[go: up one dir, main page]

RU2389163C1 - Method of convection soldering of sm components and device to this end - Google Patents

Method of convection soldering of sm components and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2389163C1
RU2389163C1 RU2008138335/09A RU2008138335A RU2389163C1 RU 2389163 C1 RU2389163 C1 RU 2389163C1 RU 2008138335/09 A RU2008138335/09 A RU 2008138335/09A RU 2008138335 A RU2008138335 A RU 2008138335A RU 2389163 C1 RU2389163 C1 RU 2389163C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bracket
heating
lever
screw
limiter
Prior art date
Application number
RU2008138335/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Викторович Иванов (RU)
Сергей Викторович Иванов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority to RU2008138335/09A priority Critical patent/RU2389163C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2389163C1 publication Critical patent/RU2389163C1/en

Links

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention can be used for assembly/disassembly of SM components on one-side, double-side and multi-layer PCBs of radio electronic modules with the help of convective heating. Proposed method exploits air flow effects on component terminals in the following soldering conditions, i.e. temperature saturation, melting and cooling at different air temperature and airflow action duration. Note that melting conditions is realised by reducing and locking the distance between SM component and solder iron by hot air with the help of spring-loaded lever. Note also that required distance is set with the help of limiter with locking screw, bracket lever travel fine adjustment screw and measuring plate. ^ EFFECT: simplified process, reduced production costs. ^ 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение может быть использовано для проведения локальных монтажных и демонтажных работ с компонентами поверхностного монтажа в современных корпусах широкой номенклатуры на односторонние, двусторонние, однослойные и многослойные печатные платы радиоэлектронных модулей посредством конвекционного нагрева. Способ пайки конвекционным нагревом компонентов поверхностного монтажа основан на воздействии воздушного потока на выводы компонента при следующих режимах пайки - нагреве, температурном насыщении, оплавлении и охлаждении, имеющих различную температуру воздуха и длительность его воздействия, причем режим оплавления реализован посредством сокращения и фиксации расстояния между компонентом поверхностного монтажа и паяльником горячим воздухом с помощью рычага с пружиной, а необходимое расстояние устанавливается с помощью ограничителя с фиксирующим винтом, винта точной настройки хода рычага кронштейна и измерительной шкалы. При этом температура и скорость подаваемого воздуха не требует автоматизированного изменения. Способ и устройство позволяют упростить технологический процесс пайки конвекционным нагревом при выполнении локальных монтажно-демонтажных работ, а также позволяет снизить производственные затраты на осуществление указанных выше операций.The invention can be used for local installation and dismantling with surface-mounted components in modern buildings of a wide range of single, double-sided, single-layer and multi-layer printed circuit boards of electronic modules by convection heating. The method of convection heating of surface-mounted components is based on the effect of air flow on the component terminals during the following soldering modes - heating, temperature saturation, melting and cooling, having different air temperatures and duration of exposure, and the fusion mode is implemented by reducing and fixing the distance between the surface component mounting and soldering iron with hot air using a lever with a spring, and the required distance is set using a limiter I am with a fixing screw, a fine adjustment screw for the lever arm travel and measuring scale. In this case, the temperature and speed of the supplied air does not require automated changes. The method and device can simplify the process of convection-heating soldering when performing local installation and dismantling works, and also allows to reduce production costs for the implementation of the above operations.

Изобретение относится к области технологического оборудования и может быть использовано для проведения локальных монтажных и демонтажных работ с компонентами поверхностного монтажа.The invention relates to the field of technological equipment and can be used for local installation and dismantling with surface mount components.

Из известных наиболее близким по сущности является способ пайки конвекционным нагревом, когда монтаж и демонтаж компонента выполняются путем оплавления припоя потоком нагретого воздуха, подаваемого из термофена, где поддержание температуры воздуха и длительности каждого из режимов пайки осуществляется замкнутой системой регулирования, а режим оплавления реализован автоматизированным увеличением температуры и скорости подаваемого воздуха [1].Of the known, the closest in essence is the method of convection heating brazing, when the component is assembled and disassembled by melting the solder with a stream of heated air supplied from a hot air gun, where the air temperature and duration of each soldering mode are maintained by a closed control system, and the fusion mode is implemented by automated increase temperature and air velocity [1].

Недостатком этого способа является сложность выполнения технологического процесса указанных монтажно-демонтажных работ с компонентами поверхностного монтажа, что приводит к повышению трудозатрат, а следовательно, к повышению себестоимости изделия.The disadvantage of this method is the complexity of the technological process of these installation and dismantling works with components of surface mounting, which leads to an increase in labor costs, and therefore, to increase the cost of the product.

Известно устройство [2], с помощью которого выполнена пайка конвекционным нагревом компонентов поверхностного монтажа. Данная конвекционная система представляет собой технический комплекс, построенный на базе паяльной станции пайки горячим воздухом, а также содержащая стойку, включающую основание, на котором крепится колонна, на которой установлен держатель печатных плат, под которым установлен нижний подогреватель с регулируемым конвекционным нагревом, на колонну крепится кронштейн с фиксирующими винтами, в кронштейн устанавливается и фиксируется посредством фиксирующего винта паяльник горячим воздухом, входящий в состав паяльной станции для пайки горячим воздухом. Метод нагрева представляет собой активную конвекцию в замкнутом объеме, который образуется внутренней полостью сопла, находящегося во время пайки над компонентом. Управление процессом нагрева осуществляется по термопрофилю, который создается и записывается в память системы с помощью персонального компьютера.A device [2] is known, by which the soldering by convection heating of surface mounting components is performed. This convection system is a technical complex built on the basis of a hot air soldering station, and also containing a stand including a base on which a column is mounted, on which a printed circuit board holder is mounted, under which a lower heater with adjustable convection heating is installed, is mounted on the column bracket with fixing screws; a hot air soldering iron, which is part of the soldering station for soldering, is installed and fixed by means of a fixing screw in the bracket hot air. The heating method is an active convection in a closed volume, which is formed by the internal cavity of the nozzle located during soldering above the component. The heating process is controlled by the thermal profile, which is created and recorded in the system memory using a personal computer.

Недостатками известного устройства являются сложность оборудования конвекционной системы, сложность ее эксплуатации, а также высокая стоимость системы.The disadvantages of the known device are the complexity of the equipment of the convection system, the complexity of its operation, as well as the high cost of the system.

Изобретение направлено на упрощение способа пайки конвекционным нагревом при выполнении локальных монтажно-демонтажных работ с компонентами поверхностного монтажа, упрощение данного технологического процесса пайки, снижение себестоимости оборудования, а также снижение затрат на выполнение указанных выше работ.The invention is aimed at simplifying the method of convection heating brazing when performing local installation and dismantling operations with surface-mounted components, simplifying this soldering process, reducing equipment costs, and reducing the cost of performing the above work.

Это достигается за счет того, что на кронштейне установлен рычаг с пружиной, ограничитель с фиксирующим винтом, винт точной настройки хода рычага кронштейна и измерительная шкала, причем рычаг с пружиной и ограничитель с фиксирующим винтом соединены между собой, а винт точной настройки хода рычага установлен на кронштейне под ограничителем на одной оси, и измерительная шкала установлена на кронштейне параллельно осям винта точной настройки и ограничителя, при этом изменение длин ограничителя и винта точной настройки приводит к аналогичному изменению длины хода рычага кронштейна.This is achieved due to the fact that a lever with a spring, a stopper with a fixing screw, a screw for fine-tuning the stroke of the lever of the bracket and a measuring scale are installed on the bracket, the lever with a spring and a stopper with a fixing screw are interconnected, and the screw for fine-tuning the stroke of the lever is set to bracket under the limiter on one axis, and the measuring scale is mounted on the bracket parallel to the axes of the fine adjustment screw and limiter, while changing the lengths of the limiter and fine adjustment screw leads to a similar a different change in the stroke length of the bracket arm.

Сущность изобретения пояснена на чертеже, где схематически представлено устройство, реализующее предлагаемый способ пайки конвекционным нагревом компонентов поверхностного монтажа. Устройство содержит стойку, включающую основание 1, на котором установлена колонна 2, на которой крепится с помощью болта 4 держатель 3, по площади держателя прокладывается листовой асбест 6, на который устанавливается конфорка повышенной мощности 5, к последней монтируется кабель питания и крепится нагревательная паллета 7, на которую посредством теплопроводной пасты устанавливается нагревательная подставка 8, на штатив крепится кронштейн 16 с двумя фиксирующими винтами 17 и 18, рычагом с пружиной 19, ограничителем 20, винтом точной настройки хода рычага кронштейна 21 и шкалой 22, в кронштейн устанавливается и фиксируется посредством фиксирующего винта 18 паяльник горячим воздухом 9, входящий в состав паяльной станции 10 для пайки горячим воздухом с регулируемым нагревом и скоростью потока воздуха. Даная конструкция обеспечивает возможность воспроизведения стандартных режимов пайки конвекционным нагревом с высоким качеством получаемых результатов, без ввода в эксплуатацию сложного дорогостоящего оборудования.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a device that implements the proposed method of brazing by convective heating of surface mounted components. The device comprises a rack including a base 1, on which a column 2 is mounted, on which the holder 3 is attached with a bolt 4, sheet asbestos 6 is laid over the area of the holder, on which a burner of increased power 5 is installed, the power cable is mounted to the latter and the heating pallet 7 is attached , on which a heating stand 8 is mounted by means of a heat-conducting paste, a bracket 16 with two fixing screws 17 and 18, a lever with a spring 19, a limiter 20, a fine adjustment screw x is mounted on a tripod and the lever arm 21 and the scale 22, and is installed in the bracket is fixed by the fixing screw 18 hot air solder 9, a part of solder for soldering station 10 of hot air with controlled heating and air flow rate. This design makes it possible to reproduce standard soldering modes by convection heating with high quality of the obtained results, without putting into operation complex expensive equipment.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. После корректировки длин ограничителя 20 и винта точной настройки хода рычага кронштейна 21 по измерительной шкале 22 устанавливаем необходимый режим мощности для конфорки повышенной мощности. Устройство подключается к розетке сети 220 В. Через 20 минут конфорка повышенной мощности достигает равновесного состояния нагрева, при этом температура на нагревательной паллете достигает порядка 280°С. Печатная плата 11 радиоэлектронного модуля на стойках нужной длины устанавливается на нагревательную паллету, таким образом, чтобы центры паяльника горячим воздухом, компонента поверхностного монтажа 12 и нагревательной подставки 8 находились на одной оси. Вблизи компонента поверхностного монтажа крепится термопара 13 для контроля температуры пайки. Данная термопара подключена к мультиметру или цифровому термометру 15. Количество подключаемых термопар не ограничено. Для изоляции паяемого компонента от уже установленных элементов на плате и создания необходимых тепловых потоков в области компонента поверхностного монтажа устанавливается жестяной конус 14. Конфорка повышенной мощности начинает равномерный предварительный разогрев печатной платы. Через 7-10 минут печатная плата модуля разогрета до равновесного состояния - порядка 125°С. Устанавливаем требуемые настройки на паяльной станции для пайки горячим воздухом. Включаем паяльную станцию. Спустя минуту температура в области компонента поверхностного монтажа составляет ~ 183°С, что является точкой эвтектики свинецсодержащих припоев. Далее плавно опускаем рычаг с пружиной 19 кронштейна 16, тем самым, уменьшая и фиксируя расстояние между компонентом поверхностного монтажа и паяльником горячим воздухом. Через 30-40 секунд температура в области компонента поверхностного монтажа составит ~ 225°С, что является температурой режима оплавления процесса пайки свинецсодержащих припоев. Далее необходимо поднять рычаг кронштейна и отключить систему от розетки сети 220 В. Охлаждение печатной платы до комнатной температуры произойдет через 10-15 минут. Вышеописанные режимы соответствуют режимам предварительного нагрева, температурного насыщения, оплавления и охлаждения стандартного термопрофиля пайки конвекционным нагревом. Этот факт обуславливает качественную пайку компонентов поверхностного монтажа, что также подтверждают данные проведенного эксперимента с компонентом с матрицей шариковых выводов в количестве 400 и результаты рентгенконтроля.The proposed method is implemented as follows. After adjusting the lengths of the limiter 20 and the screw for fine-tuning the stroke of the lever of the bracket 21 on the measuring scale 22, we set the necessary power mode for the high-power burner. The device is connected to a 220 V power outlet. After 20 minutes, a burner of increased power reaches an equilibrium state of heating, while the temperature on the heating pallet reaches about 280 ° C. The printed circuit board 11 of the electronic module on racks of the required length is installed on the heating pallet, so that the centers of the soldering iron with hot air, the surface mount component 12 and the heating stand 8 are on the same axis. A thermocouple 13 is mounted near the surface mount component to control the soldering temperature. This thermocouple is connected to a multimeter or digital thermometer 15. The number of connected thermocouples is not limited. To isolate the component to be soldered from the already installed elements on the board and create the necessary heat fluxes, a tin cone 14 is installed in the area of the surface-mounted component. After 7-10 minutes, the printed circuit board of the module is heated to an equilibrium state - about 125 ° C. Set the required settings on the soldering station for soldering with hot air. Turn on the soldering station. After a minute, the temperature in the region of the surface mount component is ~ 183 ° C, which is the eutectic point of lead-containing solders. Next, gently lower the lever with the spring 19 of the bracket 16, thereby reducing and fixing the distance between the surface mount component and the hot air soldering iron. After 30-40 seconds, the temperature in the region of the surface mount component will be ~ 225 ° C, which is the temperature of the fusion mode of the soldering of lead-containing solders. Next, you need to raise the bracket lever and disconnect the system from the 220 V power outlet. The circuit board will cool to room temperature in 10-15 minutes. The above modes correspond to the modes of preheating, temperature saturation, melting and cooling of the standard thermo-profile of convection heating soldering. This fact determines the high-quality soldering of surface mount components, which is also confirmed by the data of the experiment with a component with a matrix of ball terminals in an amount of 400 and the results of x-ray inspection.

Нижепредставленные операции являются общими для известных конвекционных систем пайки аналогичного профиля. Подбор режима пайки (выбор скорости потока воздуха, нагрева и времени на каждом из этапов) осуществляется для каждого конкретного типа элемента и зависит от множества различных факторов (тип компонента поверхностного монтажа, плотность монтажа модуля, количество слоев печатной платы, состав паяльной пасты и др.). Запись и отработка термопрофилей может также производиться с помощью персонального компьютера, обеспечив его подключение к мультиметру или цифровому термометру, что, в свою очередь, повышает эффективность указанных выше работ.The following operations are common to conventional convection soldering systems of a similar profile. The selection of the soldering mode (selection of the air flow rate, heating and time at each stage) is carried out for each specific type of element and depends on many different factors (type of surface-mounted component, module mounting density, number of PCB layers, solder paste composition, etc. ) Recording and testing of thermal profiles can also be done using a personal computer, ensuring its connection to a multimeter or digital thermometer, which, in turn, increases the efficiency of the above work.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Грачев А.А., Мельник А.А., Панов Л.И. Конструирование электронной аппаратуры на основе поверхностного монтажа компонентов. - М.: НТ Пресс, 2006. - 384 с.1. Grachev A.A., Melnik A.A., Panov L.I. Design of electronic equipment based on surface mounting of components. - M.: NT Press, 2006 .-- 384 p.

2. Поверхностный монтаж: технологическое оборудование. - М.: ЗАО Предприятие «ОСТЕК», - 2007. - 162 с.2. Surface mounting: technological equipment. - M .: CJSC Enterprise "OSTEK", - 2007. - 162 p.

Claims (2)

1. Способ пайки конвекционным нагревом компонентов поверхностного монтажа, включающий воздействие воздушного потока на выводы компонента при следующих режимах пайки: нагрев, температурное насыщение, оплавление и охлаждение, имеющих различные температуру воздуха и длительность его воздействия, отличающийся тем, что режим оплавления реализован посредством сокращения и фиксации расстояния между компонентом поверхностного монтажа и паяльником горячим воздухом с помощью рычага с пружиной, а необходимое расстояние устанавливается с помощью ограничителя с фиксирующим винтом, винта точной настройки хода рычага кронштейна и измерительной шкалы.1. The method of convection heating brazing of surface-mounted components, including the effect of air flow on the component leads under the following soldering modes: heating, temperature saturation, melting and cooling, having different air temperatures and duration of exposure, characterized in that the melting mode is implemented by reducing and fixing the distance between the surface mount component and the hot air soldering iron using a lever with a spring, and the required distance is set using a stop with a fixing screw, a fine screw for adjusting the travel of the arm of the bracket and the measuring scale. 2. Устройство для пайки конвекционным нагревом компонентов поверхностного монтажа, содержащее стойку, включающую основание, на котором установлена колонна, на которую крепится держатель радиоэлектронных модулей, под которым установлен нижний подогреватель с регулируемым конвекционным нагревом, а к последнему монтируются кабель питания и нагревательная паллета с подставкой, на колонну крепится кронштейн с фиксирующими винтами, а на сам кронштейн установлен и зафиксирован посредством фиксирующего винта паяльник горячим воздухом с регулируемыми нагревом и скоростью потока воздуха, отличающееся тем, что на кронштейне установлены рычаг с пружиной, ограничитель с фиксирующим винтом, винт точной настройки хода рычага кронштейна и измерительная шкала, причем рычаг с пружиной и ограничитель с фиксирующим винтом соединены между собой, а винт точной настройки хода рычага установлен на кронштейне под ограничителем на одной оси и измерительная шкала установлена на кронштейне параллельно осям винта точной настройки и ограничителя. 2. A device for convection-heating brazing of surface-mounted components, comprising a rack including a base, on which a column is mounted, on which a holder of radio-electronic modules is mounted, under which a lower heater with adjustable convection heating is mounted, and to the last a power cable and a heating pallet with a stand are mounted , a bracket with fixing screws is attached to the column, and a hot air soldering iron with a fixing screw is mounted and fixed by means of a fixing screw on the bracket adjustable by heating and air flow rate, characterized in that a lever with a spring, a stopper with a fixing screw, a screw for fine-tuning the stroke of the lever of the bracket and a measuring scale are installed on the bracket, the lever with a spring and a limiter with a fixing screw are interconnected, and the fine adjustment screw the lever travel is mounted on the bracket under the limiter on one axis and the measuring scale is mounted on the bracket parallel to the axes of the fine adjustment screw and limiter.
RU2008138335/09A 2008-09-25 2008-09-25 Method of convection soldering of sm components and device to this end RU2389163C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138335/09A RU2389163C1 (en) 2008-09-25 2008-09-25 Method of convection soldering of sm components and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138335/09A RU2389163C1 (en) 2008-09-25 2008-09-25 Method of convection soldering of sm components and device to this end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2389163C1 true RU2389163C1 (en) 2010-05-10

Family

ID=42674057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008138335/09A RU2389163C1 (en) 2008-09-25 2008-09-25 Method of convection soldering of sm components and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2389163C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГРАЧЕВ А.А., МЕЛЬНИК А.А., ПАНОВ Л.И. Конструирование электронной аппаратуры на основе поверхностного монтажа компонентов. - М.: НТ «Пресс», 2006. Поверхностный монтаж: технологическое оборудование. - М.: ЗАО «Предприятие «ОСТЕК», 2007. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100469231C (en) Control Method of Reflow Soldering Curve on Surface Mount Technology Production Line
MX2008001438A (en) Electronic board including a heating resistor.
CN107124835A (en) Reflow Soldering paster technique
US4334646A (en) Method of solder reflow assembly
CN103639558B (en) Thermal-ultrasonic-electromagnetic multi-field compound reflow soldering method
RU2389163C1 (en) Method of convection soldering of sm components and device to this end
CN109604754B (en) Reflow soldering method for improving thermal expansion deformation of device
CN110073726A (en) The manufacturing method of printed circuit board, air conditioner and printed circuit board
US20090289100A1 (en) Method and apparatus for rework soldering
JP2007294770A (en) Method and device for soldering electronic part
CN101311868B (en) Tip-off thermostatic control device and its control method
Plotog et al. VPS solution for lead-free soldering in EMS industries
Esfandyari et al. Energy efficiency investigation on high-pressure convection reflow soldering in electronics production
JP3314712B2 (en) Solder wettability evaluation method
CN201950323U (en) Reflux welding air temperature control device
CN221494525U (en) Reflow soldering equipment with transmission tooling plate
RU2072283C1 (en) Method of soldering
JP2002353612A (en) Equipment and method for reworking component
JP2015099894A (en) Rework method of electronic component
JP2002290027A5 (en)
KR20030059704A (en) Reflow apparatus of lead free solder
Mashkov et al. Apparatus and method for soldering electronic components to printed circuit boards
EP2096905A1 (en) Process for mounting electronic and/or electro-optical devices on an electronic board
JP4468671B2 (en) Mounted component protection device and mounted component protection in printed wiring board assembly process
JP2597695Y2 (en) Reflow furnace

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110926

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130327

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160926