pasty może być użyty do aplikacji pasty lutowniczej.

Ponieważ lutowanie inwazyjne jest w zasadzie tylko przetapianiem dla otworów przelotowych, wymaga mieszanki zasad projektowania dla otworów przelotowych i elementów SMD. Jeśli używałeś komponentu specjalnie dla lutowania inwazyjnego, otwór na maskę pasty byłby potrzebny w śladzie. Chociaż pasta lutownicza musiałaby być nałożona dla lutowania inwazyjnego, istnieją pewne powody, dla których nie należy tego robić we wszystkich komponentach.

Czy to oznacza, że otwory przelotowe potrzebują otworów na maskę pasty?

Prosta odpowiedź brzmi „nie”, nie musisz ręcznie aplikować otworów na maskę pasty na wszystkich swoich śladach otworów przelotowych. Możesz je zastosować, jeśli chcesz, ale nie ma wymogu robienia tego tylko po to, aby umożliwić przetapianie przez otwory przelotowe. Jeśli Twój montażysta stwierdzi, że lutowanie inwazyjne jest najlepszym procesem, mogą dodać odpowiedni otwór na maskę pasty do Twoich plików Gerbera.

Jeśli dodasz własne otwory w masce lutowniczej, bądź ostrożny. Nie mogą być one zbyt duże, w przeciwnym razie możesz uzyskać nadmierną penetrację przez tylną stronę płytki. Jest to problem w płytach o wysokiej gęstości, gdzie w pobliżu maski lutowniczej mogą znajdować się inne części. Jeśli układ jest naprawdę gęsty, wówczas dwa pobliskie otwory w masce mogą się nakładać, tworząc ryzyko zwarcia z powodu nadmiaru cyny.

Obraz poniżej pokazuje jeden przykład z złączem, które używa lutowania metodą pin-in-paste. Ten obraz pokazuje ślad złącza, który obejmuje dużą ilość cyny na dolnej stronie złącza w celu przymocowania dużej zakładki spawalniczej. Ta zakładka jest wbudowana w korpus komponentu.

Górny obraz pokazuje grupę komponentów w 3D. Dolny obraz pokazuje te same komponenty z widocznymi otworami w masce lutowniczej. Przelotowe piny na krawędzi złączy mają duże otwory w masce lutowniczej, które przecinają się z rezystorami SMD i mogą stworzyć zwarcie

Jeśli chcesz, aby Twój montażysta używał lutowania inwazyjnego lub lutowania metodą pin-in-paste na Twojej płytce PCB, możesz to zażądać w rysunku montażowym jako preferowany proces. Mogą oni odpowiedzieć kilkoma słowami, czy jest to najlepszy proces, ale z pewnością możesz go zażądać.

Jeśli potrzebujesz zaprojektować obrysy elementów i układ płytki PCB dla lutowania inwazyjnego, możesz wykonać tę pracę za pomocą najlepszych narzędzi do projektowania PCB Altium Designer. Aby w dzisiejszym środowisku wielodyscyplinarnym wprowadzić współpracę, innowacyjne firmy korzystają z platformy Altium 365, aby łatwo udostępniać dane projektowe i wprowadzać projekty do produkcji.

Dopiero zaczynamy odkrywać możliwości, jakie oferuje Altium Designer na Altium 365. Zacznij swoją darmową próbę Altium Designer + Altium 365 już dziś.