Montagem de PCBs contendo uma mistura de SMT e peças de furo passante?

Eu tenho um lote de PCBs beta que precisamos montar em nosso laboratório. Temos uma máquina manual de escolher e colocar na APS e um forno de refluxo de mesa, então pensei que a montagem amanhã seria fácil e direta até que nosso técnico comprasse um ponto.

A placa de circuito impresso a ser montada possui uma mistura de peças de furo passante e peças SMT. Planejamos colocar e assar todos os componentes SMT primeiro e depois montar manualmente as peças do furo passante. Mas a tecnologia externa está preocupada com o fato de que ao refletir as peças SMT, algumas ou todas as pegadas do furo passante podem fechar. Esta é a nossa primeira tentativa de uma compilação interna, portanto, estamos procurando como outras pessoas podem ter abordado uma compilação mista.

Se todas as peças do orifício de passagem puderem tolerar a curva de calor de refluxo, podemos adicioná-las à placa de circuito impresso e refluir todas as peças de uma só vez. As partes do orifício de passagem impediriam essencialmente que os orifícios fossem preenchidos, mas se não causassem danos, isso seria feito. Obviamente, as peças do furo passante ainda seriam soldadas à mão após o refluxo. Essa é uma abordagem razoavelmente boa?

Ambas as abordagens são válidas.

A montagem manual exigiria que a máscara de colar para os dispositivos SMT evitasse colocar qualquer pasta nas almofadas de passagem. Em seguida, use a solda de arame como de costume durante a fase de montagem manual.

Os dispositivos passantes podem ser soldados no forno de refluxo; isso requer uma técnica chamada " colar no buraco " - mas não funciona com todos os componentes, e o PCB deve ser projetado para isso desde o início.

Você está se preocupando desnecessariamente. O refluxo SMT seguido de solda manual (ou ondulada) para os componentes do orifício de passagem é a maneira normal de fazer as coisas. (Falando como alguém que costumava administrar uma loja interna de construção de PCBs)

Se você tiver pastilhas SMT muito próximas aos orifícios de PTH na mesma pista / plano, deve haver uma barreira de resistência à solda para impedir que a solda flua pelos orifícios. O único problema possível seria se as placas tivessem acabamento HASL e não tivessem sido niveladas adequadamente, deixando excesso de solda ao redor dos orifícios do PTH.

Normalmente, sua máscara de colar não exporia os orifícios passantes. A razão pela qual não desenvolvi mais foi porque interpretei a pergunta como não sendo tão sutil quanto alguns dos outros que escolheram responder.

Elaborando (por demanda popular), quando você projeta uma PCB em praticamente qualquer pacote CAD elétrico moderno (Eagle, KiCAD, Mentor Graphic, Altium, Cadence, Zuken etc.), a última etapa (*) antes de enviar sua placa para ser produzido é gerar o "trabalho artístico de camada" (também conhecido como arquivos Gerber) que o fabricante de PCB pode usar para construir sua placa.

Uma dessas camadas será a camada Colar (também conhecida como Creme) para o lado superior (também conhecido como Componente) e uma camada para o lado inferior (também conhecido como Solda) da placa. Essas duas camadas não têm valor para o fabricante de PCB. Eles são, no entanto, de interesse para quem estiver fazendo o seu PCB Assembly, pois eles normalmente usam esses arquivos para fazer um estêncil sobre o qual a pasta de solda pode ser arrastada para depositar a pasta de solda em todas as almofadas expostas onde os componentes serão colocados (geralmente por uma máquina Pick and Place, mas também pode ser feita manualmente para pequenos projetos / volumes) antes de passar por um processo de refluxo controlado por perfil de temperatura. Quasenunca (em 2019), eu diria, as almofadas de furo passante (onde seus componentes serão eventualmente preenchidos) expostas neste estêncil de solda e, portanto, nenhuma solda será depositada nessas almofadas, e há muito pouco risco de solda fluir para eles ou seus orifícios associados durante o reflow.

O risco de refluxo é ainda mais mitigado por outra daquelas camadas de Gerber, chamada camada de máscara de solda. Durante a fabricação de PCB, essa camada age como um outro estêncil para definir onde não aplicar uma camada de filme que seja fóbico à solda (ela não se liga a ela). Normalmente, as almofadas de orifício de passagem e as almofadas de montagem em superfície são expostas através da camada de máscara de solda, e a exposição da máscara de solda é um pouco maior que a do solde, para que você possa soldar os componentes na PCB com pasta de solda aplicada e solda manual .

Devido a esses dois fatores, é provável que você provavelmente não tenha nenhum problema ao fazer o reflow SMD e, em seguida, preencher e soldar as peças do orifício.

(*) Atualmente, muitos fabricantes aceitam um arquivo de design nativo dessas ferramentas (por exemplo, o arquivo .brd da Eagle) e sintetizam os próprios artefatos do Gerber. Acho que é uma boa ideia fazer isso por mim mesmo e revisar os Gerbers para mim em um visualizador Gerber, mas dependendo de quanto você confia no seu fabricante, isso pode ser considerado "old school".

Nem todos os componentes do orifício de passagem podem suportar o refluxo, mas você mencionou isso.

Se você tiver placas ENIG, os orifícios não serão preenchidos, a menos que o design seja realmente ruim (por exemplo, uma grande placa SMT ao lado de uma placa de orifício passante, sem máscara de solda).

Se eles são HAL, eles não devem causar problemas, mas talvez se estiverem muito apertados, você pode ter problemas. Geralmente, as recomendações da folha de dados para as peças do orifício de passagem deixam muita sujeira.

Não é um problema. Os estênceis da pasta de solda não perfuram onde estão as peças THT e a pasta de solda não será aplicada lá.

Eu reflow primeiro as peças SMD. Se alguns orifícios forem fechados com solda, eles podem ser abertos facilmente usando o pavio de sucção da solda. Em seguida, monte as peças do furo passante e solde-as convencionalmente. Existem mechas de diferentes larguras, selecione uma conexão para o tamanho do furo e da pastilha. Apenas segure o pavio sobre o orifício fechado e aplique calor no pavio e na almofada com uma ponta de solda de diâmetro adequado. As forças capilares funcionam muito bem ao sugar a solda para fora do furo.

Assar as tábuas não deve unir os thruholes não preenchidos.

Você também pode colocar fita kapton nos orifícios para evitar que eles se encham