Поверхностный монтаж, применение чип (smd) компонентов

Поверхностный монтаж, применение ЧИП (SMD) компонентов

В чем же заключаются плюсы применения таких чип элементов? Давайте разберемся.

Плюсы данного вида монтажа

Во первых, применение чип компонентов заметно уменьшает размеры готовых печатных плат, уменьшается их вес, как следствие для этого устройства потребуется небольшой компактный корпус.  Так можно собрать очень компактные и миниатюрные устройства.

Применение чип элементов заставляет экономить печатную плату (стеклотекстолит), а так же хлорное железо для их травления, кроме того, не приходиться тратить  время на высверливание отверстий, в любом случае, на это уходит не так много времени и средств.
Платы изготовленные таким образом легче ремонтировать и легче заменять радиоэлементы на плате.

Можно делать двухсторонние платы, и размещать элементы на обеих сторонах платы. Ну и экономия средств, ведь чип компоненты стоят  дешево, а оптом брать их очень выгодно.

Для начала, давайте определимся с термином поверхностный монтаж, что же это означает? Поверхностный монтаж – это технология производства печатных плат, когда радиодетали размещаются со стороны печатных дорожек, для их размещения на плате не приходится высверливать отверстия, если коротко, то это означает “монтаж на поверхность”. Данная технология является наиболее распространенным на сегодняшний день.

Кроме плюсов есть конечно же и минусы. Платы собранные на чип компонентах боятся сгибов и ударов, т.к. после этого радиодетали, особенно резисторы с конденсаторами просто напросто трескаются. Чип компоненты не переносят перегрева при пайке. От перегрева они часто трескаются и появляются микротрещины. Дефект проявляет себя не сразу, а только в процессе эксплуатации

Типы и виды чип радиодеталей

Резисторы и конденсаторы

Чип компоненты (резисторы и конденсаторы) в первую очередь разделяются по типоразмерам, бывают 0402 – это самые маленькие радиодетали, очень мелкие, такие применяются например в сотовых телефонах, 0603 – так же миниатюрные, но чуть больше чем предыдущие, 0805 – применяются например в материнских платах, самые ходовые, затем идут 1008, 1206 и так далее.

Резисторы:

Конденсаторы:

Ниже дана более таблица с указанием размеров некоторых элементов: [0402] – 1,0 × 0,5 мм [0603] – 1,6 × 0,8 мм [0805] – 2,0 × 1,25 мм [1206] – 3,2 × 1,6 мм

[1812] – 4,5 × 3,2 мм

Все чип резисторы обозначаются кодовой маркировкой, хоть и дана методика расшифровки этих кодов, многие все равно не умеют расшифровывать номиналы этих резисторов, в связи с этим я расписал коды некоторых резисторов, взгляните на таблицу.

Примечание: В таблице ошибка: 221 “Ом” следует читать как “220 Ом”.

Что касается конденсаторов, они никак не обозначаются и не маркируются, поэтому, когда будете покупать их, попросите продавца подписать ленты, иначе, понадобится точный мультиметр с функцией определения емкостей.

Транзисторы

В основном радиолюбители применяют транзисторы вида SOT-23, про остальные я рассказывать не буду. Размеры этих транзисторов следующие: 3 × 1,75 × 1,3 мм.

Как видите они очень маленькие, паять их нужно очень аккуратно и быстро. Ниже дана распиновка выводов таких транзисторов:

Распиновка у большинства транзисторов в таком корпусе именно такая, но есть и исключения, так что прежде чем запаивать транзистор проверьте распиновку выводов, скачав даташит к нему. Подобные транзисторы в большинстве случаев обозначаются с одной буквой и 1 цифрой.

Диоды и стабилитроны

Диоды как и резисторы с конденсаторами, бывают разных размеров, более крупные диоды обозначают полоской с одной стороны – это катод, а вот миниатюрные диоды могут отличаться в метках и цоколевке. Такие диоды обозначаются обычно 1-2 буквами и 1 или 2 цифрами.

Диоды:

Стабилитроны BZV55C:

Стабилитроны, так же как и диоды, обозначаются полоской с краю корпуса. Кстати, из-за их формы, они любят убегать с рабочего места, очень шустрые, а если упадет, то и не найдешь, поэтому кладите их например в крышку от баночки с канифолью.

Микросхемы и микроконтроллеры

Микросхемы бывают в разных корпусах, основные и часто применяемые типы корпусов показаны ниже на фото.

Самый не хороший тип корпуса это SSOP – ножки этих микросхем располагаются настолько близко, что паять без соплей практически нереально, все время слипаются ближайшие вывода.

Такие микросхемы нужно паять паяльником с очень тонким жалом, а лучше паяльным феном, если такой имеется, методику работы с феном и паяльной пастой я расписывал в этой статье.

Следующий тип корпуса это TQFP, на фото представлен корпус с 32мя ногами (микроконтроллер ATmega32), как видите корпус квадратный, и ножки расположены с каждой его стороны, самый главный минус таких корпусов заключается в том, что их сложно отпаивать обычным паяльником, но можно. Что же касается остальных типов корпусов, с ними намного легче.

Как и чем паять чип компоненты?

Чип радиодетали лучше всего паять паяльной станцией со стабилизированной температурой, но если таковой нет, то остается только паяльником, обязательно включенным через регулятор! (без регулятора у большинства обычных паяльников температура на жале достигает 350-400*C). Температура пайки должна быть около 240-280*С.

Например при работе с бессвинцовыми припоями, имеющими температуру плавления 217-227*С, температура жала паяльника должна составлять 280-300°С.  В процессе пайки необходимо избегать избыточно высокой температуры жала и чрезмерного времени пайки. Жало паяльника должно быть остро заточено, в виде конуса или плоской отвертки.

Рекомендации по пайке чип компонентов

Печатные дорожки на плате необходимо облудить и покрыть спирто-канифольным флюсом. Чип компонент при пайке удобно поддерживать пинцетом или ногтем, паять нужно быстро, не более 0.5-1.5 сек.

Сначала запаивают один вывод компонента, затем убирают пинцет и паяют второй вывод.

Микросхемы нужно очень точно совмещать, затем запаивают крайние вывода и проверяют еще раз, все ли вывода точно попадают на дорожки, после чего запаивают остальные вывода микросхемы.

Если при пайке микросхем соседние вывода слиплись, используйте зубочистку, приложите ее между выводами микросхемы и затем коснитесь паяльником одного из выводов, при этом рекомендуется использовать больше флюса. Можно пойти другим путем, снять экран с экранированного провода и собрать припой с выводов микросхемы.

Несколько фотографий из личного архива

Заключение

Поверхностный монтаж позволяет экономить средства и делать очень компактные, миниатюрные устройства. При всех своих минусах, которые имеют место, результирующий эффект, несомненно, говорит о перспективности и востребованности данной технологии.

Источник: http://cxem.net/beginner/beginner95.php

Поверхностный(SMD) монтаж в домашних условиях, от начала до конца — бортжурнал ИЖ 21261 2005 года на DRIVE2

Прижало мне для одного из проектов делать плату под МК ATtiny2313, Решил сделать фото отчет, авось кому пригодится.

Я стараюсь использовать DIP(монтаж в отверстие) компоненты как можно меньше, они занимают гораздо больше места, да и сверловка отверстий удовольствие не из лучших, куда удобней SMD(Поверхностный монтаж), прилепил на площадку и готово, дырки сверлить разве что для перехода на обратную сторону платы.

Данный метод изготовления платы называют ЛУТ(Лазерно Утюжная Технология)

Начинается все с проектирования самой платы, в моем случае она предельно простая(площадка с разведенными выводами для припайки проводников).
Печатать нужно на лазерном принтере, самым жирным слоем на глянцевой фотобумаге, ЗЕРКАЛЬНОЕ ОТРАЖЕНИЕ будущей платы.

В моем случае текстолит был двусторонний и принято решение сделать сдвоенную плату, функционально обе стороны абсолютно одинаковы

Текстолит проходим 600 шкуркой и обезжириваем, после чего за фольгу лучше не браться.

Аккуратно укладываем наши дорожки на текстолит, если боитесь что сползет, можно в углах подальше от дорожек приклеить бумагу к текстолиту.

И самое веселое, укладываем этот бутерброд на ровную, жаропрочную поверхность(у меня это лист эбонита), устанавливаем сверху заранее прогретый до максимума утюг, с силой прижимаем его к плате стараясь не шевелить минуты 2-3.

После того как утюг как следует прогреет текстолит, (глянцевая бумага к нему прилипнет, в большинстве своем из за тонера который еще при печати плотно вцепился в бумагу а под действием тепла от утюга вцепился и в текстолит) Начинаем аккуратно проглаживать бумагу попутно прижимая ее утюгом до тех пор, пока через нее не начнут проступать дорожки, убедитесь что видите все ключевые дорожки и можете смело снимать утюг.

Даем текстолиту остыть несколько минут, после чего можно аккуратно оторвать бумагу. Есть мнение что предварительно ее стоит размочить в холодной воде и аккуратно соскоблить, мне такой метод не нравится, он слишком трудозатратен, к тому же тонер довольно прочно вцепился в текстолит и если он от него отвалился, то никакие водные процедуры ему не помогут.

Как не пытайся, а безупречно сделать очень тяжело, всегда будут мелкие огрехи, их следует устранить именно на этой стадии, если где то не хватает дорожки, ее можно нарисовать любой эмалью или лаком(для ногтей тоже подходит, главное чтоб блесток не было).

Давным давно купил для таких случаев хитрый маркер для рисования дорожек, стоит порядка 200р, но в мелких масштабах работает у меня добрых 3.5 года.

Если же где то дорожки наоборот слились, самый простой способ это разделить их иголкойострым шиломскальпелем(мой вариант).

Лицевая сторона, косяков практически нет.

Обратная сторона, по всей видимости бумага в какой то момент сместилась и свезла рисунок, слияние контактов микрухи я не заметил и протравил плату уже с ними, пришлось исправлять уже готовую плату что порядком геморойней,

И так, у нас есть плата с распечатанными на ней дорожками, теперь нужно ее протравить, делать это можно десятком разных способов, мне больше всего нравится Персульфат аммония,

Выделяем подходящую по размеру тару, насыпаем туда порошок и добавляем теплой воды(чем выше температура, тем быстрее идет процесс, но не стоит доводить до абсурда и лить кипяток).
У меня одна и та же банка используется добрых 2 года, раствор из нее не сливаю вовсе, просто досыпаю свежий порошок, отработанный раствор приобретает голубой цвет по мере насыщения медью.

Работать с раствором следует в резиновых перчатках и защитных очках, ожоги оставляет в момент.

Отработанный раствор из которого за год хранения испарилась вода.

Добавление свежего порошка

Изначально чистый раствор будет прозрачным, по мере насыщения будет приобретать синий цвет.
Опускаем туда будущую плату и начинаем аккуратно помешивать раствор.

По началу медь просто поменяет цвет и какое то время будет создаваться впечатление что ничего не происходит. Но какое то время спустя(2-20мин в зависимости от концентрации) процесс травления начнет проявляться очень активно.

Спустя 14минут

Спустя 17-18минут

Как только раствор сожрет всю лишнюю медь, вынимаем из него плату и промываем под проточной водой, после чего плату снова можно брать голыми руками

Теперь нужно удалить тонер с дорожек, делать это можно любым растворителем, подойдет даже уайт спирит. После оттирания тонера, плату следует промыть в мыльной воде, можно просто помыть мылом руки держа в руках плату если позволяют ее габариты.

А вот собственно и мой недосмотр, пришлось исправлять уже механически, буквально вырезать перемычки между дорожками.

Читайте также:  Восстановление кислотных аккумуляторов

Залуживаем

И Распаиваем компоненты

Источник: https://www.drive2.ru/l/3560259/

Маркировка SMD. Руководство для практиков

  1. Введение
  2. Корпуса SMD компонентов 
  3. Типоразмеры SMD компонентов
    • SMD резисторы
    • SMD конденсаторы
    • SMD катушки и дроссели
    • SMD диоды
    • SMD транзисторы
  4. Маркировка SMD компонентов
  5. Пайка SMD компонентов

Современному радиолюбителю сейчас доступны не только обычные компоненты с выводами, но и такие маленькие, темненькие, на которых не понять что написано, детали. Они называются “SMD”. По-русски это значит “компоненты поверхностного монтажа”. Их главное преимущество в том, что они позволяют промышленности собирать платы с помощью роботов, которые с огромной скоростью расставляют SMD-компоненты по своим местам на печатных платах, а затем массово “запекают” и на выходе получают смонтированные печатные платы. На долю человека остаются те операции, которые робот не может выполнить. Пока не может. 

Применение чип-компонентов в радиолюбительской практике тоже возможно, даже нужно, так как позволяет уменьшить вес, размер и стоимость готового изделия. Да ещё и сверлить практически не придётся.

Другое важное качество компонентов поверхностного монтажа заключается в том, что благодаря своим малым размерам они вносят меньше паразитных явлений.

Дело в том, что любой электронный компонент, даже простой резистор, обладает не только активным сопротивлением, но также паразитными ёмкостью и индуктивностью, которые могут проявится в виде паразитных сигналов или неправильной работы схемы.

SMD-компоненты обладают малыми размерами, что помогает снизить паразитную емкость и индуктивность компонента, поэтому улучшается работа схемы с малыми сигналами или на высоких частотах.

Для тех, кто впервые столкнулся с SMD-компонентами естественным является смятение. Как разобраться в их многообразии: где резистор, а где конденсатор или транзистор, каких они бывают размеров, какие корпуса smd-деталей существуют? На все эти вопросы ты найдешь ответы ниже. Читай, пригодится!

Корпуса чип-компонентов 

Достаточно условно все компоненты поверхностного монтажа можно разбить на группы по количеству выводов и размеру корпуса: 

выводы/размер Очень-очень маленькие Очень маленькие Маленькие Средние
2 вывода SOD962 (DSN0603-2), WLCSP2*, SOD882 (DFN1106-2), SOD882D (DFN1106D-2), SOD523, SOD1608 (DFN1608D-2) SOD323, SOD328 SOD123F, SOD123W SOD128
3 вывода SOT883B (DFN1006B-3), SOT883, SOT663, SOT416 SOT323, SOT1061 (DFN2020-3) SOT23 SOT89, DPAK (TO-252), D2PAK (TO-263), D3PAK (TO-268) 
4-5 выводов WLCSP4*, SOT1194, WLCSP5*, SOT665 SOT353 SOT143B, SOT753 SOT223, POWER-SO8
6-8 выводов SOT1202, SOT891, SOT886, SOT666, WLCSP6* SOT363, SOT1220 (DFN2020MD-6), SOT1118 (DFN2020-6) SOT457, SOT505 SOT873-1 (DFN3333-8), SOT96
> 8 выводов WLCSP9*, SOT1157 (DFN17-12-8), SOT983 (DFN1714U-8) WLCSP16*, SOT1178 (DFN2110-9), WLCSP24* SOT1176 (DFN2510A-10), SOT1158 (DFN2512-12), SOT1156 (DFN2521-12) SOT552, SOT617 (DFN5050-32), SOT510

Конечно, корпуса в таблице указаны далеко не все, так как реальная промышленность выпускает компоненты в новых корпусах быстрее, чем органы стандартизации поспевают за ними. 

Корпуса SMD-компонентов могут быть как с выводами, так и без них. Если выводов нет, то на корпусе есть контактные площадки либо небольшие шарики припоя (BGA). Также в зависимости от фирмы-производителя детали могут могут различаться маркировкой и габаритами. Например, у конденсаторов может различаться высота. 

Большинство корпусов SMD-компонентов предназначены для монтажа с помощью специального оборудования, которое радиолюбители не имеют и врядли когда-нибудь будет иметь. Связано это с технологией пайки таких компонентов. Конечно, при определённом упорстве и фанатизме можно и в домашних условиях паять BGA-микросхемы. 

Типы корпусов SMD по названиям 

Название Расшифровка кол-во выводов
SOT small outline transistor 3
SOD small outline diode 2
SOIC small outline integrated circuit >4, в две линии по бокам
TSOP thin outline package (тонкий SOIC) >4, в две линии по бокам 
SSOP усаженый SOIC >4, в две линии по бокам
TSSOP тонкий усаженный SOIC >4, в две линии по бокам
QSOP SOIC четвертного размера >4, в две линии по бокам
VSOP QSOP ещё меньшего размера >4, в две линии по бокам
PLCC ИС в пластиковом корпусе с выводами, загнутыми под корпус с виде буквы J >4, в четыре линии по бокам 
CLCC ИС в керамическом корпусе с выводами, загнутыми под корпус с виде буквы J  >4, в четыре линии по бокам 
QFP квадратный плоский корпус >4, в четыре линии по бокам 
LQFP  низкопрофильный QFP >4, в четыре линии по бокам 
PQFP  пластиковый QFP >4, в четыре линии по бокам 
CQFP  керамический QFP >4, в четыре линии по бокам 
TQFP  тоньше QFP >4, в четыре линии по бокам 
PQFN силовой QFP без выводов с площадкой под радиатор >4, в четыре линии по бокам 
BGA Ball grid array. Массив шариков вместо выводов массив выводов
LFBGA  низкопрофильный FBGA массив выводов
CGA  корпус с входными и выходными выводами из тугоплавкого припоя массив выводов
CCGA  СGA в керамическом корпусе массив выводов
μBGA  микро BGA массив выводов
FCBGA Flip-chip ball grid array. Массив шариков на подложке, к которой припаян кристалл с теплоотводом массив выводов
LLP безвыводной корпус

Из всего этого зоопарка чип-компонентов для применения в любительских целях могут сгодиться: чип-резисторы, чип-конденсаторы , чип-индуктивности, чип-диоды и транзисторы, светодиоды, стабилитроны, некоторые микросхемы в SOIC корпусах. Конденсаторы обычно выглядят как простые параллелипипеды или маленькие бочонки. Бочонки — это электролитические, а параллелипипеды скорей всего будут танталовыми или керамическими конденсаторами.  

Типоразмеры SMD-компонентов

Чип-компоненты одного номинала могут иметь разные габариты. Габариты SMD-компонента определяются по его “типоразмеру”. Например, чип-резисторы имеют типоразмеры от “0201” до “2512”. Этими четырьмя цифрами закодированы ширина и длина чип-резистора в дюймах. Ниже в таблицах можно посмотреть типоразмеры в миллиметрах. 

smd резисторы

Прямоугольные чип-резисторы и керамические конденсаторы
Типоразмер L, мм (дюйм) W, мм (дюйм) H, мм (дюйм) A, мм Вт
0201 0.6 (0.02) 0.3 (0.01) 0.23 (0.01) 0.13 1/20
0402 1.0 (0.04) 0.5 (0.01) 0.35 (0.014) 0.25 1/16
0603 1.6 (0.06) 0.8 (0.03) 0.45 (0.018) 0.3 1/10
0805 2.0 (0.08) 1.2 (0.05) 0.4 (0.018) 0.4 1/8
1206 3.2 (0.12)

Источник: http://mp16.ru/blog/smd-markirovka-rukovodstvo-dlya-praktikov/

Монтаж плат с SMD компонентами с помощью паяльной пасты и фена

Когда в единственный нормальный магазин в городе, чуть ли не на заказ, привезли паяльную пасту, я был за ней первый в очереди 🙂
Давно уже хотел полностью перейти на SMD, как наиболее ленивую технологию — дырки сверлить лень и была паяльная станция LINKO 850, китайский клон незнаю чего (Ну, судя по стилю написания логотипа, косят они все под HAKKO =) Своего рода Adibas =) прим. DI HALT), пока использовавшаяся только для демонтажа. Мосфеты ей с материнок выковыривать — милое дело. Паста у меня была BAKU BK-30G (У меня такая же грязюка есть. Мерзкая вещь, но паять ей прикольно. прим. DI HALT)

Плату разрабатываем как обычно.

Советы по разводке для SMD монтажа

  • Две площадки рядом — никогда их не сливайте! Наоборот, растяните, и соедините тонким проводником, так они не слипнутся вместе(что придает неаккуратность плате) и позволит визуально проконтролировать наличие дородки между ними(просто так два резистора рядом, или там проводник).
  • Не гонитесь за размером! Делайте площадки чуть больше компонента, и оставляйте между ними достаточно места. Если ограничены в размере, возмите корпус больше, или сделайте двухстороннюю плату. Сам по началу страдал такой фигней. Пока хватает разрешающей способности — ставил как можно ближе к друг другу, теперь куча мелких плат с налепленными в шахматном порядке 1206 компонентами — плату и проводники за ними не видно.

После чего травим как обычно, а вот с лужением есть проблемы:
Я лужу сплавом розе, с последующим снятием горячим резиновым скребком(прям в той же кастрюле/банке где плата лудилась) лишнего слоя — получается плоские проводники практически с зеркальным блеском 🙂

Если у вас его нет, можно применить следующий хинт — на маломощный паяльник наматываем оплетку для снятий припоя, залуживаем ее, и проводим по дорожкам, предварительно покрытым флюсом.

Если так делать не получается, а лудите жалом — оставляйте на контактных площадках как можно тонкий слой олова.
На плоские дорожки деталюхи практически «приклеиваются» на паяльную пасту, а выпуклый слой олова они устанавливаются хуже.

Ладно если это еще резистор — его все равно поверхостным натяжением припоя на место утащит (главное напор воздуха на минимум, чтоб не сдуло).

А вот микруху (например, небезызвестная FT232RL) на выпуклую поверхность ой как сложно ровно установить, все норовит упасть в ямку между дорожками, а если и встанет, поток воздуха даже под малым градусом сдует ее в ту самую ямку, после чего припой загадит и ножки, и контакты, превратив выводы в монолит 😉 , а флюс практически полностью испарится через минуту, после чего нормально сдвинуть ее будет практически невозможно, не угаживая выводы предварительно каким нибудь канифоль-гелем.

Короче, в результате мы должны получить плату с ПЛОСКИМИ контактными площадками (флюс там слабый, к розовой меди и сплаву розе цепляет на ура, а вот к загаженной меди уже не очень).

После чего, хорошенько размешав пасту, осторожно, не допуская пузырей воздуха, затягиваем полужидкую пасту (Паста эта, кстати, имеет обыкновение высыхать, даже будучи плотно закрытой. Можно ее размочить добавив в нее спирта прим. DI HALT) в обычный шприц-инсулинку, надеваем и обламываем (кому как удобно, я сначала обломал иглу, оставив сантиметр, потом плюнул и обломал под корень) иглу.

Теперь, хорошенько отмыв, и еще более хорошо высушив (: плату, ляпаем на каждую площадку по чуть-чуть пасты. Сколько именно, можете посмотреть на фото, но после двух-трех раз сами поймете, после чего пинцетом усаживаем рассыпуху.

Советы по установке

  • Высокие и крупные компоненты устанавливаем последними. Сначала конденсаторы 0603, потом резисторы 1206, высокие светодиоды, а затем микрухи.
  • Под каждый размер — свой пинцет. (или это уже буржуйство?) обычно хватает двух — мелоч и микруху. Ту же 2313 не возьмешь мелким пинцетом, а большим не получается уже так аккуратно резисторы садить, как маленьким — руки дрожат, чтоли. (А мне всегда одного хватало. Прим. DI HALT)

Теперь, нагревая плату феном, можно наблюдать как паста, сначало вскипев флюсом и засохнув, начинает превращаться в расплавленный металл, который надежно приварит деталюхи к плате 🙂 (паста, кстати, очень сильно при этом уменьшается в обьемах. Там где была огромная сопля остается маленькая капелька. прим. DI HALT)

Из за того, что температура станции у меня немного плавает, пришлось научиться определять степень зажаренности по …запаху ^_^ Когда флюс нагревается до рабочей температуры, он начинает пахнуть чем то похожим на ваниль ;-), а когда начнет пахнуть горелыми волосами — значит опять я локтем провернул ручку температуры и надо идти и покупать 5 светодиодов, взамен зажаренных. (Я предпочитаю жарить при температуре на выходе фена около 290 градусов. У платы будет градусов на 10 меньше, в самый раз. И поток воздуха на минимум. прим. DI HALT).

Источник: http://easyelectronics.ru/montazh-plat-s-smd-komponentami-s-pomoshhyu-payalnoj-pasty-i-fena.html

Монтаж smd компонентов

Пару лет назад, при сборке очередного устройства, и обычного желания радиолюбителя, разместить все в корпусе, как можно меньших размеров, я пришел к выводу о необходимости переходить на SMD детали. Действительно, при сборке устройства, с применением радиодеталей в планарных корпусах, и сами платы, помимо того, что выглядят более эстетично, занимают в два, а то и в три раза меньше места.

Читайте также:  Проверочное устройство транзистора, измеряем hfe.

Конечно, у начинающих радиолюбителей, при переходе на SMD, могут поначалу возникнуть трудности. Требуется значительно более высокое качество изготовления платы методом ЛУТ, и как сами понимаете, с помощью рисования перманентным маркером, плату под SMD радиодетали нам изготовить не удастся.

При переходе на новые технологии, пришлось потратиться на некоторые приспособления и приборы, в частности приобретение ювелирной тридцатикратной лупы.

Так как при пайке SMD радиодеталей важно не допустить замыкания близко расположенных ножек, и помимо стандартного прозванивания мультиметром, бывает важно все осмотреть, и визуально убедиться в отсутствии замыкания.                                                          

Вообще, для проверки качества пайки SMD деталей достаточно и десятикратной лупы, просто когда покупал, в наличии такой не было, да и моя лупа подходит для таких целей не хуже.

Другая трудность, при применении бу SMD деталей, в частности конденсаторов и резисторов заключалась в том, что щупами мультиметра проверять номинал и работоспособность выпаянных резисторов, оказалось неудобно. Причем номинал конденсаторов стандартным дешевым мультиметром без возможности проверки емкости определить было нельзя.

А так как на планарных конденсаторах в отличие от SMD резисторов, номинал не подписывается, мною был приобретен для работы c SMD, вот такой мультиметр с возможностью измерения емкости:

Данный мультиметр позволяет измерять емкость до 20 микрофарад. В мультиметре предусмотрена функция автовыключения питания, спустя какое-то время. А также раскладная подставка для установки мультиметра при измерениях под углом.

Но неудобство применения его заключалось в том, что в нем были использованы отдельных гнезда, что подходило только для измерения емкости выводных конденсаторов.

Но так как мультиметр покупался в основном для повторного использования бу конденсаторов, (так как обычно пользуюсь в работе другим мультиметром), мною был сделан следующий переходник – пинцет, для измерения емкости чип конденсаторов:

Если рабочую часть этого пинцета сильнее заострить, им можно будет проверять номинал конденсаторов прямо на плате. Мой пинцет, к сожалению, при плотном монтаже, для этого не очень хорошо  подходит, из-за широких губок.

У меня, как и каждого радиолюбителя, думаю, есть дома запас плат – доноров радиодеталей, как SMD, так и обычных. Действительно, ездить до радиомагазина из-за одной радиодетали накладно, тем более, если она распространена.

Часто проще и быстрее бывает выпаять её с одной из старых плат. На следующем фото можно рассмотреть пинцет более подробно:

Сделан он из 2 полосок фольгированного текстолита, соединенных между собой винтом. Необходимое разжимающее усилие создает пружина, одетая также на винт с гайкой. К внутренним частям пинцета, (к медной фольге на текстолите) которыми касаются проверямой детали, подпаяны провода, идущие от щупов.

Как видно на фото выше, сами щупы, которые втыкаются в мультиметр, выполнены не плоскими, а круглыми. Это сделано для того чтобы пинцетом можно было проверять и определять номинал, не только SMD конденсаторов, но и резисторов. Но ведь такие щупы нельзя подключить к разъемам для измерения емкости мультиметра.

Для совместимости служит специальный самодельный переходник, с круглых щупов на плоские:

Причем плюсом такого решения, является возможность подключения стандартных щупов мультиметра, к гнездам измерения емкости. Минусом, большая погрешность при измерении малых емкостей, в единицы и десятки пикофарад.

Соответственно, теперь мы можем, не выпаивая с платы, касаясь щупами быстро найти нужный нам номинал конденсатора и выпаять его. Конечно, при измерении емкости параллельно впаянных конденсаторов, есть возможность небольшой ошибки в номинале.

Также, имея возможность подключать к разъемам измерения емкости, стандартные щупы мультиметра, на концах с крокодилами, мы можем быстро определить емкость выводных конденсаторов. 

Применение данных устройств и приспособлений позволяет значительно экономить время при работе с SMD радиодеталями, и облегчает сам рабочий процесс. Автор обзора AKV.

   Форум по радиодеталям

Источник: http://radioskot.ru/publ/konstruktiv/montazh_smd_komponentov/13-1-0-954

Поверхностный (SMD) монтаж

Наше предприятие одно из передовых в России по производству различных типов  печатных  плат, изготовленных по 4, 5 классу точности, и поверхностного (SMD) монтажа современных электронных компонентов.

Производство включает  автоматизированную линию SMD монтажа, позволяющее устанавливать на печатные  платы любые чип компоненты, включая чипы 01005, микросхемы в любом из существующих корпусов.

Современное оборудовании предприятия поверхностного монтажа плат позволяет производить сложнейшие электронные модули, на которых установлено более 20 тыс элементов радиоэлектроники.

Размеры плат до 610 х 1220 мм.

Наличие ручной сборочно-монтажной линии позволяет организовать выпуск конечного изделия. Системы оптической инспекции и рентгеновского контроля обеспечивают качество и надежность  выпускаемой продукции.

Отправьте нам заявку через сайт, или позвоните по телефону 8 (496) 549-12-21, 8 (496) 549-12-00

Все чертежи и документация заказчика (форматы исходных данных для технологической подготовки производства: PCAD, Altium Designer, Gerber RS-274X, CAM 350, Excellon и др.) проверяются нашими специалистами, проводятся консультации с заказчиком, что позволяет в сжатые сроки перейти от изготовления прототипов к серийному производству поверхностного монтажа печатных плат.

Участок SMD монтажа электронных блоков

Автоматизированная линия SMD монтажа   Комплект оборудования для SMD монтажа электронных компонентов на печатные платы, обеспечивающий выпуск электронных модулей и блоков класса спецтехники (класса 3 по стандарту IPC-A-610D) любой сложности. Сочетание производительности и гибкости предлагаемого оборудования позволяет организовать многономенклатурное производство от прототипов до серийных изделий.

Бестрафаретный принтер MY500

Бестрафаретный принтер MY500 производства шведской фирмы MYDATA avtomation – первый в мире высокоскоростной автомат для нанесения припойной пасты на контактные площадки при SMD монтаже без использования трафаретов, который позволяет:  

  • наносить паяльную пасту на контактные площадки плат любого класса точности с большой плотностью монтажа, включающие такие элементы, как чипы 01005 (0,4мм х 0,2мм), микросхемы с шагом между выводов 0,3 мм со скоростью 500 точек с секунду
  • обеспечить беспрецедентную оперативность подготовки производства SMD монтажа и переналадки оборудования.

Универсальный высокоскоростной установщик SMD компонентов на печатные платы MY100DX-14 шведской фирмы MYDATA avtomation обеспечивает следующие технические параметры:

  • Скорость монтажа электронных компонентов на печатную плату не менее 27000 компонентов в час по стандарту IPC 9850
  • Диапазон устанавливаемых электронных компонентов при поверхностном монтаже плат:
  • все существующие чип-компоненты, в том числе 01005 с размерами 0,4 мм Х 0,2 мм;
  • микросхемы в любом из существующих корпусов, в том числе SOIC, PLCC, TSOP, QFP, BGA, с максимальными размерами корпусов 56 мм х 56 мм;
  • флип-чипы, поверхностно-монтируемые соединители и элементы нестандартной формы.

 

Система парофазной пайки VP1000-66 производства фирмы ASSCON sistemtechnik (Германия)

  • Экономичная система оплавления припоя для производств с жесткими требованиями к качеству готовой продукции
  • Отсутствие кислорода в зоне предварительного нагрева и в зоне оплавления
  • Полная пригодность для работы по бессвинцовой технологии
  • Быстрая разработка термопрофилей
  • Управление градиентом температуры
  • Автоматическое определение окончания процесса пайки
  • Возможность визуального наблюдения за процессом оплавления припоя
  • Автоматическая идентификация жидкости
  • Система фильтрации рабочей жидкости

Многофункциональная система автоматической оптической инспекции YTV F1

При помощи 6 камер обзора позволяет проводить инспекцию модулей на печатных платах со скоростью более 200 000 компонентов в час и с высоким показателем выявления дефектов. При помощи установленных сверху и снизу камер обзора, а также четырех боковых камер обзора, система серии YTV F1 осуществляет контроль качества паяных соединений и монтажа печатных плат, что позволяет улучшить качество сборки. Интуитивно понятный интерфейс YTV F1 позволяет создать программу инспекции, включая контроль качества пайки менее чем за 30 минут. Использование современной технологии обработки изображений при поверхностном монтаже печатных плат, включающей обработку цвета, нормированную корреляцию и логическое программирование, обеспечивает обнаружение большинства существующих дефектов с крайне низким процентом ошибок в производстве поверхностного монтажа.

Система селективной пайки Orissa MPR

Программируемая система пайки миниволной припоя компонентов, монтируемых в отверстия при монтаже печатных плат. Размеры плат до 610 х 1220 мм Возможность поворота платы на 360 градусов. Пайка с применением двух наконечников единовременно. Каплеструйный флюсователь. Программирование в режиме автообучения с помощью камеры. ИК-нагрев всей платы (в том числе в процессе пайки). Селективный предварительный нагрев. Контроль высоты волны. Автоматическая система подачи припоя и определения уровня припоя в ванне. Камера отслеживания процесса. Титановое исполнение ванны припоя и арматуры для бессвинцовой пайки.

Система рентгеновского контроля YTX-3000

Гибкая и компактная система YTX-3000 осуществляет рентгеновский контроль качества паяных соединений с высокой разрешающей способностью. Система оборудована 4-х осевым манипулятором управления по осям Х и Y, для работы с изделиями весом до 2 кг. При поверхностном монтаже плат в системе предусмотрена возможность вращения изделия на 360 градусов и наклона на 30 градусов. Шаговый двигатель обеспечивает широкий диапазон скоростей: от ультрамедленной при сильном увеличении до высокой при перемещении на большие расстояния. Все системы поверхностного монтажа печатных плат оборудованы уникальным модулем управления с возможностью программирования скоростей. Система YTX-3000 оборудована запатентованной технологией обработки изображения YESTech, предназначенной специально для работы с BGA и флип-чипами. Возможна инспекция поверхностного монтажа печатных плат, полупроводниковых кристаллов, проволочных соединений и монтажа электронных компонентов.

Ремонтная станция для SMD-компонентов MS9000SAN

Универсальная ремонтная станция с оптическим позиционированием для монтажа и демонтажа практически всех типов SMD-компонентов (BGA, CSP, QFP, SOJ, и др.), в т.ч. крупных компонентов и микросхем с малым шагом выводов. Укомплектована высокоточной системой оптического контроля для более точного позиционирования всех видов компонентов при монтаже печатных плат. Точный и сбалансированный механизм нагрева c автоматической системой поддержки температурного профиля. Система графического отображения для контроля и анализа термопрофиля.

Система автоматизированной отмывки модулей на печатных платах MB Tech NC25 с системой приготовления деионизованной воды

Установка конвейерного типа с последовательным проходом изделий через ёмкости отмывки, ополаскивания. Осуществляет отмывку электронных модулей на печатных платах после пайки в жидкостях типа VIGON и ZESTRON. Способ отмывки – погружением в струи отмывочных жидкостей в комбинации с воздействием кавитационных потоков сжатого воздуха и ультразвукового воздействия. Способ ополаскивания – в деионизованной воде в две стадии (в двух разных ёмкостях). Способ сушки – вакуумная сушка с контролируемой системой нагрева методом принудительной конвекции. Конструкция установки обеспечивает непрерывный контроль параметров процесса (температуру, давление, проводимость воды, уровень вакуума), а также полностью замкнутый цикл обработки, исключающий слив отработанных жидкостей в систему канализации.

Сборочно-монтажное производство осуществляет полный монтаж печатных плат. Совместное производство SMD монтажа и ручной пайки позволяет производить монтаж электронных компонентов всех видов, выдавая полностью готовое изделие. Электронные блоки и типовые элементы замены современных устройств используют поверхностный монтаж печатных плат для установки бескорпусных элементов, а пайка волной припоя позволяет выполнять быстрый монтаж штыревых компонентов. Отдельные элементы могут быть установлены монтажниками на линии ручной пайки. 

Сборочно-монтажное производство включает в себя: 

  • рабочие места с вытяжной вентиляцией
  • паяльники с регулировкой температуры,
  • линию пайки «волной припоя»,
  • сборочно-монтажные участки с автоматизированным оборудованием

 

Участок формовки и лужения (пневмооборудование, штампы)Сборочно–монтажный участок производства (автоматизированное оборудование, рабочие места с вытяжной вентиляцией, паяльники с регулировкой температуры)

Участки изготовления блоков, шкафов и изделий

Участки сборочно-монтажного производства (автоматизированное оборудование, рабочие места с вытяжной вентиляцией, паяльники с регулировкой температуры, установка для контроля отмывки места паек)  Регулировочный участок   (современное автоматизированное стендовое оборудование для контроля монтажа, регулировки и тестирования)  

Электронные модули, изготовленные методом SMD монтажа

Вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1»
        Вычислительный комплекс «Эльбрус-90»
                         

Источник: http://www.zvezdasp.ru/proizv/assembling

Особенности, преимущества и недостатки использования SMD компонентов в современных компьютерах, ноутбуках, смартфонах.

SMD компоненты (чип-компоненты) — это компоненты электронной схемы, нанесённые на печатную плату (материнскую плату компьютера, ноутбука, планшета, смартфона, жёсткого диска и др.

) с использованием технологии монтирования на поверхность — SMT технологии (англ. surface mount technology).Т.е все электронные элементы, которые «закреплены» на плате таким способом, носят название SMD компонентов (англ.

surface mounted device).

Для данного вида монтажа характерно то, что в отличие от более старой технологии сквозного монтажа (когда под электронный компонент: транзистор, резистор, конденсатор сверлится отверстие в текстолите), компоненты SMD располагаются намного компактнее на печатной плате. Сами компоненты при этом значительно меньше.

Если обратить внимание на современную материнскую плату ноутбука, то можно увидеть, что именно SMD компоненты составляют основную массу деталей на плате — их много и расположены они очень кучно (маленькие разноцветные квадратики и прямоугольники серого, чёрного цветов), причём с обеих сторон текстолита.

Материнская плата планшета или смартфона выполнена исключительно с использованием технологии SMT (поверхностного монтажа) и SMD элементов, так как для сквозного монтажа не имеется места и необходимости.

В материнских платах стационарных компьютеров чаще других используются обе технологии монтажа. Контакты компонентов (электролитических конденсаторов в данном случае) всовываются в специальные отверстия в материнской плате и с обратной стороны припаиваются.

Преимущества SMD компонентов и поверхностного монтажа

  • Более мелкие компоненты SMD по сравнению с элементами, используемыми в сквозном монтаже;
  • Значительно более высокая плотность размещения на плате;
  • Более высокая плотность дорожек (соединений) на текстолите;
  • Компоненты могут располагаться с обеих сторон платы;
  • Небольшие погрешности при SMT монтаже (пайке) исправляются автоматически поверхностным натяжением расплавленного олова (свинца);
  • Лучшая устойчивость к механическим поломкам вследствие вибрации;
  • Более низкое сопротивление и индуктивность;
  • Нет необходимости сверлить отверстия и в том числе, как следствие, более низкая начальная стоимость производства (экономический эффект);
  • Более приспособлены к автоматизированной сборке. Некоторые автоматические линии способны размещать более 136000 компонентов в час;
  • Многие SMD компоненты стоят меньше аналогов под сквозной монтаж;
  • Подходят для устройств с очень низким профилем (высотой). Печатная плата может может быть использована в корпусе толщиной всего несколько миллиметров

Недостатки

  • Более высокие требования к производственной базе и оборудованию;
  • Низкая ремонтопригодность и более высокие требования к специалистам по ремонту;
  • Не подходят для монтажа разъёмов и коннекторов, особенно при использовании в случае с частыми отключениями-подключениями;
  • Не подходят для использования в оборудовании высокой мощности и испытывающих высокие нагрузки

Звоните или оставляйте заявку прямо на сайте! Наши специалисты с удовольствием помогут Вам

Источник: http://www.home-engineer.ru/interesnoe-i-poleznoe-pro-computers/smd-komponenty-chip-komponenty/

Ручная пайка SMD компонентов

Насадки для поверхностного монтажа При глобальной миниатюризации производимых электронных приборов возникает необходимость использования соответствующего оборудования.

Для решения этих проблем передовые производители паяльного оборудования предлагают производителям электронного оборудования — конечным пользователям своей продукции — технологии и приборы, позволяющие монтировать и ремонтировать компоненты с шагом выводов до 0,4мм и чип-компонентов типоразмера 0402.

Это достигается установкой прецизионных наконечников, заменой керамических нагревателей на индукционные и импульсные, переходом с аналогового управления процессом на цифровое, использования прецизионных инструментов.

Независимо от типа нагрева приемы пайки компонентов, которые определяются формой наконечника, идентичны. Наиболее распространены следующие формы наконечников: конус, клин, нож, миниволна.

Клин — наиболее распространенная форма жал, применяется для пайки большинства несложных компонентов. Подбор размера осуществляется исходя из размера вывода.

Конус — принцип пайки аналогичен пайке жалом клинообразной формы, однако диаметр среза конуса намного меньше, чем размер клина, что позволяет паять чип-компоненты и компоненты с шагом выводом до 1 мм.

Миниволна — для пайки компонентов с продольным расположением большого количества выводов (QFP, SSOP, SOIC и т.п.)

Наконечник типа «миниволна» имеет форму усеченного конуса с небольшим углублением поверхности усечения.

Такая форма позволяет накапливать припой в количестве, необходимом для всего ряда выводов, распределяя его тонким слоем равномерно по всем выводам (принцип пайки волной припоя, но на локальном участке), при этом припой стекает по боковой поверхности вывода и формирует ровную галтель.

Техника пайки наконечником типа «миниволна»: компонент зафиксировать на посадочном месте пайкой крайних выводов (минимум — двух), подать припой в место пайки (любым способом) и наконечником типа «миниволна» провести по ряду выводов.

Рекомендации по подбору размеров наконечника: длина среза должна соответствовать длине той части вывода, которая будет образовывать галтель, таким образом, чтобы площадь среза наконечника полностью покрывала вывод с верхней стороны. Диаметр жала выбирать исходя из шага выводов.

Насадка для чип-компонентов — позволяет проводить пайку компонентов с двусторонним расположением выводов в одно движение. Обеспечивается равномерный прогрев корпуса компонента, что предотвращает перепад температур в корпусе, и следовательно, его повреждение (появление микротрещин, «эффект гробового камня»).

Нижний подогрев Нижний подгорев позволяет уменьшить теплоотвод от компонента в плату и таким образом снизить необходимую температуру термоинстумента для его пайки или демонтажа.

При использовании воздушных методов замены компонентов нижний подогрев уменьшает или исключает вовсе коробление платы, которое может возникнуть вследствие ее одностороннего нагрева горячим воздухом.

Кроме того, печатные платы, выполненные из материалов на основе керамики, перед пайкой требуют плавного предварительного нагрева из-за чувствительности этих материалов к резким перепадам температур. В зависимости от способа передачи тепла различают инфракрасные и конвекционные нижние подогреватели.

Инфракрасные подогреватели как правило состоят из нескольких кварцевых ламп, имеющих ярко выраженное красное свечение. Конвекционные приборы могут работать за счет принудительной – с помощью вентилятора или естественной – за счет восходящего воздушного потока – конвекции.

Оборудование для демонтажа

Оборудование для демонтажа компонентов по принципам теплового воздействия возможно подразделить на: контактное, конвекционно-воздушное (паяльно-ремонтные станции) и термо-воздушное (термофены).

Контактное оборудование для монтажа не требует значительных финансовых затрат, т.к.

используется паяльная станция, укомплектованная специальной насадкой для демонтажа — термопинцетом. Сами жала имеют различные размеры для выпайки и захвата различых компонентов.

Область применения термопинцетов: чип-компоненты, компоненты с двусторонним расположением выводов (TSSOP, SOIC, SO).

Для демонтажа компонентов с большим количеством выводов и большим корпусом, когда расстояние от паяного контакта до чипа достаточно велико, можно воспользоваться той же насадкой, что и для пайки, а также медной оплетки для выпайки. При проведении по выводам компонента кончиком оплетки, нагретым жалом паяльника, весь припой с контакта расплавляется и впитывается в оплетку. Загрязненный конец оплетки отрезается.

Для демонтажа компонентов со штырьковыми выводами используется оборудования с оловоотсосом. Данное оборудование представляет собой паяльник с вакуумом, насадки которого изготовлены в виде сопла различного диаметра — в зависимости от диаметры выпаеваемого вывода.

Конвекционные системы обеспечивают очень точное термоуправление. Это обусловлено наличием условно замкнутого пространства внутри сопла, накрывающего компонент, куда горячий воздух поступает в небольшом количестве, необходимом только для поддержания требуемой температуры.

Область применения: компоненты с расположением выводов по периметру и с нижней стороны корпуса (QFP, BGA). Конвекционные системы комплектуются соплами различных размеров для монтажа/демонтажа компонентов соответствующего размера.

Наиболее удобными для целей демонтажа являются так называемые термоэкстракторы — индукционные паяльные системы с подключаемым вакуумом для захвата компонента. У таких систем в центре сопла встроена «присоска», в отверстие которой подается вакуум.

В момент расплавления припоя присоска опускается до соприкосновения с корпусом компонента, после чего присоска уже вместе с компонентом поднимается вверх.

Фен, в отличие от конвекционной системы, создает открытый воздушный поток, сфокусированный с помощью сопла на выводы компонента. При движении по каналам сопла воздух частично остывает.

В результате, его температура на выходе сопла, а особенно на небольшом удалении от него, становится непредсказуемой.

Это крайне затрудняет использование выпускаемых ранее термо-воздушных систем в бессвинцовой технологии с ее повышенными требованиями к точности термоуправления и безопасности нагреваемых компонентов.

Индукционные паяльные станции В основе индукционного метода нагрева лежит нагрев проводника (наконечника паяльника) переменным магнитным полем. Собственно наконечник изготовлен из меди с ферромагнитным покрытием в его хвостовой части, которая в тоже время является сердечником катушки, создающей постоянно действующее переменное магнитное поле.

Наконечник нагревается за счет наведенных поверхностных токов. При определенной температуре, известной в физике как точка Кюри, ферромагнетик теряет свои магнитные свойства, нагрев прекращается, и температура стабилизируется.

В момент касания платы температура наконечника падает, магнитные свойства материала мгновенно восстанавливаются, и наконечник вновь начинает поглощать энергию из магнитного поля, стремясь удержать температуру в точке Кюри. Чем более теплоемкий контакт приходится паять, тем больше отклонится температура, и тем больше энергии будет поглощено из поля.

Таким образом, система «подбирает» требуемую мощность для нагрева каждого контакта в зависимости от его теплоемкости.Главное преимущество индукционного паяльника перед классическим – это потрясающая теплоотдача.

Миниатюрный инструмент с индукционным нагревателем мощностью всего лишь 35 Вт на многослойной плате работает так, как некоторые классические паяльники вдвое большей мощности. Практически это означает, что все работы могут выполняться при более низкой температуре наконечника без риска получить «холодную пайку» и прочих неприятностей.

Кроме того, один и тот же паяльник может быть использован как для тончайших операций с микро компонентами, так и для силовой пайки на многослойных платах. При этом инструмент остается очень легким и эргономичным.

Столь уникальные свойства объясняются тем, что в индукционном паяльнике нагреву подвергается непосредственно сам наконечник, в то время как у классических инструментов первично нагревается проводник в нагревательном элементе, а наконечник получает тепло уже вторично. При этом, на пути от нагретого проводника к наконечнику может быть масса препятствий, начиная от керамики, теплопроводность которой весьма ограничена, кончая воздушным зазором, что вообще недопустимо, но до сих пор встречается. 

Компания «Радиоэлектроника.РУ» предлагает полный ряд моделей паяльного оборудования ведущих мировых производителей: Quick, ERSA, Актаком, Weller, HAKKO, Metcal, Магистр

Коментарии:

  • ВКонтакте
  • Коментарии

Источник: http://cxemy.ru/index.php/smd1/49-smd/87-ruchnsmd.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector