Smd монтаж электронных компонентов

Smd монтаж электронных компонентов Инструменты
Содержание
  1. Установка SMD компонентов на плату
  2. Типы корпусов и их размеры
  3. Типы производства
  4. Расчет стоимости
  5. Samsung SM321
  6. Качество пайки
  7. Факторы, влияющие на качество пайки
  8. Оценка качества пайки на печатной плате
  9. Методы оценки качества пайки
  10. Визуальный осмотр
  11. Рентгеновская инспекция
  12. Термальный профилинг
  13. Испытания надежности
  14. Измерение электрических параметров
  15. Применение искусственного интеллекта
  16. Визуальное распознавание дефектов
  17. Анализ данных термального профилирования
  18. Системы компьютерного зрения
  19. Машинное обучение для прогнозирования надежности
  20. Области применения
  21. Паяльные лампы и газовые горелки
  22. Пайка электротехнической аппаратуры с использованием ламп
  23. Газовая паяльная лампа-горелка
  24. Миниатюрная газовая горелка
  25. Паяльники косвенного нагрева
  26. Инструменты для пайки
  27. Применение паяльников
  28. Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!
  29. Ена точки пайки
  30. Среднесерийный монтаж плат
  31. Тапы технологического процесса SMD монтажа и DIP монтажа
  32. Недостатки
  33. Газовые паяльники
  34. Айка печатных плат в печи TWS1300
  35. Технология пайки ЭРЭ
  36. Реимущества нашего производства
  37. Производительность и эффективность
  38. Гибкость производства
  39. Электрические паяльники
  40. Импульсные
  41. Регулируемые
  42. Паяльная станция
  43. С питанием от USB-порта
  44. Аккумуляторные
  45. Варианты установки выводных компонентов на печатную плату.
  46. Способы выводного монтажа
  47. ВЫВОДНОЙ МОНТАЖ ( — англ. Through-hole Technology).

Установка SMD компонентов на плату

Установка SMD компонентов на поверхность печатных плат осуществляется высокоскоростным автоматом SAMSUNG SM321.

Выполняем монтаж всех существующих SMD корпусов электронных компонентов. Например, типы монтируемых компонентов включают в себя SOT, MELF, TSOP, SOIC, PLCC, QFP, QFN, BGA и поверхностно-монтируемые соединители и элементы нестандартной формы.

Типы корпусов и их размеры

Монтируемые корпуса включают в себя стандартные BGA с расстоянием между выводами 1,5; 1,27; 1,0, а также BGA с малым шагом (fine-pitch), такие как 0,8; 0,75; 0,65; 0,5; 0,4.

Типы производства

Помимо серийного производства, мы также осуществляем монтаж образцов, прототипов и мелких серий печатных плат.

Читайте также:  Разбираемся в тонкостях

Расчет стоимости

Для расчета стоимости точки пайки и стоимости монтажа печатных плат в целом по заказу необходима следующая информация:

Samsung SM321

Samsung SM321 — автоматический установщик SMD компонентов на печатные платы.

Качество пайки

При разработке печатных плат следует учитывать толщину выводов используемых компонентов. Качество выводных компонентов зависит от зазора между выводом компонента и стенками металлизированного отверстия.

Факторы, влияющие на качество пайки

  1. Правильная температура: Необходимо следить за правильной температурой для достижения оптимального плавления припоя и избежания повреждения компонентов или платы.

  2. Соответствующее время пайки: Время, необходимое для правильной пайки, зависит от размера и типа компонента. Слишком короткое или длительное время пайки может негативно сказаться на качестве.

  3. Очищение поверхности: Важно очистить поверхность платы и выводы компонентов от загрязнений перед пайкой для лучшего сцепления между припоем и платой.

  4. Корректная ориентация и положение компонентов: Должна быть обеспечена правильная ориентация и положение компонентов перед пайкой.

  5. Контроль качества: После пайки проводится визуальный контроль для убеждения в правильности соединений и отсутствии повреждений.

Микроскоп или увеличительное стекло могут использоваться для более детального контроля качества.

Оценка качества пайки на печатной плате

Правильное выполнение этих факторов и следование рекомендациям производителей компонентов и платы помогут обеспечить высокое качество пайки и надежное функционирование печатной платы.

Методы оценки качества пайки

Визуальный осмотр

После пайки можно визуально осмотреть пайки с помощью микроскопа или увеличительного стекла. Осмотрите каждое пайковое соединение на наличие правильного контакта, полного покрытия припоем, отсутствия пустот, коррозии или повреждений. Некачественные пайки могут иметь неправильную форму, отклонения от ожидаемого вида или несоответствия стандартам качества.

Рентгеновская инспекция

Рентгеновская инспекция позволяет более глубоко исследовать пайки. С помощью рентгеновского аппарата можно проникнуть внутрь пайкового соединения и проверить наличие корректного наполнения припоем, отсутствие воздушных пустот или дефектов, таких как короткие замыкания.

Термальный профилинг

В процессе пайки важно контролировать профиль температуры. Термальный профилинг позволяет измерять и анализировать распределение температуры во время пайки. Это позволяет установить, достигнуты ли оптимальные температурные условия для каждого компонента и обеспечить однородность нагрева и охлаждения печатной платы.

Испытания надежности

Для оценки качества пайки также могут проводиться различные испытания надежности, такие как тепловые циклы, вибрационные испытания, испытания на устойчивость к воздействию влаги и другие. Эти испытания позволяют определить, как хорошо пайка выдерживает экстремальные условия и долговечна ли она.

Измерение электрических параметров

После пайки можно измерить электрические параметры соединений, такие как сопротивление, емкость или индуктивность, для проверки их соответствия требованиям проекта. Некачественные пайки могут привести к неправильным электрическим характеристикам.

Применение искусственного интеллекта

Системы искусственного интеллекта (ИИ) могут быть использованы для оценки качества пайки на печатной плате. ИИ-алгоритмы могут обрабатывать изображения, анализировать данные и автоматически оценивать качество пайки.

Визуальное распознавание дефектов

ИИ может обучаться на большом количестве изображений пайки с различными типами дефектов, такими как неправильная форма пайки, неправильное наполнение припоем, короткое замыкание и т.д. После обучения, ИИ может распознавать эти дефекты на новых изображениях пайки и автоматически оценивать их качество.

Анализ данных термального профилирования

ИИ может использоваться для анализа данных, полученных в процессе термального профилирования пайки. Используя эти данные, ИИ может определить оптимальные температурные условия и выявлять аномалии или отклонения от них, что поможет в оценке качества пайки.

Системы компьютерного зрения

ИИ-алгоритмы компьютерного зрения могут быть обучены для автоматического анализа пайки на микроуровне. Это позволяет обнаружить мельчайшие дефекты, такие как неправильное выравнивание компонентов или неправильное покрытие выводов припоем.

Машинное обучение для прогнозирования надежности

ИИ-модели машинного обучения могут использоваться для анализа данных испытаний надежности после пайки. Это позволяет предсказывать долговечность пайки и оценивать ее качество на основе статистического анализа.

Использование систем ИИ для оценки качества пайки может значительно улучшить эффективность и точность процесса контроля качества. Однако важно отметить, что такие системы требуют обучения на большом количестве данных и настройки для конкретных требований и стандартов качества.

Области применения

  • Силовые устройства
  • Блоки питания
  • Высоковольтные схемы мониторов
  • Авионика
  • Автоматика АЭС

Контроль качества на каждом этапе сборки

Контроль качества пайки печатных плат осуществляется с помощью безокулярного стереоувеличителя Mantis.

Smd монтаж электронных компонентов

Паяльные лампы и газовые горелки

Паяльная лампа является самым древним приспособлением; патент был получен в далеком 1881 году шведским изобретателем Карлом Рикардом Нюбергом. Современное изделие почти неотличимо от того, что было изготовлено 100 лет назад.

В основе резервуар с жидким топливом (спирт, бензин, керосин), насос, создающий избыточное давление в ёмкости для подачи горючего в горелку и, собственно, горелка, в которой топливо испаряется и сгорает. Пламя горелки непосредственно используется для нагрева спаиваемых деталей и расплавления припоя, подаваемого в зону пайки. Так как температура пламени и нагретых деталей относительно высока и с трудом бывает выдержана и проконтролирована, применяются толстые прутки из тугоплавких оловянно-свинцовых сплавов, а также сплавов основе меди (медно-серебрянные, латунные) и другие. В качестве флюса используют тетраборат натрия, более известный как бура и прочие виды (смотри статью Несколько слов о флюсах для пайки).

Пруток тугоплавкого оловянно-свинцового припоя ПОС-20

Пайка электротехнической аппаратуры с использованием ламп

Для пайки электротехнической аппаратуры лампы они практически не применялись, но находили и находят применение для операций с крупногабаритными и теплоёмкими элементами из листовой меди (радиаторами и теплообменниками, трубопроводами, разными резервуарами и баками) и некоторыми деталями из стали до массового применения сварки. Применяются и как дешёвый источник открытого огня и высокой температуры для различных хозяйственно-бытовых нужд (отогрев трубопроводов и агрегатов в условиях низких температур и подобных), особенно в условиях отсутствия электроэнергии.

Газовая паяльная лампа-горелка

Ввиду токсичности выхлопных газов, применять лампу на открытом воздухе небезопасно. При работах внутри помещений её заменяют более безопасной газовой лампой-горелкой на сжиженной пропан-бутановой смеси или электрическим техническим феном.

Миниатюрная газовая горелка

Помимо относительно громоздких вариантов, есть миниатюрные горелки для тонких работ, также не связанных с электрооборудованием. Например, ремонта ювелирных изделий.

Паяльники косвенного нагрева

Из названия ясно, что они получают тепло извне. До 60-годов прошедшего столетия были основными инструментами для пайки как различных металлических деталей, так и электронных компонентов радиоаппаратуры. Конструктивно представляли собой медное жало, снабжённое держателем и деревянной ручкой.

Медное жало нагревалось любым источником тепла. Часто в этом качестве применялась паяльная лампа или бытовая газовая плита, если работа выполнялась дома.

Инструменты для пайки

Они изготавливались из меди и имели разную форму с габаритами жала: к примеру, заострённое применялась для пайки электронных компонентов, плоское — для корпусных изделий, экранов и других элементов из листового материала.

Применение паяльников

Приспособления применяются при изготовлении и восстановлении медных радиаторов и теплообменников, а также при пайке частей электротехнических изделий из теплоёмких массивных деталей из меди (оконцовки обмоток крупногабаритных трансформаторов, электродвигателей, генераторов, а также силовых токопроводных шин). Ввиду узкой специфики найти их в продаже непросто.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

Статью про выводной монтаж элементов на печатную плату я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое выводной монтаж элементов на печатную плату, тнт, монтаж в отверстие и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Конструирование и проектирование электронной аппаратуры

Ена точки пайки

До 5 000 точек пайки в парти. Стоимость 1 точки пайки SMD монтажа — 1.00 руб

Среднесерийный монтаж плат

До 10 000 точек пайки в парти. Стоимость 1 точки пайки SMD монтажа — 0.45 руб

Свыше 100 000 точек пайки в парти. Стоимость 1 точки пайки SMD монтажа — 0.30 руб

Тапы технологического процесса SMD монтажа и DIP монтажа

Smd монтаж электронных компонентов

Технологический процесс сборки печатных плат состоит из следующих этапов

Подготовка производства — контроль качества электронных компонентов, изготовление трафаретов. Нанесение на печатную плату пасты методом трафаретной печати. Применяемые технологические материалы ведущих производителей: "Koki", "Stanol", "Stratoloy", "Loctite", "Zestron" и др.;

Оптический контроль качества производиться на каждом этапе монтажа и сборки

Позиционирование и фиксация компонентов на поверхность платы на линии поверхностного монтажа автоматом SAMSUNG SM321

Оплавление припоя полно-конвекционной печью конвейерного типа TWS-1300

DIP монтаж — участок монтажа выводных компонентов

Отмывка — автоматическая система струйной отмывки

Недостатки

Smd монтаж электронных компонентов

Участок модуля смонтированного по технологии выводного монтажа. Компоненты установлены на плате по варианту I, без зазора.

Разъем, смонтированный на плате.

Существуют компоненты, не имеющие аналогов в планарном исполнении – разъемы, реле, трансформаторы для которых сборка может быть выполнена только с использованием технологии выводного монтажам.

Для монтажа ТНТ компонентов, стоит обратить внимание на следующие параметры:

Газовые паяльники

Это современные устройства, появившиеся в широком доступе относительно недавно. В их основе ёмкость со сжиженным пропаном или пропан-бутановой смесью, запорный клапан, регулятор температуры и закрытая камера сгорания, снабжённая паяльным жалом. Заправляются они так же, как и бытовые газовые зажигалки.

Популярный газовый паяльник MT-100

Они имеют одно преимущество перед электрическими — работают автономно. Поэтому их основной сферой применения стал электромонтаж в условиях, не позволяющих применить электропаяльники. Например, монтаж охранно-пожарных сигнализаций в удалении от строений, устройство и ремонт слаботочных сигнальных линий на столбах и прочих возвышениях, проводников, кабелей и электронной аппаратуры в «полевых условиях», на обесточенных объектах, выездное восстановление автомобильной проводки и электронных блоков и так далее. При пайке на дому и в условиях профессиональной мастерской или производственной линии применение паяльников на газе нецелесообразно и нежелательно, ввиду отсутствия контроля температуры жала, перегрева или недостаточного нагрева, которые влияют на качество и долговечность паяного соединения.

Айка печатных плат в печи TWS1300

Печь TWS 1300 является полно-конвекционной печью оплавления припоя конвейерного типа с высокой производительностью.

Технология пайки ЭРЭ

Вот общие шаги для выводного монтажа элементов на печатную плату:

Выводной монтаж является одним из методов монтажа компонентов на печатные платы. Его преимущества включают относительную простоту и возможность замены компонентов в случае необходимости. Однако он может быть более трудоемким и занимать больше пространства на ПП по сравнению с поверхностным монтажом (SMD). В зависимости от требований проекта и доступных ресурсов выбирают оптимальный метод монтажа элементов на печатную плату.

Реимущества нашего производства

Высокая точность установки SMD компонентов позволяет производить монтаж чипов типоразмера 01005 CHIP 0402.

Smd монтаж электронных компонентов

Производительность и эффективность

Высокая производительность . Скорость монтажа не менее 21000 компонентов в час по стандарту IPC 9850.

Высокая эффективность — может быть установлено до 120 комплектов ленточного питателя (на основе 8 мм питателя)

Smd монтаж электронных компонентов

Гибкость производства

Гибкость производства — наличие мобильной системы смены питателей SM позволяет быстро перейти на новое производство.

Электрические паяльники

Это простейший вариант электропаяльника. Состоит из электронагревательного элемента, медного жала и корпуса с деревянной или пластиковой ручкой. Мощность от 10 до 300 ватт, а иногда и более. Но пайка электропаяльником мощностью более 200 ватт сопряжена с рядом трудностей, одна из которых это крупные габариты, вес и низкая эргономика такого прибора. В ситуациях, когда требуется повышенная тепловая мощность, рассматривают модели косвенного нагрева.

Питание, как правило, от сети 220-240В, но выпускаются модели для работы от напряжения 36 вольт, применяемые в помещениях с высоким риском поражения человека электротоком (неотапливаемые сырые производственные помещения, гаражи и т. п.), а также при повышенных требованиях к общей электробезопасности (электромонтажные цеха, медицинские учреждения). Они не имеют терморегулировки и нагреваются до температуры, значительно превышающей необходимую. Это приводит к быстрому окислению и обгоранию жала, растворению меди в припое и образованию раковин в жале, усложняющих пайку, а также кипению, а не просто расплавлению припоя, а в итоге — к неудовлетворительному качеству соединений. Ввиду невысокой стоимости нерегулируемые модели применяются всюду как для электромонтажных, так и для нестандартных задач: устранение трещин в изделиях из пластиков и т. п. Ввиду наличия моделей с мощностью нагревателя 100 и более ватт эти приборы применяются для пайки изделий с высокой теплоёмкостью: медные провода большого диаметра, трубки, листовая медь, латунь, оцинкованная сталь и тому подобные.

Простой и надёжный, как автомат Калашникова, нерегулируемый паяльник Jinkong WL50 мощностью 50 ватт

Импульсные

Простой нерегулируемый паяльник имеет ряд недостатков, один из них — относительно большое время нагрева жала, что критично, особенно если нужно припаять всего одну деталь. Для устранения недостатка был разработан импульсный паяльник. Его наименование отражает две особенности электроприбора: во-первых, кратковременный режим нагрева, а во-вторых, питание от импульсного блока питания.

В нём роль жала и одновременно нагревателя выполняет отрезок толстой медной проволоки. Но существуют модели и с закрытым нагревательным элементом и классическим жалом. Питание реализовано от компактного импульсного БП, расположенного внутри корпуса. Разогревается он до высокой температуры практически мгновенно, что позволяет подавать питание непосредственно в момент пайки, а также мгновенно остывает, что повышает безопасность эксплуатации, снижает расход электроэнергии.

Экономичный и эргономичный MATE MT-SG180

Существует упрощённая конструкция, которая импульсной является лишь «наполовину». Отличие заключается в том, что питается она не от импульсного блока питания с мини-трансформатором, а от обычного сетевого понижающего трансформатора, который несколько увеличивает габариты и вес прибора.

Существуют экзотические решения, использующие углеродные (графитовые) или полупроводниковые нагревательные элементы. Такие приборы имеют узкую применимость и относительную редкость.

Импульсный аккумуляторный паяльник ColdHeat, имеющий углеродный нагреватель-жало

Основное применение таких категорий паяльников — это разовая пайка, для которой требуется быстрая готовность прибора. Примером служит авторемонт, затрагивающий электропроводку авто и его электрооборудование. Для монтажа электронных компонентов и ремонта радиоаппаратуры они, как правило, не применяются, ввиду низкой эргономики и наличия на жале потенциала высокой частоты.

Регулируемые

Он отличается от обыкновенного нерегулируемого встроенным регулятором температуры, позволяющим выставить нужный терморежим и обеспечить тем самым отсутствие нежелательных эффектов, присущих предыдущим типам приборов. Как правило, терморегулятор выполнен по простой схеме тиристорного регулятора мощности, не имеет обратной связи и не способен поддерживать температуру с высокой точностью. Но имеются в продаже модели с электронным регулятором с дисплеем, позволяющим установить температуру с точностью до градуса. Регулируемый паяльник имеет стандартную классическую конструкцию и пригоден для практически всех видов работ. Большинство моделей имеют сменные жала, разнообразная форма которых позволит использовать их как для пайки крупных компонентов и проводников, так и для монтажа SMD-компонентов.

Популярный регулируемый паяльник T60, мощностью 60 ватт

Паяльная станция

Это наиболее распространенный тип оборудования, рекомендуемый как новичкам, так и используемый профессионалами. В ней есть контроллер температуры в виде отдельного блока, который с высокой точностью поддерживает температурную стабильность, благодаря обратной связи, реализованной через термодатчик, расположенный в жале. Станции поддерживают подключение другого паяльника к контроллеру, а также имеют стандартизованные сменные жала, которые выпускаются во множестве типоразмеров. Возможность их смены позволяет паять как крупные компоненты и проводники, так и выполнять монтаж SMD-компонентов. Питание организовано напряжением 12-24 вольта через понижающий трансформатор, что даёт дополнительную электробезопасность. Подставка и сменные жала, как правило, идут в комплекте со станцией.

Отличная со всех сторон паяльная станция YIHUA 936

С питанием от USB-порта

Это одни из современнейших инструментов. Конструктивно схожи с регулируемыми моделями, но имеют низковольтный нагреватель. Особенность USB-паяльников, как ясно из названия — возможность получения питания не из сети, а от USB-разъёма. Источником энергии выступает зарядное устройство от мобильной техники или, как правило, внешний портативный аккумулятор (powerbank). При такой схеме организации электропитания гарантируется полная автономность инструмента и применение его в любых условиях вне зависимости от удаления от «цивилизации». Для питания требуется ЗУ или портативная АКБ с поддержкой быстрой зарядки QC2.0 и выше, так как выходные характеристики стандартного порта USB крайне ограничены (не более 10 ватт, что на практике достаточно не для всех видов пайки). Также для подключения USB-инструмента к источнику электроэнергии требуется качественный кабель, потери энергии на котором будут минимальны.

Ультрапопулярный паяльник TS100

USB-паяльники сконфигурированы с быстросменными жалами-нагревателями, чтобы использовать ту форму жала и мощность нагревателя, которая требуется для конкретных типов работ.

Они оборудованы цифровым микроконтроллерным управлением с функцией программирования рабочих режимов, хранения температурных профилей и т. д. Многие современные устройства поддерживают обновление микропрограммы («прошивку»), чтобы устранить сбои, вызванные ошибками в программном обеспечении.

USB-модели ещё называют микропаяльниками, определяя область их применения, конкретно — тонкие манипуляции с радиокомпонентами поверхностного монтажа и некрупными навесными элементами. Применяют их и при ремонте разной электротехники: компьютеров, ноутбуков, смартфонов, игровых консолей. Ограничение мощности электропитания от USB-разъема с поддержкой QC3.0 или выше порядка 20 ватт. При использовании увеличенных сменных жал многие USB-микропаяльники способны запитываться от внешнего БП повышенной мощности.

Аккумуляторные

Здесь будет рассмотрен нестандартный тип инструментов для пайки — с питанием от аккумуляторов и батареек. В статье упоминался прибор ColdHeat, имеющий углеродный нагреватель и автономное питание от четырёх никель-марганцевых элементов (Ni-Mn). Он появился около 20 лет назад и уже тогда технологии позволяли применять АКБ для питания такого относительно мощного потребителя. Сейчас в конструкции используют литий-ионные аккумуляторы (Li-ion).

Аккумуляторный паяльник с поворотным жалом

Принципиально они ничем не отличаются от электропаяльников других типов, но не конструктивно: имеют жало с возможностью поворота, быстросменные аккумуляторы, применяющиеся в других видах электроинструмента одного и того же производителя. Например, для питания аккумуляторного шуруповёрта, гравера, лобзика и т. д.

Аккумуляторный паяльник с установленным стандартным аккумулятором

Такие инструменты больше выбирают профессионалы. Применяют их при взаимодействии с разным промышленным оборудованием: системами видеонаблюдения, сигнализации, отопления, кондиционирования, станками и т. д. Ещё в авторемонте и при работе со спецтехникой. Ввиду узкой специализации и высокой стоимости их применение в стационарных условиях, а тем более в домашних, нецелесообразно.

Помимо аккумуляторных, существуют модификации, работающие на батарейках.

Паяльник с питанием от трёх батареек типа AA

Их мощность мала (порядка 5-6 ватт), а время автономной работы непродолжительное. Применение ограничено разовыми любительскими операциями (мелкий ремонт бытовой техники и т. п.). Стоимость комплекта щелочных батареек для него почти равна цене нерегулируемого паяльника.

Научно-технический прогресс не застыл на месте. За много лет паяльники выросли из примитивных инструментов, которыми ремонтировали самовары, до новейших версий с микроконтроллерным управлением и функцией обновления ПО, для точных операций при восстановлении и сборке электротехники. Появление новой технической базы, такой как компоненты поверхностного монтажа, потребовало разработки новых типов паяльного инструмента. Уверены, развитие микроэлектроники и далее поможет в деле совершенствования паяльников, создания инновационных моделей.

Эта статья имела цель кратко познакомить вас с эволюцией конструкции и дать обзор всех типов паяльников, которыми паяют и сегодня.

Варианты установки выводных компонентов на печатную плату.

Выводные компоненты могут быть установлены на печатную плату с использованием различных методов и техник.

Выбор метода установки зависит от объема производства, требований к точности, типа компонентов и доступных ресурсов. В больших производствах обычно используются автоматические системы, тогда как для небольших серий или прототипов часто применяется ручная установка.

Вариант I – нет зазора между корпусом компонента и платой. Этот вариант хорошо подходит для установки компонентов на одностороннюю плату. Проводящий рисунок расположен на противоположной стороне от компонентов, что исключает контакт корпуса компонента и проводящего рисунка. Сокращение длины выводов компонентов снижает восприимчивость к электромагнитным помехам и снижает излучение собственных помех в эфир. Компоненты хорошо выдерживают вибрацию. Высота модуля снижается. Улучшается охлаждение компонента благодаря передаче тепла плате, что повышает надежность. Недостатком этого варианта установки является сложность отмывки модуля от флюса, обеспечение изоляции компонента от проводящего рисунка в случае двусторонней платы.

Формовка выводов, обеспечивающая зазор между платой и корпусом компонента.

Вариант II – между платой и корпусом компонента зазор. Применяется для двусторонних плат. Этот способ установки способствует удалению излишков флюса отмывкой, снижается нагрев микросхем при пайке. Возможно повреждение контактной площадки на односторонней плате при нагрузке на компонент сверху.

Вариант III – вертикальная установка. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Компоненты с осевыми выводами располагаются плотнее. Такой вариант снижает технологичность, повышается вероятность замыкания между выводами, возрастает высота модуля. При вертикальной установке компонентов угол наклона компонента относительно вертикальной оси не должен превышать 15°.

Установка компонентов должна облегчать чтение маркировки. Особенно важно предусмотреть чтение маркировки полярности. Максимальное облегчение чтения маркировки облегчает контроль монтажа.

Сборка электронных модулей с применением выводных компонентов может производиться вручную или с помощью специального автоматического оборудования.

Качество пайки выводного компонента зависит от зазора между выводом компонента и стенками металлизированного отверстия. Зазор должен обеспечивать капиллярность, способствующую втягиванию припоя в полость между выводом и стенками отверстия и обеспечивать проникновение флюса, выход газов при пайке. Оптимальным зазор от 0,3 до 0,4 мм при использовании свинцовых припоев и 0,5 мм при использовании бессвинцовых припоев для плат толщиной от 1 до 3 мм с отверстиями диаметром от 0,6 до 1,2 мм.

Ручной выводной монтаж модулей целесообразно использовать в следующих случаях: применение автоматического оборудования невыгодно из-за малого объема заказа или сборки нескольких макетных образцов модулей, платы не подходят для автоматизированного монтажа, при окончательном монтаже выводных элементов после автоматического монтажа. Сегодня электроника находится на уровне развития не позволяющем полностью отказаться от ручных операций монтажа. Монтажник тщательно проверяет внешний вид каждого компонента перед установкой. При необходимости выполняется очистка выводов от окислов и лужение выводов. Есть возможность придания выводам каждого компонента, формы наиболее оптимальной для установки на плате, обусловленной конструкцией электронного модуля. Ручная формовка позволяет придать форму выводам компонентов, облегчающую чтение маркировки.

Некоторые рекомендации при ручной пайке. При монтаже следует использовать паяльник с предварительно луженым жалом. В зависимости от массы компонента и ширины дорожки на прогрев области пайки может понадобиться от доли секунды до двух секунд. При использовании трубчатых и припоев в виде проволоки пайка осуществляется с двух рук. Для получения наилучших результатов следует придерживаться следующей последовательности действий. Для предварительного прогрева соединяемых поверхностей коснитесь одновременно жалом паяльника контактной площадки платы и вывода компонента. Припой, находящийся на жале паяльника, нанесенный при лужении жала, способствует передаче тепла благодаря большей площади соприкосновения жала с областью пайки.

Пайка паяльником с двух рук.

Поднесенная к области пайки трубка припоя с флюсом позволит перенести плавящийся припой в область пайки. Это потребует около половины секунды. Если припой подать на жало, то флюс будет преждевременно выгорать. Уберите трубку припоя из паяемого соединения, а затем уберите паяльник. Вся операция должна занимать от половины до двух секунд в зависимости от параметров паяльника и смачиваемости припоем соединяемых поверхностей. Увеличение времени операции и повышение температуры паяльника могут привести к увеличению остатков флюса, пайка может оказаться хрупкой. После пайки выполняется обрезка выводов.

Smd монтаж электронных компонентов

Обрезка выводов компонентов после ручной пайки.

Автоматическая сборка выполняется с помощью специального оборудования двух видов: установщики компонентов и автоматы для пайки. Преимущества автоматического монтажа плат: надежность, снижение себестоимости, высокая точность, скорость, монтаж миниатюрных элементов, автоматический контроль. Автоматы позволяют производить переналадку производственных линий благодаря программированию. Качество автоматического монтажа, а так же его стоимость, при применении автоматизированных устройств во многом обеспечивается на этапе проектирования. Современные технологии позволяют располагать компоненты с минимальным расстоянием друг от друга, до долей миллиметра, но это не всегда оправдано. Маленькие расстояния затрудняют ремонт, а так же контроль компонентов и паяных соединений. Установка компонентов осуществляется с применением специальных монтажных автоматов, осуществляющих еще и подрезку, подгибку с обратной стороны платы.

Smd монтаж электронных компонентов

Сборочная головка автомата устанавливает компонент в радиальном корпусе.

Монтажные автоматы оснащаются различными загрузочными устройствами – питателями. Компоненты могут поставляться вклеенными в ленту, намотанную на бобину или упакованную в магазин-коробку. Ленточные питатели предназначены для подачи компонентов, вклеенных в ленту. Питатели из трубчатых кассет предназначены для микросхем в DIP-корпусе и компонентов сложной формы, имеют наклонный транспортный лоток. Существуют горизонтальные питатели для компонентов, которые не скользят свободно по наклонному лотку вследствие своих конструктивных особенностей: массы, формы корпуса либо выступающих острых выводов. Вибробункерные питатели подают различные компоненты из россыпи и обеспечивают ориентацию компонентов перед захватом. Матричные (сотовые) питатели для компонентов сложной формы для подачи из матричных поддонов, магазинов. Некоторые питатели оснащаются микропроцессорным управлением.

Выбор технологии пайки осуществляется в зависимости от количества монтируемых элементов, их местоположения, объема сборки и сложности. Автоматический монтаж выводных компонентов выполняется на линии селективного монтажа или пайки волной.

Smd монтаж электронных компонентов

Установка пайки волной.

Пайка волной зародилась в пятидесятых годах в Великобритании. Технология используется для пайки выводных компонентов, распложенных на одной стороне платы. Сейчас это самый распространенный способ сборки крупных партий электронных модулей. Пайка волной позволяет использовать отечественные выводные компоненты, благодаря чему эта технология получила распространение на территории СНГ.

Для формирования паек скелетной формы и высокой разрешающей способности припой на области пайки должен наносится равномерно тонким слоем. Применяют различные волны различных профилей: плоскую волну или широкую, вторичную или "отраженную", дельта-волну, лямбда-волну, омега-волну. Различное количество волн позволяет разделить оборудование на категории: с одной, двумя и тремя волнами.

Две волны припоя.

Волну припоя создают механическими и электромагнитными нагнетателями, подачей газа, ультразвуковыми колебаниями. Механический нагнетатель работает следующим образом. В камеру с соплом с помощью крыльчатки постоянно нагнетают расплавленный припой. Крыльчатка приводится в движение электродвигателем. Высота волны регулируется изменением скорости вращения вала электродвигателя. Есть более простой способ создать волну припоя. Для этого используется газ, под давлением подаваемый в замкнутую полость. Но у этого способа есть и недостатки. Интенсивное движение воздуха через припой приводит к окислению припоя. Использование инертного газа неоправданно экономически.

Когда припой контактирует с проводящим рисунком платы и выводами компонентов, то в припое растворяется небольшое количество меди. Небольшое содержание меди в припое может нарушить эвтектику сплава. Температура плавления припоя увеличивается, происходят холодные пайки. Для исключения этого явления в состав припоя включается медь и висмут. Медь предварительно добавляют в припой до насыщения и дальнейшее увеличение содержания меди в припое невозможно, а висмут снижает температуру плавления припоя.

Селективная пайка с помощью сопла.

Селективная пайка появилась в девяностых годах. Селективная пайка — относительно новая технология, позволяющая производить избирательный монтаж только выводных компонентов. Метод требует минимум доработок для оптимизации печатных плат под данную технологию и позволяет монтировать большинство существующих типов выводных компонентов. Производительность монтажа в несколько раз выше, по сравнению с ручным монтажом.

Отличием селективной пайки от пайки волной является нагрев платы только в области пайки как при пайке паяльником. Удобно применять селективную пайку при сборке электронного модуля, содержащего планарные и малое количество выводных компонентов. Сейчас благодаря снижению использования выводных компонентов селективная пайка применяется все чаще. При сравнении с пайкой волной селективная пайка экономически более выгодна. По сравнению с пайкой волной селективная пайка не приводит к лишнему нагреву платы и позволяет применять больше типов компонентов, снизить вероятность появления дефектов, уменьшить подготовку к монтажу, исключается защитная маска, уменьшается износ оборудования отмывки плат. Внедрение селективной пайки позволяет сократить количество операций с платами, уменьшить время монтажа, уменьшить объем ручной работы. Возможна пайка разными припоями.

Селективная пайка проводится в несколько этапов. Вначале наносится флюс. Затем происходит подогрев флюса для подсушивания, активации и предотвращения термоудара при пайке. Последний этап – нанесения припоя. Весь процесс автоматизирован и происходит в специальной установке. Плата автоматически перемещается, проходя все этапы селективной пайки, начиная с нанесения флюса.

Технологии селективной пайки можно разделить на два основных типа в зависимости от применяемой головки с припоем. К одному типу технологии можно отнести использование сопла с припоем, над которым перемещается паяемая плата и происходит пайка всех точек поочередно. Ко второму типу можно отнести использование оснастки, образующей миниволны на нескольких соплах одновременно, расположенных в областях паек. Первый тип технологии более подходит для производства малых партий электронных модулей, второй для крупных партий. Пайка может осуществляться в среде азота.

Нанесение флюса выполняется тремя наиболее распространенными методами.

Флюсующий узел аналогичен головке струйного принтера и позволяет наносить флюс малыми порциями. В отличие от принтера узел нанесения флюса перемещается по плоскости как перо графопостроителя. Флюсуются только области пайки. Электромагнитный насос без механических деталей подает флюс в форсунку. Микрокапельная форсунка исключает попадание флюса на участки платы, расположенные вокруг области пайки. Точность нанесения флюса позволяет исключить операцию отмывки.

Флюсование распылением наносит флюс на всю плату. Количество форсунок наносящих флюс варьируется для каждого производимого электронного модуля.

Флюсование окунанием происходит с помощью ванны и адаптера с выдвижными насадками. Адаптер изготавливается для каждого производимого модуля индивидуально. Все области паек покрываются флюсом одновременно. Нанесение флюса окунанием актуально при изготовлении крупной партии. Адаптер с насадками меняется при переходе на другую плату. Применение насадок обеспечивает хорошее нанесения флюса точно на область пайки. Флюс хорошо наносится даже на труднодоступные точки пайки.

Нагрев платы выполняется различными нагревательными узлами.

Предварительный нагрев платы.

Инфракрасный нагрев выполняется с помощью нагревателей имеющих диапазон излучения от средних до коротких волн. Мощность каждого нагревателя измеряется в киловаттах. Нагрев может быть задан в соответствии с конструкцией печатного узла.

Нагревание кварцевыми излучателями и устройствами направленной конвекции. При использовании таких излучателей число задействованных источников тепла задается согласно ширине платы.

Пайка может выполняться одним соплом или множественной миниволной.

При технологии одного сопла плата перемещается с высокой точностью и позиционируется над соплом головки с припоем. Имеется возможность контролировать параметры каждого отдельного паяного соединения: высота насадки, волны, время нахождения в волне припоя и другие. На пайки в соответствии с программой расходуется строго заданное количество припоя.

Smd монтаж электронных компонентов

Сопло для селективной пайки миниволной.

Приспособление для селективной пайки множественной миниволной.

Пайка множественной миниволной обеспечивает повышенную производительность. Множественная миниволна пропаивает все необходимые точки пайки одновременно, и при этом качественно обрабатываются даже труднодоступные точки. При пайке множественной миниволной паяемые поверхности отлично смачиваются, образование перемычек минимально.

Селективная пайка уникальна тем, что нанесение флюса происходит точечно и дозированно, флюс выгорает в процессе пайки и отмывка остатков флюса не требуется. Это позволяет экономить на технологическом процессе отмывки плат. Таким образом исключается необходимость затрат на оборудование для отмывки. Развиваются системы селективной пайки лазером и горячим газом.

Способы выводного монтажа

Существуют несколько способов выводного монтажа элементов на печатную плату. Основные способы включают следующие:

По способу установки компонента на ПП выводной монтаж разделяется на:

Smd монтаж электронных компонентов

Подготовка компонентов к монтажу нужна для выравнивания гибких выводов компонентов. Формовка производится таким образом, что расстояние между концами выводов компонента соответствует его месту установки на плате и обеспечивается требуемое расстояние между платой и компонентом. Форма выводов компонентов зависит от варианта установки.

Smd монтаж электронных компонентов

Выводы компонентов формуются и устанавливаются на плату.

Формовка гибких выводов не должна их повреждать, нарушать покрытие выводов, изгиб недопустим в точке соединения вывода с корпусом и производится только на расстоянии не менее допустимого. Способ формовки должен исключать поворот вывода относительно корпуса компонента. Должна быть обеспечена сохранность стеклянных изоляторов между выводом и металлическим корпусом компонента.

Размеры формованного вывода компонента в корпусе с осевыми выводами. Компонент установлен по варианту II, с зазором между корпусом компонента и печатной платой.

Длина вывода от корпуса компонента до области пайки должна превышать 2,5 мм. Запрещается формовать жесткие выводы мощных транзисторов, диодов средней и большой мощности. Запрещается формовать выводы компонентов в корпусах, имеющих множество выводов, например микросхем в DIP корпусе.

Ручное формовочное оборудование.

Операцию формовки проводят на ручных приспособлениях и полуавтоматических установках. Формовочные полуавтоматы могут выполнять рихтовку, зачистку и подрезку выводов. Полуавтоматы могут контролировать электрические параметры компонентов, производить укладку компонентов в технологические кассеты.

Smd монтаж электронных компонентов

Компоненты поступают в формовочный автомат из специальных лент, трубчатых кассет или россыпи. Требуемые размеры выводов регулируются, формовочные автоматы укомплектованы различными формовочными матрицами. Конструкция формовочных матриц обеспечивает правильную формовку. Для формовочного оборудования есть автоматические счетчики компонентов, подаваемых из ленты. Производительность автоматических счетчиков до 360000 штук в час.

Производительность автоматического формовочного приспособления:

ВЫВОДНОЙ МОНТАЖ ( — англ. Through-hole Technology).

Монтаж компонентов на печатную плату — процесс состоит из механического соединения деталей и электронных компонентов в последовательности, обеспечивающей их требуемое расположение и взаимодействие для обеспечения установленных технических требований.

Выводной монтаж (монтаж в отверстия) — выводы компонентов монтируются в металлизированные отверстия на печатной плате, тем самым образуя электрические цепи.

Сборку электронного модуля установкой компонентов с выводами в отверстия печатной платы и последующей пайкой называют выводным монтажом. Такой тип монтажа – прародитель современных технологий производства электронных модулей. Выводной монтаж появился одновременно с печатными платами. Появление сборки с применением печатных плат в дальнейшем к позволило автоматизировать проектирование и производство электроники. Сейчас выводной монтаж отходит на второй план, отступая перед монтажом планарных компонентов, но остаются категории электронных приборов, где выводной монтаж доминирует над другими технологиями. Это силовая электроника, источники питания, высоковольтные модули и другие.

Преимущества автоматического ТНТ монтажа

Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий