Видеоурок по пайке компонентов печатной платы

Видеоурок по пайке компонентов печатной платы Инструменты
Содержание
  1. Правила подключения светодиодной ленты 220 Вольт:
  2. Что такое процесс пайки компонентов печатной платы?
  3. Многие высококлассные PCBA компоненты
  4. Меры предосторожности при пайке компонентов PCBA
  5. Выбор компонентов печатной платы для пайки
  6. Ремонт электроники
  7. Разборка блока
  8. Ремонт подсветки
  9. Примечание
  10. Замена лампы
  11. Ремонт и улучшение дисплея автомобиля
  12. Подсветка из разбитой матрицы 7 дюймов
  13. Установленная светодиодная подсветка
  14. Boost на LM27313 и покупной модуль MOSFET
  15. Boost на LM27313 припаянный к модулю MOSFET
  16. Установленные платы управления подсветкой
  17. Распиновка разъемов головы
  18. Подключенный дисплей с установленной подсветкой
  19. Видео
  20. Новые идеи
  21. Проектирование
  22. Покупные серёжки-гвоздики со светодиодом
  23. Бейдж со включенной подсветкой
  24. Сложности в изготовлении малой платы с LED-светодиодами
  25. Самодельные глухие и внутренние переходные отверстия
  26. Спаянный сэндвич
  27. Паста паста паста
  28. Монтаж
  29. Подготовка серьги
  30. Фотогалерея
  31. Видеоурок по пайке компонентов печатной платы
  32. Как паять компоненты печатной платы
  33. Пайка с помощью паяльника
  34. Пайка с использованием фитиля для пайки
  35. Пайка с использованием паяльного насоса
  36. Пайка с использованием мощной паяльной станции
  37. Пайка с помощью теплового пистолета

Правила подключения светодиодной ленты 220 Вольт:

  1. Проверьте визуально целостность силиконовой трубки по всей протяженности ленты.

  2. Светодиодная лента 220 Вольт подключается к высоковольтной сети через диодный мост (выпрямитель). Подключение напрямую к сети приведет к выходу из строя ленты.

  3. Максимальная длина последовательно подключенных отрезков не должна превышать 50 метров.

  4. Разрезать светодиодную ленту можно только в специально обозначенных для этого местах.

  5. Радиус изгиба светодиодных лент с фронтальным расположением диодов не должен быть менее 20 мм.

  6. В связи с высоким рабочим напряжением, все работы по монтажу светодиодной ленты 220V должны производиться квалифицированными специалистами электромонтажниками.

  7. Недопустимо долговременное включение ленты, смотанной в катушку.

Image

Особенность светодиодной ленты с питающим напряжением 220V в том, что для ее подключения к высоковольтной сети не требуются громоздкие источники питания. Крепление ленты осуществляется при помощи специального крепежа.

Вся лента LEDPROM 220V производится со степенью влагозащищенности IP68, что обеспечивает не только надежную эксплуатацию в условиях повышенной влажности, но и безопасность. Светодиодная лента 220 Вольт поставляется в бобинах по 50 и 100 метров.

При необходимости светодиодная лента режется на отрезки кратные 1 метру. Места разреза промаркированы на поверхности платы.

Image

Image

Необходимо избегать резких изгибов ленты во избежание повреждения токопроводящих дорожек.

Image

Что такое процесс пайки компонентов печатной платы?

Image

Фабрика PCBA припаивает электронные компоненты к голой плате с помощью процесса пайки, а процесс отпайки заставляет плату PCBA снова стать голой платой. В процессе пайки припой расплавляется и устраняет соединение между двумя различными материалами. В электронике пайка используется для удаления компонентов с печатной платы с целью ремонта в случае повреждения, для устранения неисправностей, замены и спасения. Проще говоря, процесс пайки противоположен процессу пайки, при котором компоненты соединяются на плате.

Многие высококлассные PCBA компоненты

Многие высококлассные PCBA компоненты часто используются в проектах по сборке печатных плат, таких как: IC (интегральная схема), lm4702, транзисторы усилителей мощности и т.д. Хотя пайка может устранить все, что было сделано при пайке, отпаять ИС от PCBA не так-то просто. Процесс пайки также требует высокого уровня мастерства и наличия современных паяльных машин для удаления компонента. Существуют некоторые приемы, используемые для того, чтобы сделать процесс пайки точным. Далее позвольте мне обсудить это более подробно.

Меры предосторожности при пайке компонентов PCBA

Пайка — это обязательный навык для Сборка печатной платы компаний, но поскольку процесс пайки требует ручного труда сотрудников, здесь приведен список некоторых мер предосторожности, которые необходимо соблюдать при выполнении этого процесса:

Выбор компонентов печатной платы для пайки

Если установлено, что печатная плата неисправна и ее необходимо распаять, пожалуйста, выбирайте метод пайки в зависимости от различных ситуаций:

Ремонт электроники

Снова хочу предложить Вашему вниманию статью по ремонту электроники. Несколько лет назад знакомый попросил меня отремонтировать подсветку информационного дисплея на Mitsubishi L200.\ Позже он пересел на Pajero Sport II и вернулся с той же проблемой уже на этом автомобиле. В прошлый раз я забыл сделать для себя пометки по ремонту и пришлось разбираться заново. Идея замены ламп CCFL на светодиоды лежит на поверхности, и я уже не раз таким образом менял подсветку в стареньких, но еще вполне приличных, телевизорах и мониторах.

Разборка блока

Разборка блока простая и описывать ее не буду. Выкручиваем все видимые винты, снимаем платы (их две, соединенные двумя FFC шлейфами), отключаем дисплей от платы и откручиваем. Дальше необходимо разобрать дисплей, так как лампа (она одна) установлена внутри под стеклом.

Ремонт подсветки

Отгибаем два ушка (видны на нижней фотографии Рис.1), чтобы снять защитную планку. Делать это нужно осторожно, так как планка закрывает шлейфы от стекла (матрицы).

Аккуратно отщелкиваем стекло и отгибаем вверх. Тут открывается доступ к лампе подсветки. Рассеиватель снимать не нужно.

Примечание

Принцип разборки такой же, как и у старой телевизионной матрицы. Там тоже есть плата, соединенная со стеклом, но лампы (их несколько) святят не в торец рассеивателя, а расположены в корыте между отражателем и стеклом. Для справки, чтобы получить равномерную подсветку для 32 дюймов достаточно 2-3 линеек на 6 светодиодов каждая.

Замена лампы

Дальше можно идти двумя путями:

  1. Купить такую же лампу и просто заменить.
  2. Поставить светодиодную подсветку. Я пойду по второму пути. Во‑первых, мне не хочется искать/заказывать лампу. Во‑вторых, при использовании штатной подсветки в салоне автомобиля слышен постоянный писк трансформатора, от которого не получается избавиться.

Ремонт и улучшение дисплея автомобиля

У меня есть несколько битых матриц разных размеров, и я их не выбрасываю как раз на такой случай. Расковыриваем, подключаем к блоку питания. Готово! Линейка длинная и не встанет в корпус дисплея. Светодиоды подключены по 3 штуки.

Откусываем лишнее и убеждаемся, что все работает.

Подсветка из разбитой матрицы 7 дюймов

Подсветка из разбитой матрицы 7 дюймов

Дальше на светодиодную линейку приклеиваем 3М скотч, припаиваем провода и устанавливаем.

Установленная светодиодная подсветка

Установленная светодиодная подсветка

Аккуратно собираем дисплей. Ставлю напряжение 8,6В, проверяю как светит на собранном дисплее. А светит отлично! Подсветка равномерная, засветов нет (на фото красиво не поучилось отобразить).

Чтобы в ночное время суток дисплей не слепил водителя нужно задействовать штатную регулировку яркости (управляется из меню). Тут нужно подумать. Я периодически разрабатываю и заказываю различные макетки DC/DC преобразователей, Buck-Boost и всякие похожие мелочи, которые могут пригодиться в хозяйстве. Нашел плату Boost на LM27313 и покупной модуль MOSFET на n-channel транзисторе.

Boost на LM27313 и покупной модуль MOSFET

Boost на LM27313 и покупной модуль MOSFET

Спаиваем их вместе и выводим провода для проверки.

Boost на LM27313 припаянный к модулю MOSFET

Boost на LM27313 припаянный к модулю MOSFET

Осталось найти ШИМ для управления штатной подсветкой. На помощь приходит осциллограф. После недолгого изучения платы методом тыка находим нужный контакт. Частота 400Гц – то, что нужно. Мерцаний видно не должно быть. На фото ниже я припаялся к контактной площадке над транзистором Q926 (PWM). Входное питание для LM27313 – 5В. На выходе 8,6В. Пара плат приклеены на толстый двухсторонний скотч, но этого недостаточно, и я еще проклею модуль автомобильным герметиком.

Установленные платы управления подсветкой

Установленные платы управления подсветкой

Для подключения всей головы и ее проверки необходимо воспользоваться распиновкой разъемов.

Распиновка разъемов головы

Распиновка разъемов головы

Подключенный дисплей с установленной подсветкой

Подключенный дисплей с установленной подсветкой

Если смотреть на дисплей снизу, как на фото, то видны чуть заметные засветы, но под прямым углом их уже не видно. Скважность ШИМ примерно 50%, то есть будет возможность регулировки яркости в обе стороны. Надеюсь, кому-то пригодится такой опыт ремонта.

Все работает. Подсветка регулируется.

Спасибо за внимание и успехов! Удачи на дорогах, друзья!

Видео

В видео ниже показан процесс изготовления.

Новые идеи

В статье представлены более глубокие объяснения.

Проектирование

Эти серёжки-гвоздики со светодиодами очень дёшевы. Они содержат крошечный держатель аккумуляторов под две ячейки LR521. Я хотел заменить пластиковый камешек и один светодиод на собственную печатную плату, оставив только корпус.

Покупные серёжки-гвоздики со светодиодом

Плата и прошивка будут идентичны бейджу, который я недавно разработал на CH32V003. Прочитайте по ссылке его историю и объяснение работы.

Бейдж со включенной подсветкой

Сложности в изготовлении малой платы с LED-светодиодами

Сложность здесь заключается в том, что я уменьшил дизайн бейджа втрое по каждой из сторон (или до одной девятой площади), снизив расстояние между светодиодами с 3 мм до 1 мм. Кроме того, я стремился к отсутствию толстого края вокруг платы. Эти ограничения сильно усложняют прокладывание дорожек.

Чтобы вы получили представление о масштабе, покажу три светодиода 0201 рядом с обычным светодиодом поверхностного монтажа.

А чтобы по-настоящему понять размеры, вот светодиод 0201 на корпусе ATtiny85:

Самодельные глухие и внутренние переходные отверстия

Цена небольшой партии плат HDI начинается от нескольких сотен долларов, и чем сложнее конфигурация, тем выше стоимость. В этом проекте я хотел уложиться суммарно в $50.

Я решил изготовить собственный сэндвич печатной платы — две двухслойные платы, соединённые массивом площадок для пайки.

Я не был уверен, что это сработает. Я разместил все площадки по периметру, в том числе и для того, чтобы изучить все соединения. Разумеется, для этого нужно было бы извлечь платы из панели, чего я не хотел делать, пока не будет собрана оставшаяся часть платы. Думаю, можно было бы сначала смонтировать компоненты, а последним делом собрать платы в сэндвич, но мне кажется, это закончилось бы катастрофой.

Размер сверла под отверстия равен 0,25 мм, что ставит нас на второй уровень ценообразования плат (почти во всех самых дешёвых печатных платах размер минимум 0,3 мм). Вероятно, можно было бы создать схему для светодиодов 0201 в пределах самых дешёвых допусков, но я не хотел рисковать. Нужно помнить, что расстояние от одного светодиода до другого — 1 мм. При таком масштабе толщина меди вокруг отверстия заметно различается.

Спаянный сэндвич

Как обычно, я соединил заказ со множеством других, поэтому когда они все прибыли, у меня было мини-Рождество.

Незаполненная плата, на фоне куча остальных

Главный дисплей — это матрица 8×8 с шагом 1 мм. При отрезании краёв (чтобы уместить её в круглый профиль) это обеспечивает место под 52 светодиода в круге диаметром 9 мм. Нижняя и верхняя часть панели имеют ширину 5 мм. Вся панель имеет размер 23 мм на 28,5 мм.

Я нанёс шаблон из пасты на одну из плат и разместил поверх неё плату без пасты. Симметричность панелей помогает в точном выравнивании плат.

Общая толщина плат — 0,6 мм, то есть наш сэндвич в результате оказался чуть больше 1,2 мм. Оплавление прошло без особых происшествий.

Вероятно, мне стоило использовать пайку при более высокой температуре, потому что это снизило бы риск разрыва соединений. С другой стороны, я не хотел рисковать и что-то поломать: эти площадки очень малы, диаметром примерно 0,5 мм, а у меня не особо большой выбор паяльных паст в запасе. (У них есть срок хранения, к тому же они всё равно спустя несколько месяцев заканчиваются.)

Паста паста паста

Вместе с платами я заказал стальной шаблон. Я разместил на нём примерно шесть разных дизайнов, но заказывать шаблон даже для одной платы вполне возможно, для своих возможностей они невероятно дёшевы.

Увеличенный снимок шаблона с пальцем для масштаба

Моя первая ошибка заключалась в том, что я не разместил на шаблоне опорные точки. Выровнять первую плату было достаточно легко, для проверки можно было использовать площадки QFN, но после вырезания одной платы из панели выровнять вторую было очень сложно.

Моя вторая ошибка заключалась в том, что я, похоже, сделал отверстия под площадки 0201 слишком маленькими. Вероятно, стоило сделать их чуть больше, благодаря чему процесс работы с шаблоном был менее стрессовым.

Первая попытка оказалась вполне приемлемой, большинство площадок было идеальным, лишь некоторым не хватило пасты. Я стёр её и попытался ещё несколько раз, похоже, для идеального наложения требуется подходящий уровень давления и скорость.

Идеала добиться не удалось, но можно было двигаться дальше. Я очистил шаблон, но недостаточно. Остатки пасты засохли, поэтому когда я добрался до второй серьги, процесс оказался гораздо менее весёлым.

Монтаж

Если вы смотрели видео или читали про предыдущие проекты, то знаете, что я планировал размещать компоненты при помощи установочного автомата.

0201 сильно выходит за пределы его допуска, так что пришлось положиться на удачу. Если бы до этого дошло дело, вполне можно было разместить 52 светодиода 0201 вручную, но мне было очень любопытно, справится ли автомат и позволит ли это открыть новые возможности для будущих проектов.

Автомат поставлялся с большим выбором вакуумных сопел, большинство из которых было цилиндрическим, но самое маленькое имело такую форму.

Этот продолговатый наконечник сравним по размеру с компонентами, которые мы пытаемся разместить, так что не было очевидно, сработает ли это, но в конечном итоге никаких проблем с этим не возникло.

Конструкция автомата напоминает 3D-принтер, но рассчитана на более точные допуски. После калибровки положения компонентов он разместил первый абсолютно точно.

Размещение первого компонента

Проблемы, с которыми я изначально столкнулся, были связаны не с размещением компонентов, а с поведением ленты. Я установил автомат на очень жёсткий стол, но он всё равно трясся при работе. Это значило, что настолько мелкие компоненты, как 0201, скорее всего, будут разлетаться при вытягивании защитной плёнки ленты. Отверстия в ленте расположены с шагом 4 мм, как и у всех остальных лент, и большинство компонентов, даже самые маленькие, расположены на расстоянии 4 мм. Только в случае с 0402 и 0201 компоненты размещаются чаще, чем отверстия в ленте. Это представляет проблему для механизма протягивания ленты: головка имеет соленоидный штифт, вставляемый в отверстие и выталкивающий его вперёд. В случае лент с расстоянием 2 мм он должен выполнять вытягивание на полшага, а не на целый шаг.

Автомат способен это сделать, но самое важное здесь для того, чтобы он точно мог брать компоненты — сместить позицию, в которой он берёт компонент с ленты. Нулевая позиция почти на 4 мм удалена от места отрывания плёнки, из-за чего у компонентов было слишком много места, чтобы отскочить.

Перенесёмся в самый конец первой попытки.

Размещённые на плате светодиоды

В целом результат меня довольно сильно впечатлил. Присутствует очевидная систематическая погрешность, все компоненты расположены чуть ниже, но это всего лишь моя неточная калибровка, само по себе размещение очень ровное. Некоторые из компонентов перекосило, не совсем понятно, подпрыгнули ли они при размещении или возникла ошибка в системе машинного зрения. Даже небольшая ошибка округления в логике поиска контуров OpenCV может привести к размещению компонентов под странными углами. К счастью, криво размещённые компоненты можно легко вернуть в нужное положение.

После оплавления практически все они выстроились в идеальную сетку.

Результат получился гораздо более ровным, чем моя вторая попытка на видео, так получилось просто потому, что в тот раз я гораздо хуже наносил пасту через шаблон.

Заполнение компонентами обратной стороны платы прошло без проблем.

Без проблем, но не без напрягов! Лишь после этого момента мы смогли проверить, всё ли работает.

Вырезав платы из рамки, я сделал несколько снимков с монетой для понимания масштаба.

Плата на монетке в 50 пенсов

Монета в 50 пенсов немного велика, так что вот ещё один снимок с монетой в 5 пенсов.

Подготовка серьги

Под пластмассовым «камушком» серьги скрывается крошечная печатная плата с двумя компонентами на ней.

Корпус — это положительная клемма батареи. Отрицательная клемма — это тонкий провод, проходящий посередине гвоздика. Нам достаточно подключить нашу цепь к этим двум точкам.

Не подумав, я припаял соединения и установил сэндвич, не протестировав его полностью. Я очень тщательно крепил зажимы, но это оказалось ошибкой, потому что вскоре мне пришлось всё это переделывать и менять.

Передаваемая мощность моей исходной прошивки оказалась слишком высокой, глупо было этого не предполагать. Крошечная батарейка не могла справляться с потреблением тока, напряжение падало и детектор перебоев питания в CH32V003 выполнял сброс чипа. Покопавшись в даташите, я понял, что детектор можно отключить. Я больше привык к работе с чипами ATtiny, многие из которых замечательно работают под напряжением, снижающимся до 1,8 В.

Перепрограммировать уже установленную схему хоть и сложно, но можно; я воспользовался зажимом типа «крокодил», чтобы подключиться к положительной клемме, прикоснулся к концу одного провода, чтобы образовать подключение к «земле», а затем коснулся ещё одного провода внутри, чтобы подключиться к отладочному контакту. Однако делать это несколько раз очень утомительно, поэтому я снова вскрыл серьгу, чтобы сделать всё правильно.

Если уж мы это сделали, то добавим несколько конденсаторов, это должно помочь.

Снятая схема и два добавленных конденсатора

Я подключил параллельно конденсаторы на 22 мкФ и на 0,1 мкФ. Иногда керамические конденсаторы большой величины и физически малого размера имеют высокое внутреннее сопротивление, поэтому может быть полезно скомбинировать несколько значений параллельно.

Я снизил тактовую частоту чипа с 48 МГц до 1,5 МГц и заметил, что это влияет на соединение отладчика. В обычном случае это нормально, существует утилита, позволяющая вернуть к жизни «брикнутый» чип, выполнив цикл отключения-включения и немедленно подсоединившись к нему. К сожалению, для этого требуется управление отладкой источника питания, поэтому в нашей ситуации это становится очень хитрой задачей; именно поэтому я попытался подсоединиться к гвоздику при помощи «крокодилов».

В конечном итоге мне удалось добиться нужного состояния дисплея со скважностью порядка 0,25%, а благодаря сниженной тактовой частоте потребляемый ток примерно равен 8 мА.

На этом мы можем сказать, что работа завершена и приступить ко второй серьге. Это было веселее, потому что процесс её сборки я снимал и мне постоянно мешалась видеокамера.

Фотогалерея

Разумеется, это впечатляющий электронный проект, но захочет ли кто-то носить такие серьги? Честно говоря, раньше подобные вопросы не мешали мне создавать абсолютно безвкусные серьги, которые никто не стал бы надевать даже под страхом смертной казни.

Но, похоже, моей подруге хотелось попробовать новые блестящие аксессуары. Подозреваю, ей втайне нравится быть «ушной моделью».

Я захотел попробовать скомбинировать длинную выдержку со вспышкой, чтобы получить фотографию со следами свечения светодиодов.

Исходный код этого проекта идентичен коду бейджа, он выложен на git.mitxela.com и github.

Видеоурок по пайке компонентов печатной платы

Пайка — это процесс, который используется для крепления медных труб в сантехнических операциях и помогает соединить различные компоненты на плате. Этот процесс помогает сделать надежное и прочное соединение компонентов. Но если кто-то неправильно припаяет компонент к плате. В этом случае припаянные компоненты не пригодятся, а мы хотим использовать этот компонент в другом проекте. Поэтому Вы будете извлечь компонент путем нагрева припоя и отпаивания места спайки.

Как паять компоненты печатной платы

В следующем материале FS Technology покажет Вам, как удалять компоненты с печатной платы и проанализирует преимущества и недостатки между ними с помощью различных инструментов. PS: Выбор правильного способа и внимание к защитным мерам — это первый шаг в Вашем процессе пайки.

Пайка с помощью паяльника

Видеоурок по пайке компонентов печатной платы

Преимущества и недостатки:

Пайка с использованием фитиля для пайки

Эта техника отпаивания используется для удаления дополнительного припоя на плате по завершении процесса пайки. Паяльный фитиль создается с помощью переплетения медных витков и оплетки. Этот метод также называется паяльной оплеткой. Для создания паяльного фитиля используются медные провода, поскольку они являются хорошим проводником тепла. Когда припой нагревается, медная спираль получает припой от металлов. При этом происходит Флюс PCBA в комплекте с паяльными фитилями, которые помогают удалить припой с печатной платы. Для удаления припоя выполните следующие действия:

Пайка с использованием паяльного насоса

Для удаления припоя в этой технике используется паяльный насос. Паяльный насос — это малогабаритный вакуумный насос высокого давления. Когда Вы используете этот насос, убедитесь, что припой нагрелся и расплавился. Процесс пайки состоит из нескольких этапов, описанных здесь:

Пайка с использованием мощной паяльной станции

Наилучшим вариантом для эффективной пайки является термостатируемая мощная паяльная станция. Она в основном используется для процессов пайки больших размеров, что не подходит для электронных компонентов, таких как ИС. Например, если необходимо удалить из проектов большое количество компонентов, этот метод вполне подходит. Используются различные типы машин для пайки, некоторые из них описаны здесь:

Пайка с помощью теплового пистолета

Видеоурок по пайке компонентов печатной платы

Процесс работы с тепловым пистолетом похож на работу с паяльником. Здесь процесс объясняется на примере тепловой пушки:

В этой заметке мы обсудим различные методы пайки. Итак, давайте начнем.

Читайте также:  Какая вода должна применяться для доливки аккумуляторов
Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий