Содержание

Как паять SMD компоненты – краткая инструкция с фотографиями

Возможно, вы в ужасе от небольшого размера SMD компонентов, которые обычно используются в современной электронике. Но этого не стоит бояться! Вопреки расхожему мнению, пайка SMD компонентов намного проще, чем пайка THT элементов (англ. Through-hole Technology, THT — технология монтажа в отверстия).

У SMD компонентов, несомненно, есть много преимуществ:

  • низкая цена;
  • небольшие размеры — на одной поверхности можно разместить больше элементов;
  • не нужно сверлить отверстия, а в крайних случаях вообще ничего не надо сверлить;
  • вся пайка происходит на одной стороне, и нет необходимости постоянно ее переворачивать;

Итак, давайте посмотрим, что нам необходимо для пайки SMD компонентов:

  • Паяльник – подойдет обычный, не дорогой паяльник.
  • Пинцет — можно купить в аптеке.
  • Тонкий припой — например, диаметром 0,5 мм.
  • Флюс — канифоль растворенная в этиловом спирте или вы можете купить готовый флюс в шприце для пайки SMD деталей.

И что? Это все? Да! Для пайки большинства SMD компонентов не требуется никакого специального оборудования!

Пайка SMD в корпусе 1206, 0805, MELF, MINIMELF и т. д.

В этих корпусах производят резисторы, конденсаторы, диоды и светодиоды. Такие элементы поставляются в бумажных или пластиковых лентах, адаптированных к автоматической сборке. Такие ленты наматывают на барабаны и обычно содержат 5000 штук элементов, хотя, может быть, даже 20000 в одной катушке.

Такие катушки устанавливаются в сборочные машины, благодаря чему весь процесс производства может быть полностью автоматизирован. Роль человека в подобном производстве — это только установка новых катушек и контроль качества готовой продукции.

В названии корпуса закодированы размеры SMD компонента. Например, 1206 означает, что длина элемента составляет 120 mils, а ширина — 60 mils. Mils составляет 1/1000 дюйма  или 0,0254 мм.

На практике чаще всего используются корпуса 1206, 0805, 0603, 0402, 0201, 01005. Для ручного монтажа идеально подходит корпус 1206, но даже 0402 можно паять вручную, хотя это довольно утомительно. Элементы MELF имеют цилиндрическую форму и чаще всего являются диодами или резисторами. Давайте теперь перейдем к делу!

Припаять диод в корпусе MELF

Прежде всего, мы должны облудить одну из контактных площадок. Мы обрабатываем площадку флюсом и прикасаемся к ней кончиком паяльника, и через некоторое время наносим припой. Припой должен немедленно расплавиться и равномерно покрыть всю площадку. Все, что вам нужно, это тонкий слой припоя — лучше, чтобы его было мало, чем слишком много.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Далее мы берем SMD компонент за боковые стороны и кладем его на место пайки. После этого следует разогреть ранее облуженную площадку и придавить в нее SMD компонент. Припой должен равномерно охватить вывод компонент.

Последний этап — пайка второго контакта. Здесь нет ничего сложного — мы прикасаемся к контакту и к площадке жалом паяльника, затем прикладываем к нему припой, который быстро плавиться, обволакивая место пайки ровным слоем.

На следующих рисунках показано, как припаивается конденсатор в корпусе 1206. Последовательность операций идентична приведенной выше.

Пайка SMD в корпусе SO8, SO14, SO28 и т. д.

В корпусах SO встречается большинство простых интегральных микросхем, такие как логические элементы, регистры, мультиплексоры, операционные усилители и компараторы. Они имеют относительно большой шаг выводов: 50mils. Вы можете легко припаять их без специального оборудования.

Первый шаг — лужение контактной площадки, расположенной в одном из углов. Мы касаемся площадки паяльником, нагреваем ее, а затем наносим немного припоя.

Далее берем микросхему с помощью пинцета и кладем ее на место пайки. Аналогично примеру с 1206, мы разогреваем облуженное поле, чтобы микросхема прилипала к плате. Если микросхема сдвинулась, то снова разогрейте контакт и отрегулируйте ее положение.

Если микросхема установлена правильно и держится надежно, то пропаиваем оставшиеся ножки. Прикладываем к ним жало паяльника, прогреваем, а затем прикасаемся к ним припоем, который, расплавляясь, обволакивает их. Чтобы сделать пайку качественнее следует применить флюс.

Пайка SMD в корпусе TQFP32, TQFP44, TQFP64 и т. д.

В принципе компоненты в корпусе TQFP тоже можно припаять без флюса, так же, как и SO, но мы хотим здесь наглядно показать, что дает активный флюс. Вы можете купить его в шприцах с надписью FLUX.

В следующем примере мы припаяем микросхему в корпус TQFP44.

Начнем с смазывания всех паяльных площадок флюсом. Флюс имеет густую консистенцию и очень липкий. Будьте осторожны, чтобы не испачкаться, потому что вы сможете отмыть его только растворителем.

Мы не будем предварительно облуживать, как писали ранее. Мы ставим микросхему сразу на ее место и устанавливаем в правильном положении.

До этого пайка осуществлялась острым жалом. Теперь продемонстрируем пайку жалом в форме ножа, которым одновременно можно припаять сразу несколько ножек.

Набираем немного припоя на кончике жала, а затем касаемся двух ножек в противоположных углах микросхемы. Таким образом, мы фиксируем микросхему, чтобы она не сдвигалась при пайке остальных ножек.

Теперь важно иметь на жале паяльника небольшое количество припоя. Если его много, протрите жало влажной губкой. Мы касаемся кончиком жала ножек, которые еще не пропаяны. Не следует опасаться замыкания ножек, поскольку благодаря использованию активного флюса этого можно избежать.

Если все-таки где-то произошло замыкание ножек припоем, то достаточно очистить жало паяльника, а затем распределить припой по соседним ножкам, или вовсе убрать его в сторону.

В заключение, нужно смыть активный флюс, так как через некоторое время он может окислить медь на плате. Для этого можно использовать этиловый или изопропиловый спирт.

extronic.pl

Как паять SMD элементы вручную


С каждым днем все чаще радиолюбители используют в своем творчестве СМД детали и компоненты. Не смотря на размеры, работать с ними проще: не нужно сверить отверстия в плате, откусывать длинные вывода и тп. Осваивать пайку СМД деталей нужно обязательно, так как она точно пригодится.
Данный мастер-класс рассчитан не на новичков в пайке, а скорее на любителей, которые хорошо паяют но испытывают небольшие затруднения с пайкой многоногих микросхем или конроллеров.

Понадобится



Это минимальный набор, без дорогих паяльных станций, фенов и оловоотсосов.

Паяем СМД детали своими руками


Итак, начнем с самого сложного – пайка контроллера в корпусе QFP100. С чип резисторами и конденсаторами, думаю, и так все понятно. Главное правило тут: много флюса не бывает или флюсом пайку не испортишь. Избыточное нанесение флюса не дает олову обильно растекаться по контактом и замыкать их. Ещё есть второе второстепенное правило: даже мало припоя бывает много. В общем, дозировать и наносить его на жало нужно очень осторожно, чтобы не переборщить, иначе зальет все сразу.

Лужение площадки


Опытные электроники не всегда выполняют подобный шаг, но на первых парах я рекомендую его сделать.
Нужно залудить плату, а именно место куда будет припаян контроллер. Конечно, площадка скорей всего залужена, особенно если плата сделана на производстве. Но со временем на контактах появляется оксидная пленка, которая может вам помешать.
Нагреваем паяльник до рабочей температуры. Площадку обильно смазываем флюсом. На жало наносим немного припоя и лудим дорожки.

Лишний припой удаляем с помощью ПЩ провода. Он отлично впитывает припой благодаря эффекту капиллярности.

Устанавливаем и выравниваем контроллер


Когда площадка подготовлена, пришло время установить контроллер.
Тут есть хитрость, большинство паяльщиков устанавливают микросхему и пинцетом выравнивают ее контакты по дорожкам. Но делать это очень сложно, так как даже небольшое подергивание рукой откидывает контроллер на значительное расстояние.
Делать это будет гораздо проще, если смазать по диагонали уголки флюсом-пастой.

Теперь устанавливаем контроллер и корректируем пинцетом.

Как только микросхема встала – припаиваем контакты по диагонали.

Проверяем, все ли контакты попали на свои места.

Пайка контактов микросхемы


Тут уже можно использовать как жидкий, так и тягучий флюс. Очень обильно наносим его на контакты.

Смачиваем каплей припоя жало. Лишнее очищаем губкой.

И, аккуратно проводим по смазанным контактам.

Торопиться не нужно.

Удаление лишнего флюса и припоя


Посте пропайки всех контактов, пришло время удалять лишний припой. Наверняка несколько контактов, да слиплись.


Очень обильно смачиваем контакты жидким флюсом. Жало паяльника полностью очищаем губкой от припоя и проходимся по слипшимся контактам. Лишний припой должен втянуться на жало.
Чтобы удалить лишний флюс используйте СБС – спирто-бензиновую смесь, смешанную 1:1.
Обильно мочим.

И протираем.

Смотрите видео


Обязательно посмотрите видео, где наглядно видно движение паяльника и все манипуляции.

Пайка компонентов 0201. Слабонервных просьба удалиться от экранов / Хабр

Доброго времени суток, Хабр!

Хочу поделиться опытом пайки плат. Также затрону тему установки совсем маленьких компонентов с типоразмером 0201.

Предыстория

У меня ранее уже была статья на похожую тему

«Ручной монтаж сложных плат на компонентах 0402, 0603, QFN, LQFP и THT»

. Я кратко показал, как можно запаивать довольно сложные платы, с большим количеством компонентов, с помощью пинцета и фена. До недавнего времени, я ни разу не разрабатывал платы с пассивом 0201, но все когда-то бывает в первый раз.

Типоразмеры

Для начала, давайте определимся с типоразмерами пассивных компонентов. Будем говорить только о резисторах и конденсаторах, так как их обычно больше всего на платах и их сложнее всего устанавливать вручную.

В своих проектах я все чаще стал переходить на 0402, так как это позволяет делать более плотную компоновку и оставлять место на верхних слоях для полигонов и проводников.


Рис.1. Резисторы 0603, 0402 и 0201.

Я сфотографировал три ленты (Рис.1.) с различными типоразмерами резисторов, чтобы можно было визуально их сравнить.

Метрические размеры резисторов Yageo:

  • 0603 – 1,6х0,8мм;
  • 0402 – 1,0х0,5мм;
  • 0201 – 0,6х0,3мм.

Как видно, отличия существенные.

Инструменты

За более чем десять лет разработки плат и пайки своих макетов я стал больше внимания уделять инструментам. Их не обязательно должно быть много, но они должны быть «подходящими». Я не стал размещать фотографии, кому интересно, можете погуглить. Информация дана не ради рекламы, а для понимания какой инструмент можно использовать.

Пинцет. Первые три года я использовал пинцет «ProsKit 1pk-101t». Тогда я ставил компоненты 1206, 0805 и 0603. После этого, в течение пяти лет я использовал «VETUS ESD-10», устанавливая им еще и 0402 компоненты. Он немного мягче первого и такой же по размерам. Последние несколько лет у меня два одинаковых «goothelp gt-11ESD». Это узкий, удлиненный, мягкий экземпляр и разводится всего на 8мм (он на титульном фото к статье). Только им я смог нормально захватить 0201. Помимо этого набора пинцетов (они сохранились у меня все), я использую «goot TS-13», широкий, для захвата больших компонентов (микросхемы, индуктивности и т.д.). Были различные промежуточные, но они не достойны внимания.

Паяльная станция у меня одна уже на протяжении семи лет, даже не помню какая была до этого. «Lukey 852D+».

Паяльная паста «SolderPlus 7020199 62NCLR-A». Флюс «FluxPlus 7019074 6-412-A». Их я смешиваю примерно 1:1 и наношу получившуюся смесь на контактные площадки компонентов с помощью шприца.

Расстановка компонентов на плату

С инструментом разобрались. Теперь немного об Altium и как он нам поможет в расстановке. Я использую свою библиотеку компонентов и частично рассказывал о необходимых полях в другой своей статье

«Разработка модуля на iMX8. Особенности переноса трассировки.»

. Итак, если все необходимые поля у компонентов присутствуют, то задача упрощается. Нажимаем ПКМ на компоненте и выбираем пункт меню Find Similar Objects.


Рис.2. Поиск компонентов на плате

В появившемся окне ставим фильтры по слою, номиналу и посадочному месту. Нажимаем кнопку ОК и видим, что все необходимые компоненты выделены. Теперь мы знаем их расположение на плате. Важно перейти на слой шелкографии (кнопки + и – на клавиатуре), чтобы увидеть подписи к компонентам, так будет еще проще.


Рис.3. Выделенные компоненты

После этого можно начинать расставлять компоненты. Я обычно ставлю сначала ту сторону (если плата с двухсторонним монтажом), на которой есть большие разъемы. После того, как я запаяю всю сторону, можно переворачивать плату и не бояться, что компоненты сдвинутся при запаивании второй стороны (можно использовать захваты для плат). Сначала я ставил пассив 0201 и 0402, затем 0603 и индуктивности. После этого можно ставить QFN и все остальное.


Рис.4. Запаивание компонентов (а)


Рис.5. Запаивание компонентов (б)

После того как все компоненты расставлены, я их пропаиваю феном за один раз, параллельно выравнивая.

BGA устанавливаю после того, как все остальное уже запаяно и плата отмыта от флюса. Мою в ультразвуковой ванне либо спиртом, либо отмывочной жидкостью.


Рис.6. Установленные 0603, 0402 и 0201

По плате видно, что плотность монтажа невысокая. Если постараться, можно было бы уместить 0402 вместо 0201, но в некоторых местах на плате это было бы сложно и, скорее всего, в ущерб трассировке. Это, так сказать, проба пера, чтобы понимать насколько это трудоемко и стоит ли в будущем использовать такие типоразмеры в проектах.

Заключение

Не буду утверждать, что данный способ является самым простым. Ручная пайка актуальна только на макетных образцах, когда речь не идет о серийности изделий. Несколько раз мы паяли макеты на производстве и один раз столкнулись с тем, что были запаяны не те номиналы резисторов 0402 (они не имеют маркировки). Проблему искали несколько дней, так как на плате было более 2000 компонентов и сбои в работе изделия были не регулярны. В этом случае, сначала начинаешь искать проблему в схемотехнике и трассировке и не подозреваешь что проблема совершенно в другом. Вероятность ошибки при ручной пайке (именно этим способом) минимальна, так как ставится сразу группа компонентов и даже если я ошибусь с установкой одного номинала, ошибка будет найдена, когда я буду ставить другой. Скажу больше, ни разу не было ошибок в расстановке при ручной пайке. Отлаженное производство на заводе, конечно, не даст ошибок, но при пайке макетного образца очень важно знать, что все компоненты на своих местах, иначе можно потратить куда больше времени на поиск несуществующей проблемы.

Если нужны еще какие-то нюансы — спрашивайте!

Спасибо за внимание и до скорых встреч!

Как припаять SMD простым паяльником

Иногда случается так, что необходимо срочно припаять SMD-элемент, но под рукой нет специальных инструментов. Только обычный паяльник, припой и канифоль. В этом случае, припаять миниатюрный SMD-элемент сложно, но можно, если знать определенные особенности такой пайки.

Я использую некоторые навыки, описание которых нигде не встречал, поэтому решил ими поделиться (в конце заметки – см. видео процесса). Корпус SMD – 0805.

Заставить жало не дрожать – невозможно

Ни один человек не способен сделать так, чтобы инструмент (любой – не только паяльник) не подрагивал в руках. Когда-то давно я читал про мастеров, рисующих миниатюрные картины или росписи. Там была описана технология, которой они пользуются в работе. Суть ее в том, что необходимо согласовывать движения кисти с ударами сердца. От ударов сердца собственно и происходит неизбежное подрагивание рук.

Не нужно бороться с дрожью – это бесполезно. Нужно научиться под нее подстраиваться.

Методика “птичий клюв”

Когда птица строит гнездо, то вставляя очередную ветку, она делает короткие и множественные движения клювом. Даже если нужно подправить уже вставленную в гнездо веточку, каждое действие птица производит совершая несколько мелких и точных движений. По правде говоря эти движения не всегда точны, но в сумме все же дают нужный результат.

Главная ошибка многих новичков в том, что они при пайке пытаются сделать длинное и непрерывное движение. Это бесполезно. Секрет в том, что необходимо делать короткие движения (в идеале они согласовываются с ударами сердца, но специально концентрироваться на этом не нужно, – со временем это должно получится само собой).

Пайка SMD элемента в три этапа

Главная трудность пайки SMD-элементов обычным паяльником – в том, чтобы удержать деталь пинцетом.

Т.е. в самом начале пайки главное внимание должно быть сконцентрировано на усилие руки, держащей пинцет. Здесь немаловажно также выбрать правильный угол обзора, чтобы четко видеть насколько ровно деталь легла на свое место.

При этом не помешает знать один маленький секрет.
В самом начале деталь достаточно лишь слегка “прихватить“. Не нужно пытаться сразу припаять ее с первой стороны! Хорошая пайка требует переноса внимания на сам процесс пайки – концентрация внимания на пинцете теряется…

Таким образом вначале только прихватываем деталь с одного конца.
Прихватив деталь – избавляемся от пинцета, и припаиваем вторую сторону детали. И только потом возвращаемся к окончательной пайке первой стороны.

Не стоит забывать, что площадки под элемент на плате должны быть ровные. Если там был припой – нужно аккуратно удалить его излишки перед пайкой, иначе деталь после пайки останется “перекошенной”.

Итак, когда деталь прихвачена, то сдвинуть ее уже невозможно (если только не перегревать или не прикладывать ощутимо больших усилий). Это позволяет отвлечься от ее удержания, и сконцентрироваться на пайке с другого конца, после чего вернуться к первому.
Таким образом, пайка происходит в три этапа:

  1. “Прихватывание” детали
  2. Пайка противоположного “прихваченному” конца
  3. Возврат к пайке “прихваченного” конца

Ниже – видеоролик, который я записал, когда дорабатывал видео и аудио выход для старой видеодвойки FUNAI
(см. статью FUNAI tvr 1400a mk7 – как сделать видеовыход).

Все используемые инструменты – простые и грубые, включая самодельную кисточку из лески (которой я промываю место пайки спиртом). Канифоль – обычная, “камешком”. Паяльник – 25 ватт.
КСТАТИ! Самый лучший паяльник для “нежных” деталей тот, на котором канифоль “дымит”, но не успевает перекипеть полностью на жале в течение примерно 7 секунд. Если канифоль выкипает в течение 2-3 секунд, то жало паяльника имеет слишком высокую температуру и может повредить SMD-элемент.

Пайка произведена не идеально, но я и хотел, чтобы была запечатлена самая обычная приемлемая пайка, пусть даже с некоторыми незначительными помарками (задевание соседней площадки, капание излишка канифоли), чему поспособствовала камера, из за которой пришлось держать инструменты почти на вытянутых руках. Тем не менее эта пайка – нормальная и суть методики здесь была продемонстрирована.
Рекомендую развернуть видео на весь экран и установить качество “Full HD” в настройках видеоролика.


Пайка SMD компонентов термофеном паяльной станции.

Всем привет. Пришлось мне снова вручную паять около 20 разработанных электронных устройств. Так как компоненты я в основном давно уже применяю планарные, перед сборкой вопрос встал, какую технологию выбрать:
  • Классический — Паяльник + какой-то флюс;
  • Паяльная паста + термофен;
Паяльником я орудую быстрее и мне удобнее, мастерство уже более менее с годами отточено. Минус в том, что от флюса очень сильно пачкается печатная плата и детали необходимо придерживать пинцетом. А вот применение паяльной пасты мне понравилось тем, что печатная плата чистая и одна из рук всегда свободна, детальки сами встают на свои посадочные площадки за счет поверхностного натяжения припоя. Минус — это нудная процедура нанесения паяльной пасты и затем расстановка компонентов… На фото плата с нанесенной пастой на некоторые контактные площадки радиоэлементов. Наносил вещество я при помощи зубочистки, пока еще не успел завести себе специально для этого предназначенный шприц.
Паяльную пасту использовал такую:


Кстати, пайку микросхем я не доверил фену, дабы не перегреть корпуса. Впаивал их старым добрым способом, паяльником с микроволновым жалом 2мм и Флюсом amtech rma-223:

Следующий этап — расстановка элементов, я использовал антистатический прямой пинцет:

После установки всех радиоэлементов на их места, необходимо настроить термофен паяльной станции. Я пользуюсь станцией Lukey 825D, установил энкодером температуру воздуха потока 365 градусов по Цельсию, рукоятку регулировки потока горячего воздуха установил на отметку примерно 30-40% от положения MIN(как оказалось, для 1206 и всяких sot23 можно было и увеличить скорость потока). Результат записал на видео посредством смартфона, одна рука ведь оказалась свободна:

Годом ранее я опробовал эту методику и таким способом собрал около ста девайсов за неделю не спеша, но тогда я только обкатывал данную технологию пайки на дому:

В прошлый раз я выставлял температуру воздуха порядка 400 градусов по Цельсию, а вот скорость потока была практически на минимуме, поэтому скорость плавления пасты маленькая, а вот перегрев значительный.

Вывод: сборка таким методом доставила мне одно удовольствие, особенно процесс самой пайки, во время которого можно и чай попить. И еще один немаловажный момент, плата практически идеально чистая! Как-то мне приносили плату, которую паяли жиром, я не смог полностью ее отмыть даже после пятой мойки в УЗ-ванне изопропиловым спиртом.
Оригинал.

Быстрая распайка SMD компонентов с помощью утюга. Учимся паять smd Как правильно выпаивать смд компоненты

Ко мне было много вопросов на тему
демонтажа микросхем в различных корпусах. Предлагаю вам ознакомиться с самыми распространенными вариантами выпаивания микросхем в dip и smd корпусах.
В первую очередь, следует рассказать о
демонтаже микросхем процессом, являющимся наиболее доступным радиолюбителям, но и несколько сложным, по сравнению с тем, который будет описан чуть позже.
Способ демонтажа микросхем в dip — корпусе с помощью паяльника и нескольких предметов, которые можно найти в доме.

    Нужен паяльник и иголка от десятикубового шприца. Отрезаем острие иглы так, чтобы она была ровной, без острия. Вставляем полым отверстием иглу в ножку микросхемы с нижней стороны, потихоньку нагревая ее, пока игла не пройдет насквозь отверстие в плате. Не вынимая иглы, даем остыть поверхности и припою, вынимаем иглу. Удаляем излишки припоя с иглы, повторяем процесс на остальных выводах микросхемы. При некоторой сноровке получается аккуратно и эффективно – микросхема сама выпадает из платы без усилия со стороны.

    Потребуется паяльник и оплетка медного кабеля. Наносим слой флюса на медную оплетку, накладываем на одну сторону ножки микросхемы и прогреваем. При нагревании оплетка «вытягивает» на себя припой с поверхности платы, на которой расположена микросхема. При насыщении оплетки просто отрезается ненужная часть, и продолжается демонтаж. Надо сказать, что этот способ подходит как для демонтажа Dip — компонентов, так и для Smd — компонентов.

    Нужен для работы все тот же паяльник и что-то тонкое, типа пинцета или часовой отвертки с плоским жалом. Аккуратно подсовываем плоскую часть отвертки (или пинцета) между микросхемой и платой на некоторую разумную глубину, нагреваем ножки с обратной стороны, и медленно приподнимаем сторону. Повторяем тот же процесс, но теперь с другой стороны детали: вставляем отвертку, нагреваем ножки, приподнимаем. И повторяем этот процесс до тех пор, пока микросхема не будет удалена с платы. Способ очень быстрый, простой и даже грубоватый. Но не надо забывать, что и у дорожек на плате и у самой микросхемы есть свой температурный предел. Иначе есть возможность остаться без рабочей микросхемы, или с отслоившимися дорожками.

    Необходим паяльник и отсос для припоя. Отсос для припоя представляет из себя нечто вроде шприца, но с поршнем, работающим по принципу отсоса. Нагреваем вывод микросхемы, тут же прикладываем отсос для припоя, нажимаем кнопку и создавшаяся разреженность внутри отсоса «выкачивает» припой с дорожки. К сожалению, все так легко и просто выглядит только на словах. На деле же, нагрев ножку, нужно почти мгновенно попасть на ножку отсосом, и «выкачать» припой, что требует высокой скорости исполнения, ибо припой застывает почти мгновенно, а если держать паяльник дольше, есть риск получить опять-таки отслоившиеся дорожки или сгоревший компонент.

Сейчас пойдет речь про демонтаж компонентов с помощью паяльного фена. Способ наиболее простой, эффективный, быстрый и качественный. Но, к сожалению, паяльный фен является инструментом не из дешевых.
Способ демонтажа микросхемы в dip — корпусе.
Нужен паяльный фен, пинцет, желательно немагнитный. Со стороны ножек наносится флюс, и начинается прогрев с той же самой стороны. Визуально ведется контроль над состоянием олова на выводах – когда он стал достаточно жидким, аккуратно прихватываем пинцетом деталь со стороны корпуса и вытягиваем из платы.

Демонтаж микросхемы в smd исполнении.
Принцип все тот же – наносится флюс вдоль дорожек, нагревается при определенной температуре, степень прогрева определяется путем легкого подталкивания детали пинцетом.
Если деталь стала подвижна — медленно и аккуратно удаляем ее с поверхности платы пинцетом, придерживая за края, и стараясь не зацепить дорожек.

Очень важно не перегревать демонтируемые детали и поверхность! У каждой микросхемы и детали есть свой температурный предел, переступив который, деталь или плата окажется испорченной. Фен надо держать СТРОГО вертикально, подобрав нужную насадку, равномерно прогревая всю поверхность микросхемы. И не забыть выставить поток воздуха таковым, чтобы случайно не сдуть соседние компоненты.

Ну вот, пожалуй, все доступные способы демонтажа микросхем. Надеюсь, вы получили ответ на вопрос: как выпаять микросхему.

Как правильно паять SMD? Рано или поздно всем электронщикам приходилось сталкиваться с таким вопросом.

Бывают случаи, когда простым паяльником не подобраться к SMD элементам . В этом случае лучше всего использовать паяльный фен и тонкий металлический пинцет.

В этой статье мы с вами поговорим о том, как же правильно запаивать и отпаивать SMD. Тренироваться будем на трупике телефона. Красным прямоугольничком я показал, что мы будем отпаивать и запаивать обратно.

За дело берется Паяльная станция AOYUE INT 768


Для фена нужна подходящая насадка. Выбираем самую маленькую, так как отпаивать и припаивать будет маленькую smd-шку.


А вот вся конструкция в сборе.


С помощью зубочистки наносим флюсплюс на smd-шку.


Вот так мы ее смазали.


Выставляем на паяльной станции температуру фена 300-330 градусов и начинаем жарить нашу детальку. Если припой не плавится, то его можно разбавить сплавом Вуда или Розе с помощью тонкого жала паяльника. Как увидим, что припой начинает плавиться, с помощью пицента аккуратно снимаем детальку, не задев smd-шки, которые рядом.


А вот и наша деталька под микроскопом


Теперь припаяем ее обратно. Для этого чистим пятачки (если вы не забыли – это контактные площадки) с помощью медной оплетки.


После того, как мы их почистили от лишнего припоя, нам нужно сделать бугорки с помощью нового припоя. Для этого на кончике жала паяльника берем совсем чуть-чуть припоя.


И делаем бугорки на каждой контактной площадке.


Ставим туда smd-детальку


И пригреваем ее феном, до тех пор, пока припой не растечется по стенкам детальки. Не забывайте про флюс, но его надо очень немного.


Готово!


В заключении хотелось бы добавить, что данная процедура требует умение работать с мелкими детальками. Сразу все не получится, но кому это надо, со временем научится припаивать и выпаивать SMD-компоненты. Некоторые умельцы припаивают smd-шки с помощью паяльной пасты. Паяльную пасту я использовал при запаивании BGA микросхем в этой статье.

Появились желание и необходимость перейти на более компактные схемы, нежели собранные на обычной макетке. Перед тем, как основательно закупаться текстолитом, элементами и микросхемами для поверхностного монтажа, решил попробовать, а смогу ли я собрать такую мелочь. На просторах Алиэкспресс нашелся отличный «тренажер» за очень разумные деньги. Если у вас есть опыт пайки, большого смысла читать обзор нет

Набор представляет из себя светоэффект бегущие огни, скорость регулируется переменным резистором.
Приехало все в стандартном пупырчатом конверте, в зиппакете

Внешний вид набора


Помимо набора я пользовался припоем ПОС-61, флюсом RMA-223, пинцетом, паяльником.

Расходники



Если по припою никаких особых впечатлений быть не может, то по поводу флюса у меня есть что сказать.
Мне он показался излишне жирным, что ли. В общем, его достаточно сложно отмыть спиртом в компании с зубной щеткой, и я не вполне уверен, что под микросхемами не остались его остатки. Однако флюс рабочий и от пайки им у меня хорошие впечатления, особенно пока я не взялся за отмывку платы))). К плюсам добавлю, что флюс нейтральный и, в отличии от той же паяльной кислоты, его незначительные остатки не способны нанести вред компонентам. Так что флюсу зачет, а мои претензии к отмывке носят больше субъективный характер, до этого я пользовался водосмываемым флюсом ФТС и мне он казался проще в обращении.
К тому же у любого флюсгеля, по сравнению с жидким, есть очень удобный плюс, после его нанесения деталь можно «прилепить» к плате на гель и выровнять. Не ахти какое крепление, но случайно задеть плату или наклонить уже не страшно. Далее прижимаем элемент пинцетом и паяем. Пробовал несколько способов паять smd рассыпуху (резисторы, конденсаторы), самым удобным оказалось залудить одну контактную площадку, припаять ряд элементов с одной стороны, а уже потом пройтись по второй части. Причем форма жала оказалась не особенно и важна, подойдет практически любое, даже самое толстое.

Паяльник


Вот эти здоровым жалом я в итоге и пользовался… Им оказалось очень удобно поправлять криво вставшие элементы, поскольку его величины хватает, чтобы разогреть обе точки пайки, а потом мне было лень его сменить.



У микросхем похожая схема, сначала фиксируем одну ножку, затем паяем все остальное, фен не понравился категорически, часто сдувает компоненты, мне им сложно пользоваться. Отпаивать микросхемы феном – да, припаивать – нет.
Более крупные элементы, такие как ножки питания (как на этой плате) или радиаторы, толстые провода советую паять паяльной кислотой, она творит чудеса. Если же на проводах лак (например аудио, ради интереса можете разобрать старые наушники и попробовать припаять) его проще всего обжигать горелкой-зажигалкой, залудить кислотой и спокойно паять. Есть более удобный способ – использовать таблетку аспирина как флюс, на подобии канифоли – лак снимается на ура и провод имеет более аккуратный внешний вид. Здесь я проводами не пользовался, собрал «как есть».


Возможно кому-то будет удобнее паять не на столе, а зафиксировать плату в держателях

Держатели

третья рука, на крокодилах надета термоусадка, чтобы не царапать текстолит, и плата при этом держится в разы лучше


PCB Holder



Кому интересно, я добавил видео работы платы. Постарался как можно крупнее сфотографировать итог и название микросхем. Кстати, все заработало с первого раза, за пол бакса попробовать свои силы, флюсы, припои или обновить навык – самое то.

Еще пара фото



Все чаще применяются SMD детали в производстве, а так же среди радиолюбителей. Работать с ними удобней, так как сверлить отверстия для выводов не нужно, а устройства получаются очень миниатюрными.
SMD компоненты вполне можно использовать и повторно. Тут опять появляется очевидное превосходство поверхностного монтажа, потому что выпаивать мелкие детали гораздо проще. Их очень просто сдувать специальным паяльным феном с платы. Но если у вас такого не окажется под рукой, то вас выручит обычный бытовой утюг.

Демонтаж SMD деталей

Итак, у меня сгорела светодиодная лампа, и я не буду её чинить. Я её распаяю на детали для будущих своих самоделок.


Разбираем лампочку, снимаем верхний колпак.


Вытаскиваем плату из основания цоколя.


Отпаиваем навесные компоненты и детали, провода. В общем должна быть плата только с SMD деталями.


Закрепляем утюг вверх тормашками. Делать это нужно жестко, чтобы он в процессе пайки не опрокинулся.
Использование утюга ещё хорошо тем, что в нем есть регулятор, который будет довольно точно поддерживать установленную температуру поверхности подошвы. Это огромный плюс, так как поверхностные компоненты очень боятся перегрева.
Выставляем температуру около 180 градусов Цельсия. Это второй режим глажки белья, если мне не изменяет моя память. Если пайка не пойдет – постепенно увеличивайте температуру.
Кладем плату от лампочки на подошву перевернутого утюга.


Ждем 15-20 секунд пока плата прогреется. В это время смачиваем флюсом каждую детальку. Флюс не даст перегрева, это будет своеобразный помощник при распайки. С ним все элементы снимаются без труда.


Как только все хорошо разогреется, все детали можно смахнуть с платы, ударив плату о какую-нибудь поверхность. Но я сделаю все аккуратно. Для этого возьмем деревянную палочку для удержания платы на месте и с помощью пинцета будем отсоединять каждый компонент платы.
Голая плата в конце работы:


Выпаянные детали:

Когда какая-нибудь аппаратура выходит из строя, совсем не обязательно сразу же выкидывать ее в мусор. Если вы увлекаетесь электроникой и радиотехникой, разумнее будет произвести выпаивание рабочих элементов микросхемы. Вдруг, в будущем понадобится конденсатор, транзистор либо резистор, если вы решите сделать . В этой статье мы расскажем, как выпаять радиодетали из платы, чтобы не повредить ничего.

Что для этого понадобиться?

Существует множество приспособлений для выпаивания деталей. Конечно же, не обойтись радиолюбителю без паяльника, который и будет основным помощником в этом деле. Однако помимо паяльника, для того, чтобы выпаять элемент, вам понадобятся:

Также нужно подготовить рабочее место. Оно должно быть с хорошим освещением. Лучше всего, если лампа находится над рабочим местом, чтобы свет падал вертикально, не создавая теней.

Методики демонтажа

Итак, сначала мы расскажем о самой популярной технологии – как выпаять деталь из платы паяльником без дополнительных приспособлений. После чего вкратце рассмотрим более простые способы.

Если вы хотите выпаять электролитический конденсатор, достаточно захватить его пинцетом (либо крокодилом), прогреть 2 вывода и быстро, но аккуратно изъять их из платы.

С транзисторами дела обстоят точно также. Капаем на все 3 вывода припоем и извлекаем радиодеталь из платы.

Что касается резисторов, диодов и неполярных конденсаторов, очень часто их ножки загибают во время пайки с обратной стороны платы, что вызывает сложно при выпаивании без дополнительных приспособлений. В этом случае рекомендуется сначала разогреть один вывод и с помощью крокодильчика, с небольшим усилием вытянуть часть детали из схемы (ножка должна разогнуться). Потом уже аналогичную процедуру выполняем со вторым выводом.

Это мы рассмотрели методику, когда под рукой нет ничего кроме паяльника. А вот если вы приобрели набор игл, тогда выпаять элемент будет еще проще: сначала разогреваем паяльником контакт, после чего одеваем на вывод иглу подходящего диаметра (она должна проходить через отверстие в микросхеме) и ждем, пока припой остынет. После этого достаем иглу и получаем оголенный вывод, который с легкостью можно вывести. Если несколько ножек у радиодетали, действуем также – разогреваем контакт, надеваем иглы, ждем и снимаем.

Все, о чем мы рассказали в этой статье, вы можете наглядно увидеть на видео, в котором предоставлена технология выпайки элементов из платы:

Кстати вместо специальных игл можно использовать даже обычные, которые идут со шприцом. Однако в этом случае изначально нужно сточить конец иглы, чтобы он был под прямым углом.

Выпаять деталь с помощью демонтажной оплетки также не сложно. Перед началом работы намочите конец обмотки спирто-канифольным флюсом. После этого наложите оплетку в месте выпаивания (на припой) и прогрейте жалом паяльника. В результате разогретый припой должен впитаться в оплетку, что позволит освободить выводы радиодеталей.

С оловоотсосом дела обстоят аналогичным образом – взводится пружина, разогревается контакт, после чего наконечник подносят к расплавленному припою и нажимают кнопку. Создается разрежение, которое и втягивает припой внутрь оловоотсоса.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, как выпаять радиодетали из платы в домашних условиях. Надеемся, предоставленные методики и видео уроки были для вас полезными и интересными. Напоследок хотелось бы отметить, что можно выполнить выпаивание элементов из микросхемы строительным феном, но мы не советуем так делать. Фен может повредить находящиеся рядом детали, а также ту, которые вы хотите извлечь!

Интересное

042-Пайка SMD компонентов. — GetChip.net

Вот, решил показать, как я паяю SMD компоненты («Surface Montage Details» — означает поверхностный монтаж деталей). Вообще, почему-то, бытует мнение, что паять SMD компоненты сложно и неудобно. Я постараюсь Вас переубедить в обратном. Более того, я докажу, что паять SMD компоненты намного проще обычных TH компонентов («Through Hole» в переводе «сквозь отверстие» — сквозьдырочные компоненты :)).

Если быть совсем уж откровенным у TH и SMD компонентов есть свои назначения и области использования и попытки с моей стороны убеждать Вас в том, что SMD лучше, немного не корректны. Ну да ладно — все равно, я думаю, Вам будет интересно почитать.

Знаете, какая главная ошибка тех, кто первый раз пробует паять SMD компоненты?
Разглядывая меленькие ножки микросхемы, сразу возникает мысль о том, какое тонкое жало нужно взять, чтобы паять эти мелкие ножки и не насажать «соплей» между ними. В магазине находим конусное тонкое жало, цепляем его на паяльник, набираем маленькую капельку припоя и пытаемся иголкой-жалом обпаять каждую ножку отдельно. Получается долго, утомительно и не аккуратно. Данный подход, казалось бы, логичен, но в корне не верен! И вот почему – паять SMD компоненты помогают такие «страшные силы» как поверхностное натяжение, силы смачивания, капиллярный эффект и не использовать их значит сильно усложнять свою жизнь.

Как все должно проходить в теории? Когда жало паяльника приложено к ножкам начинает действовать сила смачивания — олово под действием этой силы начинает «обтекать» ножку со всех сторон. Под ножку олово «затягивается» капиллярным эффектом одновременно начинается «смачиваться» контактная площадка под ножкой и на плате. Припой равномерно «заливает» площадку вместе с ножкой. После того как жало паяльника убрано от ножек и пока еще припой в жидком состоянии, сила поверхностного натяжения формирует из припоя каплю, не давая ему растекаться и сливаться с соседними ножками. Вот такие сложные процессы происходят при пайке. Но все эти процессы происходят сами собой, а от Вас требуется лишь поднести жало паяльника к ножке (или сразу к нескольким). Правда просто?!

На практике есть определенные проблемы с пайкой очень мелких SMD компонентов (резисторы, конденсаторы …) они могут во время пайки «прилипать» к жалу. Для того чтобы избежать такой проблемы нужно паять отдельно каждую сторону.

Для того, чтобы добиться хорошей пайки, нужны определенные материалы и инструменты.
Главным материалом, обеспечивающим комфортную пайку, является жидкий флюс. Он обезжиривает и снимает окислы с поверхности спаиваемого металла, что увеличивает силу смачивания. Кроме того, во флюсе припою легче образовать каплю, что препятствует созданию «перемычек-соплей» Рекомендую применять именно жидкий флюс — канифоль или вазелин-флюс не дают такого эффекта. Жидкий флюс не редкость в магазинах — купить его будет не проблема. На вид это прозрачная жидкость с противным запахом напоминающий ацетон (тот, что я покупаю называется «F5 – флюс для пайки тонкой электроники»). Можно, конечно, попробовать паять и спирто-канифолью, но во-первых, эффект будет хуже, во-вторых, после удаления застывшей канифоли спиртом, остается белый налет, который очень проблематично убрать.
Вторым по важности является паяльник. Очень хорошо если имеется регулировка температуры – можно не боятся перегреть компоненты. Оптимальная температура для пайки SMD компонентов находится в пределах 250-300 оС. Если нет паяльника с регулировкой температуры, тогда лучше применять низковольтный паяльник (12v или 36v мощность 20-30w) он имеет меньшую температуру жала. Самый худший результат дает обычный паяльник на 220v. Проблема в том, что температура жала у него слишком высока, из-за чего флюс быстро испаряется и ухудшается смачиваемость поверхности пайки. Большая температура не позволяет длительно греть ножку, из-за этого пайка превращается в нервное тыканье жалом в плату. Как частичный выход из положения можно посоветовать включить паяльник через регулятор мощности (сделать самому – схема довольно простая или купить готовый – в магазине светильников такие продаются как регуляторы яркости свечения светильников, люстр).
Жало у паяльника должно иметь ровный рабочий срез (это может быть или классический «топорик», типа «отвертка»  или срез под 45 градусов).

Жало-конус плохо подходит для пайки SMD компонентов – не паяйте им, намучаетесь. Очень хорошие результаты дает жало «микроволна». Кто не знает – это жало имеющее в рабочей плоскости отверстие. При помощи этого отверстия и капиллярного эффекта создаваемого в нем припой можно не только наносить, но и эффективно убирать излишки (после того как я попробовал паять «микроволной» остальные жала валяются в коробочке без дела).
Припой. Особого припоя не нужно – используйте тот, каким Вы обычно пользуетесь. Очень удобен припой в тонкой проволочке – легко дозировать. У меня проволочка диаметром 0.5мм. Не используйте припой без свинца (на него пытаются заставить перейти производителей электроники по причине вредности свинца). Из-за отсутствия в припое свинца значительно уменьшается сила поверхностного натяжения, паять обычным паяльником станет проблематично.
Еще нужен пинцет. Тут без особенностей – подойдет любой удобный для Вас.

Технология пайки очень проста!
Кладем на контактные площадки SMD компонент, обильно его смачиваем жидким флюсом, прикладываем жало паяльника к компоненту, припой с жала перетекает на контакты компонента и контактные площадки платы, убираем паяльник. Готово! Если компонент очень мелок или большой (жало не захватывает одновременно обе стороны) паяем каждую сторону отдельно, придерживая компонент пинцетом.
Если паяем микросхему, то технология такая. Позиционируем микросхему так, чтобы ножки попали на свои контактные площадки, обильно смачиваем места пайки флюсом, припаиваем одну крайнюю ножку, окончательно совмещаем ножки с площадками (припаянная ножка позволяет, в определенных пределах, «вертеть» корпус микросхемы), припаиваем еще одну ножку по диагонали, после этого микросхема надежно закреплена и можно спокойно пропаивать остальные ножки. Паяем не спеша, проводя жалом по всем ножкам микросхемы. Если образовались перемычки нужно очистить жало от избытка припоя, обильно смазать перемычки жидким флюсом и повторно пройтись по ножкам. Лишний припой заберется жалом — «сопли» устранятся.

 

http://www.youtube.com/watch?v=xVTHi4uyiMw

(Visited 30 535 times, 4 visits today)

Как припаять к печатной плате

Технология пайки печатных плат становится нормой, и многие люди заинтересованы в изучении всей технологии в целом. К сожалению, узнать об этом может быть сложно, особенно если у вас нет предыдущего опыта. К счастью, сегодня мы разработали подробный обзор того, что влечет за собой пайка печатных плат, как выполняется пайка печатных плат, простые шаги для пайки печатных плат для новичков, дефекты, которых следует избегать, и необходимые инструменты для пайки.На самом деле это исчерпывающее руководство по пайке печатных плат. Давайте начнем!

Что такое пайка печатных плат?

Пайка печатных плат — это простой процесс, включающий пайку печатных плат или электрических плат. Проще говоря, это процесс электрического и механического соединения двух поверхностных металлов с использованием металла, называемого припоем. Этот тип пайки защищает соединение, предотвращая его ослабление от механических воздействий, вибрации и электрического воздействия на протяжении всего электронного сигнала без перерыва.Это своего рода техника, которую многие люди стремятся изучить и обращаться с электрическими и электронными схемами.

Существуют различные методы пайки плат; но в любом случае процесс заключается в том, что вы соединяете две детали вместе на поверхности печатной платы. Сам процесс выглядит простым, потому что для начала вам потребуются припой и паяльник. Паяльник — это инструмент, который выглядит так же, как ручка, и сильно нагревается, чтобы расплавить припой и соединить две детали, когда он остынет.Хотя существуют различные виды припоев, в основном они представляют собой металлический сплав или просто комбинацию олова с другими элементами, такими как серебро и латунь. Они разработаны так, чтобы иметь низкую температуру плавления; следовательно, плавятся и охлаждаются быстрее, чтобы соединить две части.

Как паять на печатной плате?

Процесс пайки печатных плат включает в себя различные методы. Вот краткое руководство, которое поможет вам начать работу.

1. Подготовьте утюг

Прежде чем использовать утюг для выполнения этой задачи, убедитесь, что процесс лужения завершен. Лужение на самом деле представляет собой метод покрытия наконечника железа припоем для улучшения теплопередачи. Вы можете начать с того, что убедитесь, что утюг достаточно нагрет, пока он не нагреется полностью. Как только вы это сделаете, используйте припой, чтобы покрыть весь наконечник. Этот процесс потребует от вас использования большого количества припоев, а это значит, что у вас будет капать на пол. После покрытия всего наконечника очистите или протрите его чистым влажным пятном, чтобы удалить излишки флюса. Просто подумайте о том, чтобы сделать это как можно скорее, чтобы избежать затвердевания, от которого впоследствии будет сложно избавиться.

2. Обработка поверхности

Чистая поверхность и отличная пайка идут рука об руку. Важно всегда использовать приспособление для промышленной уборки, такое как салфетка, для вытирания мусора и пыли, чтобы ваша поверхностная плата была чистой и безопасной для использования. Другими чистящими средствами, которые вы можете использовать, может быть ацетоновый очиститель. Это очень важно, особенно при дополнительной очистке. Наконец, вы можете пропустить немного сжатого воздуха, чтобы избавиться от мелких частиц и пыли, прилипших к поверхности вашей доски.

3. Размещение компонентов на поверхности платы

Пайка на печатной плате происходит систематически. Это означает пайку одного компонента за раз. Рекомендуется начинать пайку с мелких компонентов и заканчивать более крупными. Это жизненно важно, особенно при поддержании баланса и плоской печатной плате. После размещения компонентов там, где они должны, и в правильном отверстии, следующим шагом будет сгибание провода. Вы должны стараться поддерживать изгиб под углом 45 градусов.

4. Включите нагрев

Добавьте немного припоя на наконечник утюга, чтобы лучше проводить тепло, а не удерживать компоненты. Нагрейте соединение должным образом, удерживая утюг, пока он не доберется как до вывода компонента, так и до платы. Это важно, потому что, если вы попытаетесь соединить наконечник с одной из этих секций, припою будет трудно прилипнуть. Введение наконечника в обе секции помогает нагреть их и подготовить к процессу пайки. Не снимайте утюг сразу. Просто подержите его несколько секунд, чтобы он остыл, и снова осторожно нагрейте его.

5. Припаяйте стыки платы

Нагрейте стык, чтобы подготовить его к пайке. Правильный нагрев соединения поможет обеспечить легкое течение припоя. Вы также заметите, как флюс пузырится и разжижается. Продолжайте добавлять припой на стыки и остановитесь, когда он полностью покроется, чтобы образовалась небольшая насыпь. Просто не добавляйте больше припоя, когда соединение полностью покрыто. Только не трогайте косяк, пока он остывает.

6. Финишная обработка

Просто убедитесь, что соединение полностью остыло.Рассмотрите возможность обрезки свинца, если все выглядит превосходно. Это легко сделать с помощью бокорезов. После того, как первый компонент будет идеально припаян, переходите к другим компонентам. Убедитесь, что плата очищена после процесса пайки.

Советы по пайке печатных плат для новичков

Если вы новичок в процессе пайки печатных плат, вам необходимо знать следующие советы, чтобы все прошло гладко.

1. Наконечники для подготовки

Для очистки наконечника утюга можно использовать влажную губку.Идеальную обычную губку можно найти возле продуктового магазина. Избегайте использования губок, пропитанных химическими веществами, такими как моющие средства. Также избегайте волшебного ластика. Всегда используйте паяльник при температуре 400 градусов Цельсия.

2. Систематическая пайка наконечников компонентов

Организуйте и разместите каждый компонент и не забудьте пометить компоненты. Всегда носите заземленный браслет, чтобы избавиться от статического разряда, который может воздействовать на мелкие компоненты, такие как микросхемы и резисторы.

3. Процесс пайки печатной платы

То же, что держать карандаш, то же самое, что держать паяльник. Убедитесь, что утюг находится в более тесном контакте с выводом или ножкой печатной платы и компонентом. Задержите кончик утюга на правом суставе на несколько секунд. Убедитесь, что припой плавно плавится и проходит через плату. Убедитесь, что припой, который вы используете, достаточно хорош для создания небольшого соединения в форме вулкана.

Общие проблемы пайки печатных плат, которых следует избегать

Если у вас нет опыта, вам следует избегать многих проблем.Это включает; чрезмерная пайка, холодные соединения, брызги и перемычки, разрывы, смещение компонентов, паяные перемычки и приподнятые контактные площадки.

1. Чрезмерная пайка

Чрезмерная пайка приводит к образованию пузырьков припоя в месте соединения. Хотя соединение может работать, доска может вызывать ошибки ниже шарика пузыря.

2. Холодные соединения

Эта ошибка в основном возникает, когда вы пытаетесь использовать паяльник при относительно низкой температуре. Это также может произойти, если вы не планируете нагревать соединение в течение необходимого времени.Обычно холодные суставы ослаблены, беспорядочны и недолговечны. В большинстве случаев холодные соединения ограничивают работоспособность и производительность доски. Вы всегда можете избежать этой проблемы, применяя правильный метод пайки.

3. Брызги и перемычки

Это происходит, когда вы не соблюдаете чистоту при пайке. Это проблемы, которые влияют на внешний вид печатной платы, но могут привести к проблемам с коротким замыканием.

4. Открывается

Это проблема, возникающая, когда существует открытое соединение между электродом и электродом.Проще говоря, это происходит, когда нет связи между подушечкой и электродом.

5. Смещение компонентов

Это проблема, возникающая при смещении компонентов на печатной плате. В большинстве случаев это происходит, когда компоненты на печатной плате плавают на плавящемся и плавающем припое, заставляя их оседать в неправильных местах.

6. Перемычки под пайку

Это происходит, когда припой соединяет два компонента неправильно. По сути, их нелегко увидеть, и в основном они остаются незамеченными или незамеченными.Это рискованно, потому что может взорваться или сгореть компоненты.

7. Приподнятые контактные площадки

Это проблема, которая часто возникает при использовании небольшого количества припоя. Что происходит, так это то, что компоненты подвергаются воздействию большой силы, заставляя их подниматься. Это может разрушить или повредить плату или вызвать короткое замыкание.

Инструменты, необходимые для пайки на печатной плате

Для успешного процесса пайки требуется множество инструментов; однако эти инструменты обычно зависят от характера плана.Вот что вам понадобится.

1. Паяльник

Это простой инструмент, подающий тепло, необходимое для расплавления припоя. Он похож на карандаш и включает в себя множество отдельных частей, которые помогают создать практичный, удобный и простой инструмент. Компонентами, включенными в паяльник, могут быть жало, палочка, фитиль припоя и подставка.

2. Флюс для припоя

Считается очищающим средством. Он выполняет три уникальные задачи, следовательно, является важным инструментом для проекта пайки.Во-первых, это помогает очистить любую ржавчину. Во-вторых, он предотвращает появление дополнительного воздуха и, следовательно, останавливает ржавчину в будущем. В-третьих, это увеличивает скорость капания припоя.

3. Паяльная паста

Материал серого цвета, используемый для соединения различных выводных чипов с концами платы.

4. Печатная плата

Это плата. Это инструмент, в который помещается весь припой для соединения различных компонентов.

Заключение

Пайка на печатной плате является важным и обязательным процессом для всех электронных маньяков.Очень важно изучить основы и разработать что-то, что прослужит вам долго. Мы надеемся, что с помощью этого простого в использовании руководства по пайке печатных плат вы поймете, что требуется для начала работы.

Передовой опыт проектирования для двусторонней пайки печатных плат с деталями SMD | Блог

Захария Петерсон

|&nbsp Создано: 28 января 2021 г. &nbsp|&nbsp Обновлено: 9 марта 2021 г.

Рекомендации

DFM, как правило, сосредоточены на изготовлении, но сборка печатной платы также должна учитываться при проектировании, чтобы гарантировать, что плата может быть изготовлена ​​без дефектов. Двусторонние печатные платы, где компоненты размещаются с обеих сторон, содержат некоторые важные рекомендации по сборке, чтобы предотвратить коробление и низкую прочность припоя. Как и в случае других производственных дефектов, разработчик может предпринять некоторые шаги, чтобы гарантировать, что их двухсторонняя печатная плата будет иметь высокий ресурс. Вот что вы можете сделать, чтобы обеспечить высокий выход после двусторонней пайки печатных плат.

Процесс двусторонней пайки печатных плат

Для двусторонних печатных плат с компонентами SMD плата должна пройти последовательную пайку оплавлением, если вы не выберете ручную сборку.Пайка оплавлением будет использоваться в больших объемах/недорогих прототипах, поэтому проектировщики должны планировать пайку оплавлением во время сборки. В процессе двусторонней пайки печатных плат компоненты размещаются и припаиваются с каждой стороны платы по отдельности. Хитрость заключается в том, чтобы паять при правильной температуре и времени, так как компоненты на первой стороне будут проходить пайку оплавлением дважды.

Во время этого процесса на двусторонних печатных платах могут возникать некоторые дефекты. Основным дефектом является коробление, а вторичным дефектом является слабая или неисправная пайка.Применение процесса к двусторонней плате не обязательно требует специального оборудования, но выполнение процесса дважды подвергает печатную плату риску возникновения дефектов. Есть несколько основных шагов, которые дизайнеры могут предпринять с двухсторонними платами, чтобы предотвратить эти дефекты:

Выберите более толстую подложку с симметричным стекированием

Более тонкие платы будут более подвержены короблению во время пайки оплавлением; если она меньше стандартной толщины печатной платы и вы подвергаете себя риску коробления.Укладка также должна быть симметричной, чтобы термомеханическое напряжение более равномерно распределялось по всей плате. Также рекомендуется использовать ламинаты препрега и сердцевины с одинаковым содержанием смолы и типом стеклоткани, поскольку их значения КТР очень похожи.

Выберите субстрат с более высокой Tg

Использование подложки с более высокой температурой стеклования Tg поможет предотвратить коробление во время последовательной пайки оплавлением просто потому, что плата будет испытывать меньшее расширение, чем подложка с низкой Tg.Значение Tg для стандартных подложек FR4 составляет около 130 °C для подложек, классифицированных как «низкая Tg», или выше примерно 170 °C для подложек, классифицируемых как «высокая Tg». Это ниже типичной пиковой температуры оплавления для бессвинцового (Sn/Ag) припоя, которая может достигать 240–250 °C. Поэтому выбирайте подложку с более высокой Tg, чтобы предотвратить коробление во время двусторонней пайки печатных плат.

Двусторонняя пайка BGA

Как насчет пайки BGA с обеих сторон платы? Несколько больших корпусов BGA встречаются не так часто, но микро-корпуса BGA становятся все более распространенными и являются популярным вариантом для небольших компонентов.Как и другие компоненты SMD, вы можете разместить их с обеих сторон платы для двустороннего процесса пайки оплавлением печатной платы. Тогда возникает вопрос, как спроектировать доску, чтобы обеспечить максимально возможную производительность?

Типичный метод заключается в использовании зеркального отображения, когда идентичные пакеты размещаются непосредственно друг за другом (вспомните планку оперативной памяти). В случае несоответствия пакетов расположение компонентов также будет несовместимо. Предпочтительным порядком было бы разместить меньшие и более легкие корпуса BGA, а также меньшие компоненты SMD на одной стороне платы и припаять их в первую очередь.Затем поместите больший BGA на противоположную сторону и пропустите его через оплавление вторым. Таким образом, у более легких деталей будет меньше шансов выпаивания или пустой/ложной сварки во время второго прохода. Ниже показан идеальный случай, когда на каждой стороне платы установлено несколько корпусов.

Идеальная компоновка с точки зрения двусторонней пайки печатных плат заключается в использовании зеркального отображения корпусов BGA или смещении корпусов BGA, чтобы они были механически сбалансированы.

Ожидайте, что более тяжелые детали будут спаяны вручную

Более тяжелые детали, такие как трансформатор или громоздкий разъем, следует припаивать вручную или обрабатывать селективной пайкой, так как трудно уравновесить их вес по всей плате.В общем, сложно распределить детали так, чтобы вес был сбалансирован по всей поверхности одной платы, поэтому не ожидайте идеальной балансировки тяжелых деталей на каждой двухсторонней печатной плате. Вместо того, чтобы подвергать более тяжелые детали процессу оплавления, сделайте это вручную, чтобы предотвратить коробление и обеспечить высокий выход продукции.

Профиль оплавления на стороне 1 и стороне 2

Далее вопрос о профиле оплавления с каждой стороны. Как должны быть построены профили оплавления? Должны ли они быть одинаковыми с обеих сторон платы? На этот вопрос нет однозначного ответа, поскольку он зависит от припаиваемых компонентов и наличия покрытия на открытых проводниках.Покрытие поверхности особенно важно, так как при пайке могут образовываться интерметаллиды:

  • Открытая медь: Олово в припое может образовывать интерметаллиды Cu-Sn, которые медленно растут и в конечном итоге становятся хрупкими во время пайки. Сократите общее время работы при более высоких температурах за счет быстрого достижения пиковой температуры оплавления.
  • Никель с гальваническим покрытием и химический никель: Интерметаллический сплав Ni3Sn4 чаще всего образуется при пайке припоями на основе олова, хотя скорость образования намного ниже, чем у интерметаллидов Cu-Sn.
  • ENIG, ENEPIG, OSP и иммерсионное Ag: Интерметаллиды Cu-Sn/Ag могут образовываться на этих покрытиях на границе раздела, а не диффундировать в объем. Интересно, что слой Ni внутри ENIG и ENEPIG оказывает упрочняющее действие на некоторые интерметаллиды, что предотвращает образование трещин.

Не углубляясь в химию, важно сделать вывод о том, что профиль оплавления для двусторонней печатной платы должен быть разработан с учетом различных покрытий поверхности печатных плат для двусторонних плат.Есть несколько интересных исследований, в которых рассматривается скорость образования различных интерметаллидов, и они могут дать некоторые рекомендации для сравнения эталонных профилей оплавления. Вот две отличные ссылки, где вы можете узнать больше:

Если вы разрабатываете новый продукт, требующий двусторонней пайки печатных плат, используйте полный набор инструментов для проектирования и компоновки печатных плат в Altium Designer®, чтобы создать плату и подготовить ее к производству. Layer Stackup Manager и обновленный редактор правил проектирования помогут вам создать высококачественную плату, соответствующую стандартам DFM/DFA для двусторонних печатных плат.

Когда вы закончили разработку и хотите поделиться своим проектом, платформа Altium 365™ упрощает совместную работу с другими дизайнерами. Мы только коснулись того, что можно сделать с помощью Altium Designer в Altium 365. Вы можете посетить страницу продукта, чтобы получить более подробное описание функций, или посетить один из вебинаров по запросу.

Все, что вам нужно знать

Вы открыли электронное устройство и нашли всю эту сеть мелких компонентов? Вы когда-нибудь задумывались, как они работают? Вы найдете эти мельчайшие компоненты на печатных платах вашего мобильного телефона, ноутбука, микроволновой печи и т. д.

Вместо того, чтобы использовать обычные компоненты, производители печатных плат устанавливают эти компоненты на поверхности плат с помощью передовых устройств. Важно помнить, что основная их часть имеет сравнительно небольшие размеры. Технология поверхностного монтажа (SMT) — это название технологии, используемой для монтажа этих устройств. Итак, что такое SMT и каковы его преимущества?

Компоненты платы

SMT и разъемы выпускаются в трех отдельных моделях, которые подходят для самых разных конструкций устройств.Здесь есть все, что нужно знать о пайке волной припоя в сквозное отверстие, запрессовке и поверхностном монтаже.

Что такое пайка волной припоя?

Пайка волной припоя — это широкомасштабная процедура пайки, при которой электронные компоненты припаиваются к печатной плате (PCB) для создания электронной панели. Название происходит от того факта, что в этом методе используется резервуар для хранения расплавленного припоя.

Вы добавляете элементы на печатную плату (PCB). Затем печатная плата погружается в волну накачки или каскад припоя.Припой прилипает к непокрытым металлическим участкам платы. Это обеспечивает тесную механическую и электрическую связь.

Этот метод намного проще и может дать более качественный результат, чем ручная пайка. Вы используете пайку волной припоя как для сквозных, так и для поверхностного монтажа печатных плат.

Что такое SMT?

Технология поверхностного монтажа — это метод подключения электронных компонентов к верхней и/или нижней поверхности печатных плат (PCB).Технология поверхностного монтажа отличается от пайки волной припоя и является идеальной заменой или решением технологий запрессовки или пайки волной припоя. Благодаря высокому уровню автоматизации и точности, обеспечиваемым технологией поверхностного монтажа, можно создавать небольшие сборки с повторяемостью.

Многие производители в настоящее время используют эту технологию, потому что она помогает им легко создавать небольшие печатные платы, легкие и компактные. SMT — это простой метод, который включает в себя простое размещение компонентов печатной платы на плате.

Если вы планируете использовать технологию поверхностного монтажа при сборке печатной платы, вы, несомненно, воспользуетесь некоторыми из ее преимуществ:

  • Более дешевое производство: SMT позволяет производить печатные платы меньшего размера, что приводит к снижению производственных затрат. SMT позволяет размещать компоненты на плате рядом друг с другом.
  • Повышенная эффективность: Еще одним объяснением того, почему многие производители печатных плат любят SMT, является эффективность работы. Используя SMT, сборку можно выполнить за один день и в кратчайшие сроки, в отличие от технологии запрессовки, которая может занять некоторое время.
  • Структура SMT меньше Сложная: Общая конфигурация плат, которые вы можете производить с помощью SMT, проста. Платы, монтируемые SMT, не требуют большого количества технических деталей. Панели, изготовленные с помощью SMT, имеют более простую конфигурацию, чем панели, изготовленные другими методами.
  • И менее подвержены ошибкам: Еще одним преимуществом технологии SMT является возможность быстро и легко исправлять небольшие ошибки. SMT, по сравнению с комплексной пайкой волной припоя, не так внимателен к деталям, что позволяет исправлять небольшие ошибки в платах.Производители предпочитают этот подход, потому что он позволяет им производить большое количество плат с меньшим количеством ошибок.
  • Превосходная эффективность электромагнитной совместимости (ЭМС): С SMT можно получить легкий пучок вместе с более низкой активацией проводов. Вы можете быть уверены в ограниченном поле излучения цепи, что означает превосходную эффективность ЭМС.

Что такое запрессовка?

Многие из современной новой электроники используют технологию запрессовки деталей без пайки, чтобы добавить универсальности своей продукции. Вы делаете возможными высококачественные электрические соединения с помощью технологии запрессовки.

Детали запрессовываемого соединителя помещаются в сквозные отверстия в печатной плате, где возникает трение из-за деформации запрессовываемых наконечников. Плотное прилегание удерживает контактные штифты закрытыми, позволяя электричеству проходить через них.

Штыри разъема с прессовой посадкой вставляются в сквозные отверстия на печатной плате. Именно здесь возникает трение из-за деформации запрессовываемых ножек соединителя.Плотное прилегание удерживает контакт, пропуская электричество. Штифты с прессовой посадкой обеспечивают надежное соединение, которое естественным образом рассеивает более высокое тепловое тепло и имеет меньшую частоту отказов, чем при паяных соединениях.

Еще одним преимуществом прессовой посадки является термическая совместимость. Если вам нужно выполнить вторую пайку на печатной плате, тепло от припоя может повредить печатную плату и связанные с ней электронные компоненты. С другой стороны, технология прессовой посадки исключает использование тепла и позволяет добавлять новые компоненты с прессовой посадкой без повреждений.

Некоторые из основных причин более широкого использования запрессовки включают:

  • Устраняет вероятность сухих соединений, поломок и других проблем при пайке
  • Прочные, не требующие пайки, воспроизводимые и высоконадежные интерфейсы
  • Методы проверяемой сборки с комбинированным контролем усилия
  • Процессы интеграции Press-Fit
  • оптимизированы для предсказуемой производительности
  • Интерфейсы для прямого контакта
  • Выдающиеся электрические и тепловые свойства
  • Силовые приложения требуют высокой пропускной способности по току.

Благодаря этим основным преимуществам технология запрессовки стала популярным решением для производства многих новых товаров. Это также привело к резкому увеличению числа конструктивных улучшений продуктов, которые переходят от соединителей на основе пайки к производству с прессовой посадкой. В целом, соединители с прессовой посадкой дешевле, их легче переделывать и они более экологичны.

Припой волной припоя, поверхностный монтаж и пресс-посадка

Несмотря на то, что за последние два десятилетия в некоторых реализациях произошел отход от пайки волной припоя, для этого процесса все еще существует много законных применений.Именно из-за его надежности. Однако, исходя из доступности и объема продукта, SMT и запрессовка имеют свои собственные приложения, которые в настоящее время очень хорошо зарекомендовали себя. Ваше решение о том, какую технологию использовать, пайку волной, прессовую посадку или SMT, должно быть принято на ранней стадии разработки концепции, так как это повлияет на выбор соединителей и другого оборудования. Убедитесь, что у вас есть все необходимые знания, и проведите небольшое исследование продукта.

Нужна дополнительная информация о наших нестандартных контактных штифтах? Свяжитесь с нами и отправьте нам свой дизайн!

О компании Bead Electronics

Bead Electronics — мировой производитель штырьков для электронных разъемов, производство которого осуществляется в Коннектикуте более 100 лет. Удостоенная наград компания имеет более 500 патентов и наиболее известна изобретением своего производственного процесса, называемого обжимкой. Этот процесс представляет собой высокоскоростной, практически безотходный процесс холодной штамповки, способный производить металлические электронные компоненты широкого диапазона размеров, которые являются стабильными и экономичными. Семейный бизнес возглавляет пятое поколение. Нажмите здесь, чтобы поговорить со специалистом по контактам разъемов сегодня.

Короткое замыкание на печатной плате


Шорты под пайку на печатной плате

Шорты при пайке обычно увеличиваются в процессе пайки волной припоя.Это связано с постоянно уменьшающимся шагом компонентов, используемых в производстве. В прошлом шаг выводов составлял 0,050 дюйма. Сейчас мы видим, что многие обычные выводы используются с шагом 0,025 дюйма.

Замыкание припоя происходит, когда припой не отделяется от двух или более выводов до его затвердевания. Увеличение твердого флюса или его количества является одним из способов уменьшения короткого замыкания. Уменьшение длины выводов и размера контактной площадки уменьшит количество припоя, удерживаемого на основании платы.На рис. 1 показан разъем с шагом 0,025 дюйма, который был улучшен за счет изменения конструкции контактных площадок. Альтернативные контактные площадки были увеличены по длине на выходной стороне волны. Это увеличило фактическое разделяющее расстояние между соседними клеммами и уменьшило вероятность короткого замыкания.


Рис. 1: Короткое замыкание припоя на разъеме с шагом 0,025 дюйма.

Короткое замыкание припоя на верхней стороне печатной платы необычно, но может произойти.На Рисунке 2 видны короткие замыкания припоя на выводах ИС на односторонней печатной плате. Во время контакта с волной давление было настолько велико, что возникали короткие замыкания из-за чрезмерного проникновения припоя. Этот тип дефекта чаще всего можно увидеть на любой из вибрационных волн, производимых тремя компаниями для облегчения сборки поверхностным монтажом. Скорее всего, это произойдет на односторонней плате, поскольку отношение размера отверстия к выводу часто больше из-за допусков на этих более дешевых ламинатах.


Рис. 2: Редкое короткое замыкание припоя на верхней стороне печатной платы.

Короткие замыкания при пайке становятся серьезной проблемой при пайке волной припоя, особенно по мере того, как шаг компонентов продолжает уменьшаться. На рис. 3 видны короткие замыкания на устройстве с массивом контактов (PGA). Из-за близкого расположения и количества выводов отделение припоя от основания платы затруднено. Короткое замыкание может произойти из-за плохого флюсования, неправильного предварительного нагрева или разделения волн. Все короткие замыкания можно уменьшить с помощью хороших правил проектирования, за счет уменьшения размера контактных площадок и длины выводов компонентов. В случае примера, показанного на рис. 3, необходимо было изменить содержание твердых частиц во флюсе, сохранив при этом нечистый процесс. Использование ножа с горячим воздухом не помогло улучшить процесс из-за большого количества комбинаций досок и длин штифтов.


Рис. 3: Шорты на массиве штифтов.

По мере того, как платы становятся более заполненными, короткое замыкание становится все более серьезной проблемой. Нож горячего воздуха после волны припоя может устранить некоторые проблемы, но большинство из них можно решить только с помощью хорошего дизайна.Увеличение содержания твердых частиц флюса улучшит дренаж на всех стыках. На рис. 4 правильная длина штифта составляет 1–1,5 мм, но размер контактных площадок можно уменьшить. При использовании контактных площадок меньшего размера на плате остается меньше припоя, что приводит к замыканию контактов. Если это единственная дефектная область на плате, то хорошим решением будет точка клея, помещенная между двумя контактами вашим отделом размещения.


Рис. 4: Меньшие колодки уменьшили бы вероятность этого короткого замыкания.

Устройства SOIC

должны быть пределом для компонентов, устанавливаемых снизу. Уменьшение шага ниже 0,050 дюйма всегда увеличивает количество дефектов или увеличивает время проектирования, необходимое для пайки деталей размером 0,025 дюйма. Короткие замыкания припоя распространены на устройствах SOIC. Если короткое замыкание находится в середине ряда, а ширина подушечки меньше 0,022 дюйма, это проблема технологического процесса. Первая область, которую необходимо проверить, — это флюс, затем обратите внимание на регулировку времени контакта в волне. Часто меняется угол конвейер устраняет этот недостаток.К сожалению, многие системы пайки волной припоя в настоящее время не позволяют выполнять эту настройку.


Рис. 5: Короткие замыкания под пайку часто встречаются в устройствах SOIC.

Устройства для пайки волной припоя с шагом менее 0,050 дюйма следует избегать и подвергать сомнению во время проверки проектирования для производства (DFM) новых конструкций. Да, это можно сделать, но это требует гораздо больше усилий от машиностроителей и инженеров-технологов. Пайка с шагом 0,032 дюйма может быть достигнуто, 0,025″ проблематично и использование 0.020″ на базе платы требует больше доработок.

Пример короткого замыкания на рис. 6 виден в верхней части контактов устройства QFP, и его можно улучшить, увеличив твердость флюса. Этот дефект часто вызван неправильным предварительным нагревом или ограниченным временем в волне. Тепловой эффект устройства может привести к охлаждению припоя, что замедлит дренаж. В некоторых случаях, когда короткие замыкания находятся наверху выводной формы, это проблема пайки. Если свинцовая область рядом с пластиковым корпусом медленно смачивается, она также медленно стекает, следовательно, это короткое замыкание. Как и в случае с устройствами SOIC, QFP выигрывают от воров припоя на задней кромке деталей, но только в том случае, если короткие замыкания припоя всегда находятся на двух последних контактах. Контактная площадка для воров припоя всегда должна быть как минимум в три раза длиннее последней контактной площадки и иметь такой же шаг. При использовании QFP устройство также располагается под углом 45° к направлению прохождения волны. Попробуйте приклеить некоторые компоненты к основанию стеклянной пластины; это поможет вам убедить как инженеров, так и инженеров-конструкторов в том, что проектирование для производства является обязательным.


Рис. 6: Короткое замыкание в верхней части контактов QFP.

Короткие замыкания при пайке могут возникнуть из-за плохой пайки контактов. На рис. 7 на концах выводов имеются шипы припоя из-за плохой пайки оголенных концов выводов. Если вывод медленно смачивается, он, как правило, медленно стекает, что увеличивает вероятность короткого замыкания припоя.


Рис. 7: Плохая пайка оголенных наконечников вызвала всплески припоя и последующее короткое замыкание.

Как паять компоненты печатной платы – Инженерно-технический

Пайка — это фундаментальный навык для всех, кто занимается электроникой как профессионально, так и в качестве хобби. Овладеть им несложно, но для того, чтобы овладеть им, требуется некоторая практика. Прежде чем приступить к пайке в первый раз, рекомендуется потренироваться, припаяв несколько компонентов разных типов на кусок картона.Это даст вам некоторый опыт, который вам понадобится для пайки компонентов на печатные платы.

Инструкции

1 Очистите печатную плату, чтобы удалить окисление или жир с контактных площадок припоя, которые могут отталкивать расплавленный припой и вызывать наплывы. Ластик для карандашей достаточно абразивен, чтобы удалить оксиды, и его можно использовать как на печатной плате, так и на выводах компонентов. Все соединения должны быть блестящими; если тусклый цвет, это указывает на то, что поверхность металла окислилась.

2 Подготовьте паяльник. Паяльник должен нагреться до полной температуры, после включения обычно достаточно пяти минут. Наконечник следует протереть влажной губкой, чтобы удалить остатки. Наконечник также следует лужить, что включает в себя нанесение тонкого слоя припоя по всему наконечнику, чтобы облегчить передачу тепла от паяльника к припаиваемому компоненту.

3 Поместите припаиваемый компонент на печатную плату. Дважды проверьте, что компонент имеет правильный тип и значение, прежде чем начать пайку.Если это не компонент для поверхностного монтажа, компонент следует размещать на обратной стороне платы относительно контактных площадок для пайки, проводя выводы через предусмотренные отверстия. Компонент должен быть заподлицо с печатной платой, так как это обеспечивает дополнительную механическую прочность соединения. Компоненты для поверхностного монтажа не проходят через плату и припаиваются к той же стороне, что и контактные площадки.

4 Держите паяльник как ручку и коснитесь наконечником как вывода компонента, так и контактной площадки.Оба должны быть нагреты вместе, чтобы обеспечить равномерное растекание припоя и создать хорошее электрическое соединение. Удерживайте жало паяльника на месте в течение одной-двух секунд.

5 Прикоснитесь к соединению между выводами компонента и контактной площадкой печатной платы припоем, удерживая паяльник на месте. Расплавленный припой должен равномерно течь вокруг стыка и образовывать небольшой вулкан, блестящий при охлаждении. Когда площадка будет равномерно покрыта, удалите припой и паяльник.

6 Осмотрите соединение. В этом может помочь увеличительное стекло, особенно при работе с небольшими соединениями. В припое не должно быть отверстий или провалов. Если использовать слишком много припоя, он будет комкаться и образовывать маленькие бусинки или шипы, когда паяльник удаляют. В этом случае повторно нагрейте соединение и добавьте небольшое количество дополнительного припоя. Пока припой все еще расплавлен, удалите его с помощью припоя или фитиля. Их также можно использовать для удаления перемычек между контактными площадками.Соединение может быть повторно спаяно.

7 Обрежьте выводы компонента примерно на 1/16 дюйма выше поверхности печатной платы. Это придает аккуратный внешний вид и предотвращает короткое замыкание проводов, обеспечивая при этом достаточное количество проводов для повторного нагрева, если компонент необходимо будет заменить в будущем.

8 Повторяйте процедуру до тех пор, пока все компоненты не будут припаяны к плате.

Сквозное отверстие по сравнению с поверхностным монтажом

В последние годы корпус полупроводников развивался в связи с возросшим спросом на большую функциональность, меньший размер и дополнительную полезность.В современной конструкции печатной платы есть два основных метода монтажа компонентов на печатную плату: монтаж в сквозное отверстие, и , монтаж на поверхность.

Монтаж через отверстие (THM):

Монтаж в сквозное отверстие — это процесс, при котором выводы компонентов помещаются в просверленные отверстия на голой печатной плате. Этот процесс был стандартной практикой до появления технологии поверхностного монтажа (SMT) в 1980-х годах, когда ожидалось, что сквозные отверстия будут полностью исключены.Тем не менее, несмотря на резкое падение популярности с годами, технология сквозных отверстий доказала свою устойчивость в эпоху SMT, предлагая ряд преимуществ и нишевых применений, а именно надежность.

Компоненты со сквозными отверстиями

лучше всего использовать для изделий с высокой надежностью, требующих более прочных соединений между слоями. В то время как компоненты SMT закрепляются только припоем на поверхности платы, сквозные выводы компонентов проходят через плату, что позволяет компонентам выдерживать большее воздействие окружающей среды.Вот почему технология сквозных отверстий обычно используется в военной и аэрокосмической продукции, которая может подвергаться экстремальным ускорениям, столкновениям или высоким температурам. Технология сквозных отверстий также полезна при тестировании и создании прототипов, когда иногда требуется ручная настройка и замена.

В целом, полное исчезновение сквозных отверстий в сборке печатных плат — большое заблуждение. За исключением вышеперечисленных вариантов использования сквозной технологии, всегда следует помнить о факторах доступности и стоимости.Не все компоненты доступны в виде корпусов SMD, а некоторые сквозные компоненты менее дороги.

Однако это не отменяет того факта, что на современном сборочном производстве сквозное отверстие считается второстепенной операцией.

Компоненты с осевыми и радиальными выводами

Существует два типа сквозных компонентов: осевые и радиальные компоненты. Осевые выводы проходят через компонент по прямой («в осевом направлении»), при этом каждый конец подводящего провода выходит из компонента на любом конце.Оба конца затем помещаются через два отдельных отверстия в плате, что позволяет компоненту располагаться ближе и ровнее. Компоненты с радиальными выводами, с другой стороны, выступают из платы, так как их выводы расположены на одной стороне компонента.

Оба типа компонентов со сквозными отверстиями являются компонентами с двумя выводами, и оба имеют свои явные преимущества. В то время как компоненты осевых выводов используются из-за их плотного прилегания к плате, радиальные выводы занимают меньшую площадь поверхности, что делает их более подходящими для плат высокой плотности.Как правило, осевая конфигурация выводов может иметь форму угольных резисторов, электролитических конденсаторов, предохранителей и светоизлучающих диодов (СИД). Компоненты с радиальными выводами доступны в виде керамических дисковых конденсаторов.

Преимущества: THM обеспечивает более прочное механическое соединение, чем SMT, что делает сквозные отверстия идеальными для компонентов, которые могут подвергаться механическим нагрузкам, таких как разъемы или трансформаторы. Хорошо подходит для тестирования и прототипирования.

Недостатки:   На стороне печатной платы THM требует сверления отверстий, что дорого и требует много времени.THM также ограничивает доступную область разводки на любых многослойных платах, поскольку просверленные отверстия должны проходить через все слои печатной платы. Что касается сборки, то скорость размещения компонентов для THM составляет лишь часть от скорости размещения компонентов для поверхностного монтажа, что делает THM непомерно дорогим. Кроме того, THM требует использования методов волновой, селективной или ручной пайки, которые гораздо менее надежны и воспроизводимы, чем печи оплавления, используемые для поверхностного монтажа. Прежде всего, сквозная технология требует пайки с обеих сторон платы, в отличие от поверхностного монтажа, который (по большей части) требует внимания только к одной стороне платы.

Технология поверхностного монтажа (SMT):

SMT процесс, при котором компоненты монтируются непосредственно на поверхность печатной платы. Первоначально известный как «плоский монтаж», этот метод был разработан в 1960-х годах и с 1980-х годов становится все более популярным. В настоящее время практически все электронное оборудование производится с использованием поверхностного монтажа. Это стало важным для проектирования и производства печатных плат, улучшив качество и производительность печатных плат в целом и значительно снизив затраты на обработку и обращение.

Основные различия между SMT и монтажом в сквозное отверстие: (a) SMT не требует сверления отверстий в печатной плате, (b) компоненты SMT намного меньше, и (c) компоненты SMT могут быть установлены с обеих сторон платы. доска. Возможность размещения большого количества мелких компонентов на печатной плате позволила создавать гораздо более плотные, высокопроизводительные и меньшие по размеру печатные платы.

Выводы сквозных компонентов, которые проходят через плату и соединяют слои платы, были заменены «переходными отверстиями» — небольшими компонентами, которые обеспечивают токопроводящее соединение между различными слоями печатной платы и, по сути, действуют как сквозные отверстия. ведет.Некоторые компоненты для поверхностного монтажа, такие как BGA, являются более производительными компонентами с более короткими выводами и большим количеством соединительных контактов, что обеспечивает более высокие скорости.

 

Номенклатура

Возможно, существует слишком много терминов, описывающих различные аспекты технологии поверхностного монтажа. Вот что они означают:

SMA (сборка поверхностного монтажа) — сборка или модуль, собранный с использованием SMT.

SMC (компоненты поверхностного монтажа) – компоненты для поверхностного монтажа.

SMD (устройства поверхностного монтажа) – активные, пассивные и электромеханические компоненты.

SME (оборудование для поверхностного монтажа) – станки, используемые для поверхностного монтажа.

SMP (корпуса для поверхностного монтажа) – корпусные формы SMD.

СМТ (поверхностная техника) – акт и способ сборки и монтажа электронной техники.

Общие устройства для поверхностного монтажа (SMD)   

Классификация устройств для поверхностного монтажа (SMD) настолько обширна и постоянно меняется, что полностью охватить ее было бы невозможно. Но вот несколько типов, которые очень распространены и очень важно знать.

MELF (Металлический электрод с торцевым соединением): эти компоненты SMD, состоящие из двух выводов, соединенных с цилиндрическим корпусом, дешевле, чем плоские микросхемы, но требуют особого обращения при сборке. Кроме того, одним из их самых больших недостатков является склонность к скатыванию припойных площадок во время сборки. Вообще говоря, они бывают в виде диодов, резисторов и конденсаторов.

Транзисторы и диоды

SOT: они обычно имеют прямоугольную форму и их легко разместить, хотя они немного устарели.Наиболее распространенными SOT являются SOT 23, SOT 89, SOT 143 и SOT 223. Наиболее распространенная упаковка – это лента и катушка.

Интегральные схемы (ИС):

Интегральная схема с малым контуром (SOIC)  – это хорошая альтернатива SMT для двойного встроенного пакета (DIP) из-за их значительно уменьшенного размера. Как правило, они занимают на 30–50 % меньше места и на 70 % меньше толщины, чем обычные DIP.

Thin Small Outline Package (TSOP)  – TSOP представляют собой низкопрофильные корпуса с выводами с мелким шагом.TSOP обычно предназначены для размещения больших кремниевых микросхем в корпусах с высокой плотностью (ИС ОЗУ или флэш-памяти), в основном из-за их небольшого объема / большого количества контактов.

Quad Flat Pack (QFN)  – QFN представляют собой пакеты с большим количеством потенциальных клиентов (44–304). Его поводки обычно имеют форму крыла чайки. Существует много типов QFN, и они являются одними из наиболее распространенных ИС для поверхностного монтажа.

Пластиковый выводной держатель микросхемы (PLCC)  — Соединения выполнены на всех четырех краях квадратного корпуса с относительно большим количеством контактов.PLCC могут иметь примерно 18–100 отведений (обычно J-отведения). Многие из них могут входить в гнезда IC и могут быть легко заменены в полевых условиях. PLCC уже давно являются популярным вариантом.

Безвыводной чип-носитель (LCC)  – Не путать с PLCC, в LCC нет выводов . Скорее, LCC припаиваются непосредственно к печатным платам с помощью их (зубчатых) контактных площадок. Обычно они разрабатываются для Mil Spec, потому что без повреждений они довольно «надежны». LCC отлично подходят для высокотемпературных и аэрокосмических применений.

Массив контактов (PGA)  — PGA обычно имеют квадратную или прямоугольную форму с контактами, расположенными под корпусом. Их дизайн оказал большое влияние на повсеместное распространение BGA.

Flip Chip  – Flip Chip представляют собой корпуса без кристаллов с небольшими выступами для пайки на нижней стороне, которые действуют как выводы. Они припаяны непосредственно к печатной плате.

Шариковая решетка (BGA)  — BGA, возможно, являются одним из самых эффективных корпусов SMT, используемых сегодня, благодаря их высокой плотности.BGA является потомком PGA, но вместо штифтов у него есть шарики припоя, которые можно размещать непосредственно на печатной плате. Из-за их высокой плотности BGA обычно используются для размещения микропроцессоров.

Преимущества: SMT позволяет использовать печатную плату меньшего размера, более высокую плотность компонентов и больше площади для работы. Поскольку требуется меньше отверстий для сверления, SMT позволяет снизить затраты и сократить время производства. Во время сборки компоненты SMT могут размещаться со скоростью тысячи и даже десятки тысяч размещений в час по сравнению с менее чем тысячей для THM.Формирование паяного соединения гораздо более надежно и воспроизводимо при использовании программируемых печей оплавления по сравнению со сквозными методами. SMT оказался более стабильным и лучше работает в условиях тряски и вибрации.

Недостатки:  SMT может быть ненадежным при использовании в качестве единственного метода крепления для компонентов, подверженных механическим нагрузкам (например, внешних устройств, которые часто присоединяются или отсоединяются).

В целом, поверхностный монтаж почти всегда оказывается более эффективным и экономичным, чем сквозной монтаж. Сегодня он используется более чем в 90 процентах печатных плат. Тем не менее, особые механические, электрические и тепловые аспекты по-прежнему будут требовать THM, сохраняя свою актуальность в будущем.

Инструменты и методы для пайки горячим воздухом компонентов поверхностного монтажа

Лучший способ припаять устройства для поверхностного монтажа (SMD) на печатные платы (PCB) — использовать печь оплавления, но если это невозможно, можно успешно использовать станцию ​​горячего воздуха.

Обзор

В этой статье будут представлены основы пайки SMD (устройств для поверхностного монтажа) горячим воздухом.Первая часть будет посвящена инструментам и оборудованию; вторая часть продемонстрирует вам некоторые приемы.

Внимание! Пайка горячим воздухом, как и любая другая пайка, требует температур, превышающих 500ºC, которые могут обжечь глаза, кожу, мебель, драпировки, одежду и т. д. Будьте очень осторожны при пайке; особенно важна защита глаз. Если какие-либо из действий, описанных в этой статье, вам непонятны или кажутся рискованными, не выполняйте их. Безопасность – ваша первая обязанность.

Чтобы получить максимальную отдачу от этой статьи, вы должны знать основы ручной пайки.Вы должны быть знакомы с тем, что представляет собой хорошее паяное соединение, с различными типами припоя, которые можно использовать, и с несколькими основными инструментами, общими для сборки электроники. Знания, полученные при использовании печи оплавления , также полезны.

Инструменты и оборудование для пайки горячим воздухом

Основным оборудованием для пайки горячим воздухом является, конечно же, ремонтная станция горячего воздуха. Устройство, показанное на фотографии ниже, используется автором; он доступен под разными торговыми марками и был построен в Китае.Его цена близка к нижней части диапазона, но он выглядит достаточно хорошо сложенным и более чем достаточным для использования любителем. Профессионалы, скорее всего, будут использовать более дорогую станцию.

Как видите, он включает в себя не только термовоздушную паяльную станцию, но и ручную паяльную станцию. Для каждого инструмента имеется отдельная регулировка температуры и цифровая индикация (в градусах Цельсия); станция горячего воздуха также имеет циферблат для настройки объема воздушного потока.

 

 

В дополнение к контролю количества воздуха, подаваемого через нагревательный элемент в пистолете, устройство также включает в себя три наконечника, которые можно использовать для направления потока горячего воздуха.На фото ниже показаны прилагаемые размеры насадок; другие размеры и формы доступны в качестве аксессуаров.

 

 

Для эффективного использования ремонтной станции с горячим воздухом необходимо несколько дополнительных предметов. На фото ниже представлены примеры некоторых из самых необходимых предметов.

 

 

  • Шприц содержит паяльную пасту , которая представляет собой смесь очень мелких частиц припоя и флюса. Нажатие на поршень шприца проталкивает паяльную пасту через тупую иглу, которая часто используется для нанесения припоя и флюса непосредственно на контактные площадки печатной платы перед размещением компонентов для поверхностного монтажа.Паяльная паста также доступна в небольших баночках, из которых пасту можно перелить в шприц или нанести непосредственно на печатную плату с помощью очень маленького инструмента, чтобы окунуть пасту и нанести на контактные площадки.
  • Паяльная проволока используется (с ручным паяльником) для подкраски или очистки соединений, которые закорочены на соседние контакты, или соединений, которые плохо соединены.
  • Изопропиловый спирт используется вместе с мягкой зубной щеткой, ватными тампонами и/или тканью для очистки поверхности печатных плат перед пайкой и удаления остатков флюса после пайки.Показанный спирт имеет чистоту почти 100 %, но можно использовать и меньшую концентрацию (например, чистоту 91 %), если для испарения остаточной воды предоставляется дополнительное время.
  • Флюс необходим для обеспечения хорошей текучести и покрытия расплавленным припоем. Помимо жидкого флюса (как показано), флюс также доступен в форме аппликатора в виде ручки и в форме геля для нанесения с помощью шприца и тупой иглы.
  • Пара изогнутых пинцетов удобна для работы с SMD; еще один вариант – вакуумный захват.
  • Оплетка для припоя используется (с ручным паяльником) для удаления излишков припоя с выводов компонентов, что устраняет короткие замыкания между контактами. Оплётка припоя доступна разной ширины для различных размеров компонентов; полезны как 2,0 мм, так и 3,0 мм (показаны).

Процесс

Зона тестовой доски

Пайка горячим воздухом обычно используется с устройствами для поверхностного монтажа, прикрепляемыми к печатным платам. В следующих описаниях используется этот метод и основное внимание уделяется небольшому участку печатной платы, как показано ниже. на верхнем фото показана плата, которая была заполнена и спаяна оплавлением в печи, а на нижнем фото показана голая плата.

 

 

 

Как видите, на фотографиях показано только семь мест расположения компонентов, но разнообразия будет достаточно для демонстрации основных методов пайки горячим воздухом: J1 — разъем мини-USB, R3 и R4 — резисторы 0805, C1, C4, и C5 — конденсаторы 0805, а U1 — преобразователь USB-UART TSSOP16.

Выбор паяльной пасты и ее применение
Паяльная паста

доступна в различных смесях металлов, но самая простая в использовании паста состоит примерно из 60% олова и 40% свинца.Это конфигурация, используемая на изображениях и видео в этой статье, и она настоятельно рекомендуется. Если у вас есть опыт работы с другими типами припоя (например, бессвинцовыми) и вы можете их использовать, не стесняйтесь использовать их, но вам нужно будет внести коррективы в описанный здесь процесс.

После тщательной очистки печатной платы спиртом следующий шаг – нанесение припоя. Для любителей существует два основных метода нанесения паяльной пасты на печатную плату для устройств поверхностного монтажа: вручную с помощью шприца или очень маленького шпателя (например, деревянной зубочистки) и вручную с помощью трафарета.

На фотографии ниже показана наша тестовая плата с паяльной пастой, которая была нанесена с помощью шприца. В случае с компонентами 0805 капля пасты наносилась на каждую подушечку, но в случае с меньшими подушечками полоска пасты наносилась на подушечки. (Как станет более очевидным в процессе оплавления, на каждой контактной площадке слишком много пасты.)

 

 

Иглы для дозирования паяльной пасты имеют размеры по калибру, причем меньшие числа соответствуют иглам меньшего размера.Потенциально пригодными для нанесения паяльной пасты являются калибры от 14 до 20. Автор предпочитает 16 калибр; все, что больше, распределяет слишком много припоя, а что-то меньшее очень трудно протолкнуть припой. Надеюсь, вы добьетесь лучших результатов, чем показано выше.

На следующем фото показаны некоторые образцы “заполняющих” игл; размеры кодируются цветом пластикового соединителя, но цветовой код варьируется от одного поставщика к другому. Обратите внимание, что кончики игл могут быть обрезаны под прямым углом или под углом; автор предпочитает квадратные кончики.

 

 

На фото ниже паста нанесена с помощью трафарета. Улучшения в размещении пасты и дозированном количестве очевидны. (Для получения дополнительной информации об использовании трафаретов для паяльной пасты прочитайте эту статью.)

 

Размещение деталей для поверхностного монтажа

Детали были размещены на своих местах на двух следующих фотографиях. Очевидным преимуществом платы с пастой, нанесенной по трафарету, является то, что точное расположение контактных площадок более заметно, что приводит к более точному размещению компонентов.Не столь очевидным преимуществом пасты, наносимой шприцем, является то, что дополнительная паста более надежно удерживает детали перед пайкой.

 

 

Реальная пайка горячим воздухом

В этой статье обсуждаются профили оплавления припоя, которые могут вас заинтересовать. В нем описаны четыре этапа пайки оплавлением и указано время и температура для каждого из четырех этапов при использовании печи для пайки оплавлением. Четыре этапа: предварительный нагрев, замачивание, оплавление и охлаждение.С широкой точки зрения они применимы к пайке оплавлением с помощью станции горячего воздуха.

Проблема в том, что при использовании станции горячего воздуха действует больше переменных, чем при использовании печи оплавления. Помимо времени и температуры, на работу ручного фена влияет несколько других факторов, в том числе размер сопла, расстояние, на котором сопло удерживается от припоя, угол воздушного потока от сопла к припою, скорость воздух, выходящий из сопла, скорость, с которой сопло перемещается по участкам, подлежащим пайке, и, возможно, другие факторы, не упомянутые здесь.

В идеале пистолет следует держать так, чтобы отверстие сопла было перпендикулярно поверхности печатной платы и примерно на 12 мм (0,5 дюйма) выше ее. Следует соблюдать осторожность, чтобы направить сопло на припаиваемые контакты/контактные площадки, избегая корпусов. компонентов как можно больше Движение сопла должно быть как можно более равномерным, однако для больших штифтов/прокладок (например, для монтажных ножек J1) потребуется больше времени горячего воздуха, чем для меньших штифтов/прокладок , и поэтому насадку нужно будет чаще перемещать по ним.Как правило, стоит мысленно разделить большие печатные платы на более мелкие секции и полностью запаять одну секцию, прежде чем переходить к следующей. Опыт поможет усовершенствовать эти приемы.

В результате всех этих переменных пайка горячим воздухом становится очень персонализированной — каждый человек разрабатывает свою собственную комбинацию переменных, которая кажется ему наиболее подходящей. Рискуя оттолкнуть всех «научных» читателей, на ум приходит термин «стиль».

Два следующих видео показывают, как автор припаивает два варианта показанной ранее секции тестовой платы: один, на который паяльная паста наносилась с помощью шприца, и другой, на который она наносилась с помощью трафарета.За исключением этой разницы, используемые методы и условия должны были быть идентичными; в обоих случаях температура была установлена ​​на 280°C, поток воздуха был установлен на 3, и использовалось сопло диаметром 8 мм.

Увы, капризы все-таки закрались, часть из которых можно списать на сложность работы в нескольких сантиметрах под объективом камеры и вокруг трех световых штативов и штатива. Тем не менее, были непреднамеренные различия в действиях; посмотрите два видео и обратите внимание на различия.

 

Печатная плата для пайки шприцем:

Печатная плата с трафаретной наклейкой для пайки:

Фото непосредственно ниже показывает результаты работы, выполненной на доске, склеенной шприцем. На всех контактных площадках видно слишком много припоя, но только два компонента пострадали. У J1 верхние два или три контакта соединены перемычкой. У U1 контакты 4, 5 и 6 соединены перемычкой. Контакты 9 и 10, возможно, не подключены к контактным площадкам, а контакты 11, 12, 13 и 14, возможно, перемкнуты.Переделка определенно потребуется и, вероятно, будет утомительной.

 

 

На следующем фото результат работы на трафаретной доске. С1 в процессе пайки задело, но в процессе оплавления его притянули ближе к предполагаемому положению. C5, который также был поврежден, во время оплавления был полностью возвращен на место. J1 остался на месте, несмотря на то, что его ударили, благодаря пластиковым штифтам, которые торчат из нижней части разъема через отверстия в плате.А U1 не имеет паяных перемычек или других функциональных проблем, несмотря на то, что он немного смещен.

Для приличия С1 следует переместить на контактные площадки, но даже в таком виде проблем с пайкой, которые могли бы привести к функциональному сбою, нет.

 

Доработка приклеенной шприцем платы

Rework является частью пайки устройств для поверхностного монтажа, и она была абсолютно необходима на плате, склеенной шприцем. Была предпринята попытка зачистить припойные перемычки от U1 медной оплеткой, но безуспешно.В результате U1 был удален, как показано в следующем видео.

 

Удаление старого U1:

После снятия U1 площадки были очищены от припоя с помощью медной оплетки, а площадка очищена от остатков флюса изопропиловым спиртом. Обратите внимание, что блестящая область между контактами 10 и 11 U1 не является остатком припоя, а представляет собой дорожку печатной платы, которая была слишком короткой, чтобы ее можно было скрыть паяльной маской. Кроме того, паяные перемычки между тремя верхними контактами J1 были очищены медной оплеткой перед тем, как были сделаны две фотографии ниже.

 

 

 

На фото выше показана плата после переклейки колодок U1 с помощью шприца; там еще слишком много пасты. На видео ниже показана перепайка U1.

 

Новый U1 на месте и в процессе пайки:

Из-за избытка паяльной пасты между некоторыми выводами U1 образовались перемычки. На видео ниже показано, как использовать оплетку для очистки перемычек.Обратите внимание, что свежий припой должен быть нанесен на утюг, чтобы получить наилучшие результаты от использования оплетки припоя. Оплетка должна быть уложена поверх перемычек, а луженое железо должно быть повернуто почти параллельно печатной плате, когда оно накладывается на оплетку. Важно нагреть оплетку утюгом и позволить припою в оплетке нагреть контакты, а не напрямую нагревать контакты, соединенные перемычкой.

 

Освобождение перемычек от контактов 1-8 и 9-16 нового U1:

Когда перемычки для пайки очищены, а область вокруг U1 очищена от остатков флюса, пришло время для проверки.Наконец задание проходит как показано в последнем видео.

 

Окончательная проверка:

Выводы

При небольшой практике пайка горячим воздухом не представляет особой сложности, но каждый человек должен найти подходящий для себя баланс температуры, потока воздуха, размера сопла и движения пистолета. Очевидно, что более качественное нанесение паяльной пасты снижает количество переделок, что значительно экономит время.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.