Выводной монтаж элементов на печатную плату

2. Подготовьте поверхность: очистите печатную плату и выводы компонентов от загрязнений.

3. Подготовьте компоненты: выровняйте компоненты на плате перед пайкой.

4. Приготовьте паяльник: разогрейте паяльник до необходимой температуры.

5. Прогрейте компоненты: нагрейте выводы компонентов и печатную плату.

6. Нанесите припой: нанесите припой на место соединения компонента и платы.

7. Отпаяйте компоненты: после остывания припоя, проверьте качество соединений.

8. Очистите поверхность: удалите остатки флюса и проверьте внешний вид платы.

9. Тестирование: передвиньте печатную плату на тестирование для проверки работоспособности.

10. Завершение процесса: после завершения тестирования, упакуйте и отметьте печатную плату.

Содержание
  1. Принципы пайки печатных плат
  2. Заключение
  3. Пайка печатных плат: шаг за шагом
  4. Подготовка поверхности
  5. Размещение компонентов
  6. Нанесение флюса
  7. Применение тепла
  8. Пайка
  9. Чистота
  10. Осмотр
  11. Тестирование
  12. Каковы основные принципы пайки печатных плат?
  13. Основные принципы:
  14. Оборудование для пайки
  15. Неисправности при пайке
  16. Наиболее распространенные неисправности:
  17. Причины некачественной пайки печатной платы
  18. Забивание камнями могил
  19. Шаровидная пайка припоя
  20. Приподнятые площадки
  21. Недостаточное количество припоя
  22. Избыток припоя
  23. Как добиться идеальной пайки печатной платы?
  24. Заключение
  25. Правильная пайка печатных плат: ключевые аспекты
  26. ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
  27. Что такое резистор печатной платы?
  28. Как правильно выбрать резистор для печатной платы?
  29. Как понять код резистора на печатной плате?
  30. ВЫВОДНОЙ МОНТАЖ ( — англ. Through-hole Technology).
  31. Недостатки
  32. Способы выводного монтажа
  33. Варианты установки выводных компонентов на печатную плату.
  34. Области применения
  35. Качество пайки
  36. Технология пайки ЭРЭ
  37. Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

Принципы пайки печатных плат

Процесс пайки печатных плат основан на нескольких принципах, которые важно учитывать для обеспечения надежного и качественного соединения:

  1. Термодинамический принцип: процесс пайки зависит от температуры и времени нагрева, чтобы достичь правильного соединения.

  2. Оптимальное смачивание: припой должен равномерно покрывать место соединения для обеспечения прочного контакта.

  3. Равномерное распределение флюса: флюс используется для очистки поверхности от окислов и обеспечивает правильное смачивание.

  4. Теплопроводность: печатные платы и компоненты должны быть равномерно прогреты для предотвращения повреждения.

  5. Контроль температуры: важно строго контролировать температуру паяльной станции для избежания перегрева.

Заключение

Пайка печатных плат является критическим этапом в производстве электронных устройств и требует точности, мастерства и соблюдения принципов для обеспечения качественного соединения. Различные типы припоев и этапы пайки играют важную роль в общем качестве и производительности электронных устройств.

Пайка печатных плат: шаг за шагом

Подготовка поверхности

Подготовьте рабочее место, убедившись, что оно чистое и не содержит легковоспламеняющихся материалов.

Размещение компонентов

Разместите компоненты на плате печатной платы в соответствии с принципиальной схемой и используйте подручные средства, чтобы зафиксировать их на месте.

Нанесение флюса

Нанесите флюс на соединения, где будут спаиваться компоненты.

Применение тепла

Нагрейте паяльник и приложите его к соединению, позволяя теплу расплавить проволоку припоя.

Пайка

Прикоснитесь кончиком проволоки припоя к соединению и дайте ему расплавиться и растечься по соединению, образуя прочное соединение. Перейдите к следующему соединению и повторяйте процесс, пока все компоненты не будут припаяны на место.

Чистота

Очистите излишки флюса с платы печатной платы с помощью кисточки и изопропилового спирта.

Осмотр

Осмотрите паяные соединения на наличие дефектов или мостиков и при необходимости устраните любые проблемы.

Тестирование

Протестируйте схему, чтобы убедиться в ее правильном функционировании.

Каковы основные принципы пайки печатных плат?

Основные принципы:

  • Правильно подготовленные поверхности
  • Соответствующая температура припоя
  • Размещение припоя
  • Правильное количество припоя
  • Адекватная поддержка
  • Избегание перемещения
  • Меры предосторожности

Оборудование для пайки

  • Паяльник
  • Ножницы для снятия изоляции
  • Защитные очки

Неисправности при пайке

Наиболее распространенные неисправности:

  • Холодные паяные соединения
  • Паяные мостики

Причины некачественной пайки печатной платы

Забивание камнями могил

Обычно это происходит, когда один конец компонента для поверхностного монтажа приподнимается над печатной платой, в результате чего компонент встает как надгробный камень.

Шаровидная пайка припоя

Это происходит, когда на площадке или компоненте образуются маленькие капельки припоя.

Приподнятые площадки

Это происходит, когда медная площадка отходит от печатной платы, оставляя компонент без соединения.

Недостаточное количество припоя

Это происходит, когда наносится недостаточное количество припоя, что приводит к неполному соединению.

Избыток припоя

Это происходит, когда наносится слишком много припоя, в результате чего на печатной плате образуется сгусток металла.

Как добиться идеальной пайки печатной платы?

Для достижения идеальной пайки печатной платы можно следовать некоторым рекомендациям:

  1. Достаточное освещение: Выбирайте хорошо освещенное рабочее место для комфортной работы.

  2. Подготовьте поверхность, очистив ее: Очистите поверхность печатной платы от масел и грязи с помощью изопропилового спирта или другого чистящего средства.

  3. Используйте правильную температуру припоя: Нагрейте утюг до температуры, не превышающей температуру окружающего материала на 10°C.

  4. Не держите утюг в одном месте слишком долго: Перемещайте утюг по поверхности платы, чтобы избежать повреждения проводящих дорожек.

  5. Используйте флюс: Добавление флюса облегчает растекаемость припоя по металлическим поверхностям.

  6. Предельное использование припоя: Не наносите избыточное количество припоя на печатную плату.

  7. Проверьте соединения после пайки: Убедитесь, что все соединения являются токопроводящими после остывания припоя.

Правильное исполнение этих действий позволит получить удовлетворительные результаты.

Заключение

Пайка печатной платы — это важный процесс в производстве электроники, требующий точности и мастерства для обеспечения правильного соединения компонентов с платой. Осознание причин некачественной пайки и применение советов по улучшению процесса поможет достичь идеальных результатов.

Правильная пайка печатных плат: ключевые аспекты

Правильная подготовка, осторожное обращение с деталями, точное размещение и соответствующий температурный контроль — все это важные аспекты успешной пайки печатных плат. Обеспечение правильного выполнения этих элементов может помочь предотвратить повреждение оборудования, задержки из-за переделок или сбоев, и в конечном итоге повысить надежность и эффективность электронных устройств.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Что такое резистор печатной платы?

Резистор печатной платы — это устройство, преобразующее электрическую энергию в тепловую. Он имеет две клеммы, одна из которых подключена к положительной стороне цепи, а другая — к земле. Когда вы прикладываете к нему напряжение, через него протекает ток и выделяется некоторое количество тепла, пропорциональное разности напряжений. Цель использования резистора в печатной плате — ограничить ток, рассеивая его тепло по своему сопротивлению, а не позволяя ему сразу же нагревать ваши компоненты или вызывать их повреждение из-за перегрева.

Как правильно выбрать резистор для печатной платы?

Наиболее важным параметром, который необходимо учитывать при выборе подходящего резистора для печатной платы, является номинальная мощность (Вт) и допуск (в процентах). Резистор меньшей мощности имеет меньший температурный коэффициент сопротивления, чем резистор большей мощности. Это означает, что он будет рассеивать меньше тепла и, следовательно, будет более стабильным при высоких температурах. Чтобы правильно выбрать резистор для печатной платы, необходимо знать следующие параметры: Номинальная мощность (Вт) и допуск (в процентах). Температурный коэффициент сопротивления. Диапазон рабочего напряжения.

Как понять код резистора на печатной плате?

  1. Резисторы имеют трех- или четырехзначные коды, которые определяют сопротивление и допуск резистора. Такой способ маркировки резисторов называется кодом резистора печатной платы.

  2. Трехзначные коды состоят из трех цифр, первая из которых указывает на значение сопротивления в омах, а вторая — на допуск.

  3. Четырехзначные коды состоят из четырех цифр — по одной на каждую цифру трехзначного кода. Первые две цифры всегда равны нулю — они указывают, что данный резистор не имеет допуска или спецификации. Последние две цифры всегда равны единице — они указывают, что данный резистор имеет спецификацию между 1% и 10%.

Дети растут, их потребности меняются, а проверенные рецепты семейного счастья перестают действовать. Особенно изобретательным приходится быть в праздники и в летнее время. Как организовать совместный досуг, чтобы всем было интересно? Ранее я уже писал, как играть с ребёнком в шифры, а также давал подборку развивающих настолок. В честь Дня защиты детей решил продолжить эту славную традицию.

Мой вариант — занять ребёнка чем-то созидательным, что привлекает его сейчас и поможет в будущем. Нам не пришлось долго выбирать. Поскольку я айтишник, в качестве хобби занимающийся ремонтом разных железок, дочка часто видит меня с мультиметром и паяльником. Она горит желанием помочь, но что тут можно доверить пятилетнему ребёнку? Оказывается, многое! Нужно только правильно организовать процесс.

Элементарные соображения безопасности подсказывают, что рабочее место и совместную работу следует организовать так, чтобы ребёнок физически не мог случайно дотронуться до разогретого жала, повредить пальцы кусачками или как-то ещё навредить себе — дети крайне изобретательны.

Для начала сажаем ребёнка за отдельный стол, кладём на него силиконовый коврик и торжественно вручаем относительно безопасные вещи, с которыми он сможет упражняться более-менее самостоятельно, пока папа рядом делает «взрослую» часть работы и всегда готов помочь. Естественно, у ребёнка будет куча вопросов, поэтому вам понадобится мешок терпения (а лучше — два). Главное на первом этапе — не перегружать юный мозг и стараться отвечать максимально просто. Вы не экзамен сдаёте, а показываете ребёнку, насколько увлекательный мир его ждёт.

Знакомство с радиоэлектроникой моя дочь начала с того, что я показал ей россыпь резисторов. Изобразил пантомимой, как они мешают бежать электронам, словно воспитатели — детям в коридоре садика. Рассказал, зачем на них разноцветные полосочки и показал, как раскладывать резисторы с одинаковым окрасом по кучкам. Потом были светодиоды, у которых она училась различать «плюс» и «минус» двумя разными способами. Первый (по форме электродов) был удобен в относительно крупных и прозрачных корпусах, а второй (по длине ножек) позволял проверить полярность с обратной стороны платы.

Очень быстро дочь стала раскладывать резисторы по номиналам, хоть и не умела выражать сопротивление численно — просто группировала «палочки с одинаковыми полосочками». Затем она стала проверять светодиоды. Специально для этого сделал тестер из двух Ni-MH аккумуляторов типоразмера АА (чтобы напряжение было 2,4 В) и пары изолированных «крокодилов» разного цвета.

Несколько светодиодов она всё-таки сожгла, но как без этого? Дети часто торопятся и отвлекаются. В таких случаях нужно не ругать, а анализировать причину ошибки. Чаще всего это желание поскорее услышать похвалу, или банальная усталость. Сделайте перерыв, а затем продолжите, когда ребёнок сам захочет.

В следующие выходные я взял для тренировки простенький радиоэлектронный конструктор «Светомузыка» на микросхеме CD4017. Дочь уже сама вставляла резисторы и светодиоды в плату. Какой стороной вставлять резисторы — без разницы, а как определять полярность у светодиодов — она уже хорошо усвоила.

Когда дело дошло до конденсаторов, она сама сообразила, что заштрихованные стороны на корпусе и плате должны совпадать. Правильная догадка придала ей уверенности в себе. Дочь набралась смелости, чтобы задать давно мучивший её вопрос: «Пап, а когда ты уже дашь мне паяльник?». Сказать в этот момент: «Ещё не скоро!» было бы преступлением, поэтому я предложил сначала понаблюдать, а затем попробовать вместе.

Это был тот случай, когда «глаза боялись, а руки делали». Дочке хватило пары минут, чтобы почувствовать свою «взрослость» и причастность к папиному занятию, а мне потом пришлось долго думать, как организовать более безопасную пайку в следующий раз. Пересмотрев разные варианты, я решил взять специально для дочери компактный паяльник TS 101 с питанием от USB. Покупать такой себе — жаба душила, а так — вроде бы для ребёнка стараешься.

Возможность запитать паяльник от внешнего аккумулятора с поддержкой протокола PD мне особенно понравилась. Так можно работать где угодно (уже оценил при ремонте потолочного светильника), а заодно устраняется риск поражения током, если вдруг ребёнок пережжёт сетевой шнур.

Забегая вперёд, скажу, что выбор оказался удачным. Ребёнку намного удобнее учиться с миниатюрным и лёгким инструментом, который не заставляет долго ждать (буквально за секунды нагревается до заданной температуры) и «не привязан» к розетке. Да чего уж там, взрослому — тоже вполне комфортно. Жаль, что в моём детстве ничего подобного не было.

В следующий раз мы собирали конструктор «ёлка». Сюрпризом стали транзисторы (s9014), у которых «зачем-то есть третья нога». Конечно, я не стал грузить дошкольницу тем, где тут «эмиттер», «коллектор» и «база». Упростил объяснение до уровня «третья нога работает как переключатель». Специально выбрал вариант с асимметричным корпусом TO-92 (КТ-26), чтобы по картинке сразу можно было понять, как транзистор должен располагаться на плате.

Наблюдая за дочкой, я через какое-то время успокоился настолько, что стал разрешать ей подносить припой к месту пайки. Только просил отматывать кусочек подлиннее, чтобы она не держала пальцы близко к жалу. Ещё через пару таких занятий я доверил ей паяльник. Правда, сначала выключенный (она об этом не знала), чтобы понаблюдать за соблюдением техники безопасности. Дочка вела себя на удивление по-взрослому. Всё делала не спеша и сосредоточенно. Поэтому я включил питание и, придерживая её свободную руку, дал самостоятельно припаять первый контакт.

Дети плохо воспринимают длинные фразы, особенно в минуты волнения. Поэтому все мои реплики во время совместной работы с паяльником были максимально короткими: «Вот так держи. Тут не трогай! Горячее утюга! Медленно подноси! Держи, держи! Хватит! Убирай!». Получилось не слишком аккуратно, зато с первого раза. Ничто так не вдохновляет, как первый успех!

Секрет его достижения оказался прост: перед тем, как давать ребёнку попробовать свои силы, нужно всё тщательно подготовить. Я заранее очистил и обезжирил плату, а также дополнительно залудил все контакты. Проверил каждый элемент, подготовил жало паяльника и сразу выставил нужную температуру (280 °С, так как припой оказался среднего качества), сохранив её как первый режим. После включения паяльника дочке было достаточно нажать на одну кнопку, подождать секунд 15 и коснуться места пайки разогретым жалом на секунду-две. Предварительно нанесённый припой аккуратно растекался, и это выглядело магически. Он буквально обволакивал ножку радиоэлемента и застывал в отверстии, как правило — ровной капелькой. Так паяльник превратился в волшебную палочку, которой можно делать настоящие чудеса.

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про выводной монтаж элементов на печатную плату, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое выводной монтаж элементов на печатную плату, тнт, монтаж в отверстие , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Конструирование и проектирование электронной аппаратуры.

выводной монтаж элементов на печатную плату (ПП) – это процесс установки электронных компонентов на ПП с использованием выводов (ножек) элементов, которые проходят через отверстия в ПП и затем паяются с противоположной стороны.

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

Использование автоматов на производстве помимо увеличения скорости монтажа в отверстия имеет дополнительные преимущества:

Недостатки

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:

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:

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.

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

Области применения

В силовых устройствах, блоках питания, высоковольтных схемах мониторов и других устройств и областях, в которых из-за повышенных требований к надежности большую роль играют традиции, доверие проверенному, например, авионика, автоматика АЭС и т.п

Качество пайки

При разработке печатных плат необходимо учитывать толщину выводов используемых компонентов. Поскольку качество выводных компонентов зависит от зазора между выводом компонента и стенками металлизированного отверстия. Зазор должен обеспечивать капиллярность, обеспечивающую втягивание припоя в полость между выводом и стенкой металлизированного отверстия ПП, обеспечивать проникновение флюса и выход газов при пайке.

Качество пайки является важным аспектом в процессе монтажа элементов на печатную плату. Хорошее качество пайки обеспечивает надежные электрические соединения и долговечность платы. Вот некоторые факторы, которые влияют на качество пайки:

Правильная температура: Для каждого компонента и типа припоя рекомендуются определенные температурные условия. Важно следить за правильной температурой паяльника, паяльной ванны или печи, чтобы достичь оптимального плавления припоя и избежать повреждения компонентов или платы.

Соответствующее время пайки: Время, которое требуется для правильной пайки, зависит от размера и типа компонента. Слишком короткое время может привести к плохому контакту и слабому соединению, а слишком длительное время может повредить компонент или плату. Рекомендуется следовать рекомендациям производителя компонентов или выполнять испытания для определения оптимального времени пайки.

Очищение поверхности: Перед пайкой важно очистить поверхность платы и выводы компонентов от загрязнений, окислов или жира. Это можно сделать с помощью специальных очистителей, щеток или изопропилового спирта. Чистая поверхность способствует лучшему сцеплению между припоем, выводами компонентов и платой.

Корректная ориентация и положение компонентов: При установке компонентов необходимо обратить внимание на их правильную ориентацию и положение. Неправильная ориентация или смещение компонента может привести к неправильному контакту или повреждению при пайке.

Контроль качества: После пайки рекомендуется провести визуальный контроль качества, чтобы убедиться в правильности соединений, отсутствии повреждений, коротких замыканий или неправильных контактов. Можно использовать увеличительное стекло или микроскоп для более детального осмотра.

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

Оценка качества пайки может происходить с помощью различных методов и инструментов. Вот некоторые распространенные способы 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.

Оценка качества пайки обычно выполняется специалистами, квалифицированными в области производства печатных плат и электронных устройств. В зависимости от требований проекта и стандартов качества, могут быть установлены различные критерии оценки и методы контроля качества пайки.

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. Вот некоторые способы, которыми ИИ может быть применен для оценки качества 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.

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.

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 развии 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

Читайте также:  Вакуумная термообработка
Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий