Пайка радиоэлементов на печатных платах: Заказать пайку радиоэлементов на печатных платах

Подготовка радиоэлементов к пайке / Хабр

В век нанотехнологий и всевозможной миниатюризации, несмотря на переход сборки электронных изделий на технологию поверхностного монтажа с использованием чип компонентов, некоторые компоненты доступны только в штыревом исполнении. Даже самые современные электронные изделия не могут быть изготовлены без них, т.к. данные компоненты дают более высокую механическую надежность по сравнению с SMD компонентами.  Практически во всех современных телефонах или планшетах используются разъемы, смонтированные в отверстия. Также бывают ограничения, связанные с невозможностью использования чип-компонентов в высоковольтных цепях. В таком случае, конструктору не остается другого выбора, как использовать компоненты, монтируемые в отверстия.

Рисунок 1,

Применение таких компонентов  приводит к некоторым сложностям их монтажа в изделия.  Первая проблема может быть обусловлена необходимостью лужения выводов, чтобы исключить некачественную пайку выводов из-за несоблюдения условий хранения компонентов. Никогда не знаешь, где и как они хранились перед тем, как попасть к вам в руки. Для данных целей существуют паяльные ванны с припоем (Рис.1). В таких ваннах можно лудить выводы перед пайкой на плату. А для исключения перегрева корпуса элемента во время лужения или пайки на плату используют теплоотводы (Рис.2). Для получения хорошего результата по пайке этой операцией лучше не пренебрегать. После лужения рекомендуется удалить остатки флюса с поверхности выводов.

Рисунок 2

Вторая сложность заключается в формовке выводов компонента. Как вы знаете, компоненты с радиальными выводами выпускаются не в формованном виде. И для того, чтобы смонтировать их на печатную плату, необходимо заранее формовать вывод согласно посадочному месту (Рис.3).

Рисунок 3

Виды формовок задает конструктор при разработке изделия согласно стандартам (например, ГОСТ 29137-91, ОСТ 92-9388-98).  Формовать выводы вручную в производстве, где компоненты исчисляются тысячами, непозволительно трудоемко.  Конечно, для малого количества компонентов можно изготовить индивидуальную оснастку для монтажника (Рис. 4). Такие оснастки можно выполнить в большом количестве с разными размерами.

Рисунок 4

Но это все ручная работа. А предъявляемые к технологам требования по постоянному снижению трудоёмкости выпускаемых изделий никто не отменял.  Когда изделия выпускаются серийно и массово, то без автоматических и полуавтоматических формовок не обойтись (Рис.5).

Рисунок 5. Формовщики ф. Olamef

В случае, если выводы необходимо просто обрезать на определенную длину без формовки, существуют другие установки (Рис.6).

Рисунок 6. Подрезчик Olamef TP/LN-500

Все эти приспособления позволяют подготовить элементы к монтажу, например, в машинах селективной пайки или волны припоя. После формовки и обрезки выводов элементы можно сразу установить на печатную плату согласно сборочному чертежу и провести пайку вручную или с помощью автоматизированных машин. Но что делать с компонентами, выводы которых сформованы без Зиг-Замка, если они устанавливаются на определенную высоту над печатной платой (Рис.7)?

Рисунок 7. Резисторы на высоте 1,0 мм.

Будем рассматриваем вариант, когда плата паяется на установке волны припоя или селективной пайки. В таких случаях возможно применение подкладок под элементы из разных материалов. Если есть текстолит, то можно вырезать на фрезерном станке полоски текстолита определенной толщины (Рис.8).

Рисунок 8. Подкладка толщиной 1,0 мм

Также можно использовать обычную резину заданной толщины. После пайки в установке, данные подкладки можно убрать из-под элементов. Только нужно убирать аккуратно, не повреждая паяльную маску на печатной плате.

Четвертой проблемой может быть плохое качество пайки выводов в монтажные отверстия. Зачастую это плохое протекание всего столбика монтажного отверстия припоем. Частично этого избежать мы можем как раз предварительным лужением выводов. Но когда мы монтируем многослойную плату, которая имеет большую теплоемкость, то пайка таких плат обычным паяльником является невыполнимой задачей. При пайке паяльником происходит недостаточный прогрев платы, отвод тепла по внутренним слоям, что приводит к ухудшению условий растекания припоя по паяемым поверхностям. При ручном монтаже можно использовать термостол (Рис.9).

Рисунок 9. Термостол для пайки

А в установках селективной пайки или волны припоя должны присутствовать модули преднагрева платы перед пайкой или во время пайки. Некоторые установки селективной пайки имеют даже два модуля преднагрева сверху и снизу (Рис.10).

Рисунок 10

Все эти оснастки, установки и машины облегчают работу, уменьшают трудоемкость и позволяют получить качество пайки. Если не пренебрегать данными рекомендациями, то качество пайки в вашем изделии будет соответствовать всем стандартам.

Пайка элементов на печатную плату в компании «Телерем»

• Главная
• Частые вопросы
• Как осуществляется пайка элементов на плату

Пайка элементов на плату в компании «Телерем» производится по различным технологиям. Мы подбираем оптимальный способ для каждого конкретного вида заказанных клиентом плат, поэтому наша продукция отличается высоким качеством и долгим сроком службы.

Автоматическая пайка элементов на печатные платы

Установка компонентов производится специальным оборудованием по заранее настроенной программе. Выделяют несколько видов пайки:

• поверхностный или SMD-монтаж;
• штыревой монтаж – селективная пайка компонентов на плату и пайка волной.

SMD-монтаж

Поверхностная пайка компонентов на плату – это полностью отработанный механизм по установке элементов на автоматизированной линии. Он состоит из нескольких этапов:

1. Автоматические принтеры наносят на заготовку изделия особую паяльную пасту. Используются различные разновидности – бессвинцовые и с содержанием свинца, на основе отмывных и безотмывных флюсов. Разновидность подбирается заранее в зависимости от типа обрабатываемых плат.
2. Производится установка SMD-компонентов. Автоматическая пайка печатных плат подразумевает, что эта задача выполняется при помощи специальных установщиков. Мощности нашего оборудования позволяют устанавливать 159500 компонентов каждый час, поэтому мы можем в короткие сроки обрабатывать крупные партии изделий.
3. Конвекционная пайка при особом температурном режиме в специальных печах.
4. Автоматическая инспекция изготовленной платы. При помощи особого оборудования проверяется прочность соединений и качество пайки. Готовая продукция должна соответствовать стандартам качества, принятым на международном уровне. Возможна и ручная проверка по желанию клиента.

Поверхностная автоматическая пайка радиоэлементов на печатных платах востребован в случаях, когда требуется сразу изготовить большие партии изделий.

Штыревой монтаж

Выводной, или штыревой монтаж в автоматическом режиме производится по двум основным технологиям:

1. Селективная автоматизированная пайка печатных плат. Работы ведутся в азотной среде. Метод применяется в случаях, когда требуется разместить однородные элементы в одинаковом порядке на большом количестве плат.
2. Пайка волной. Является самым быстрым из известных способов размещения выводных элементов на поверхности плат. Применяется, если конструкция платы предусматривает вынос всех необходимых компонентов на одну сторону изделия.

Специальное оборудование помогает существенно сократить время пайки, а это напрямую влияет на стоимость конечного изделия. Если требуется изготовить много плат, автоматическая пайка – оптимальный вариант.

Ручная пайка

Автоматизировать процесс пайки нецелесообразно в ряде случаев:

• изготовление прототипов и опытных образцов, когда требуется доработка или особо высокая точность;
• работа по сложным схемам;
• выпуск небольших партий, когда нерентабельно запускать автоматические линии.

В таких ситуациях мы предлагаем своим клиентам услуги по ручному монтажу печатных плат. Применяется два основных метода пайки – TNT-монтаж и SMТ-монтаж. Мы подбираем подходящий вариант в зависимости от особенностей устанавливаемых элементов. Работа производится только работниками с большим опытом и квалификацией, что гарантирует отсутствие брака в готовых изделиях, а также долгий срок их службы.

Просто предоставьте необходимую документацию – и мы, используя оптимальный метод производства, сделаем плату точно по вашим чертежам в максимально короткие сроки.

Основы пайки печатных плат

Оборудование и материалы для пайки

Для пайки необходимы правильные инструменты и материалы. Качество этих элементов, в свою очередь, будет определять качество конечного продукта, в котором будет использоваться паяемый компонент. Вам потребуются:

1. Паяльник
2. Проволока для припоя
3. Флюс для припоя

Паяльник

Также известный как паяльник, паяльник является наиболее важным оборудованием для пайки. Ручка, элемент и насадка (или наконечник) – это три основных компонента паяльника.

Паяльники имеют тот же нагревательный элемент, что и электронагреватели. Тепло вырабатывается, когда электричество проходит через элемент. Это нагревает кусок железа, который затем передает тепло паяльному соединению.

Вместо отдельных паяльников в ремонтных мастерских, на заводах и в лабораториях используются паяльные и демонтажные паяльные станции. Эти системы обеспечивают большую эффективность и могут выполнять более сложные задачи, чем индивидуальное однофункциональное оборудование.

Припойная проволока

Сплав, содержащий 60 % олова и 40 % свинца, является наиболее распространенной формой припоя, используемой в производстве электроники. Он имеет температуру плавления 190 градусов Цельсия и затвердевает при охлаждении.

Этот сплав выпускается в форме проволоки различных размеров. Использование более тонких датчиков предпочтительнее более толстых. Припой калибра 18 или 22 подходит для общего применения.

Флюс для припоя

Другое вещество, известное как флюс, часто известное как паяльная паста, используется для облегчения процесса пайки.

Флюс удаляет оксидное покрытие с поверхности металлов, пригодных для пайки, и увеличивает смачивающую способность припоя.

В настоящее время паяльная проволока имеет флюс в центральной жиле. Температура плавления флюса ниже, чем у припоя. Это устраняет необходимость в отдельном потоке.

Для пайки требуется, среди прочего, паяльник, припой и флюс. Другие аксессуары для пайки включают в себя подставку для паяльного пистолета, резак, демонтажный насос и так далее.

Типы припоев

В настоящее время на рынке представлено так много различных типов припоев, что выбор подходящего для вашего проекта может оказаться сложной задачей. Существует 4 основных типа припоев:

1. Припои из свинцового сплава
2. Припои без содержания свинца
3. Припои с флюсовым сердечником
4. Припои из серебряного сплава

Припои из свинцового сплава

Революция в электронике началась со свинцового припоя. Комбинация 60/40 (олово/свинец) с температурой плавления 180-19. 0 градусов Цельсия является наиболее распространенным.

Олово, часто известное как мягкий припой, выбирается из-за его более низкой температуры плавления, тогда как свинец используется для предотвращения образования оловянных усов. Прочность на растяжение и сдвиг улучшаются по мере увеличения содержания олова.

Бессвинцовые припои

Когда Европейский союз начал запрещать использование свинца в бытовой электронике, бессвинцовые припои стали популярными.

Усы олова можно уменьшить за счет использования усовершенствованных процессов отжига, добавления никеля в смесь и нанесения конформных покрытий.

Бессвинцовые припои имеют более высокую температуру плавления, чем традиционные припои.

Припой с флюсовым сердечником

Припой с флюсовым сердечником представляет собой проволоку, скрученную вокруг цилиндрического объекта. В его ядре находится восстановитель.

При пайке выделяется флюс, который устраняет образовавшийся на поверхности металла окисленный слой — в результате поверхность металла становится чистой и готовой к пайке. Флюс также улучшает смачивающие свойства припоя.

Канифоль используется в качестве флюса при пайке электрических компонентов, тогда как кислотные сердечники используются в качестве флюса для соединения металлов и трубопроводов.

Припой из серебряного сплава

Припой из серебряного сплава используется для высокотемпературных и высоконадежных соединений. Они могут быть как бессвинцовыми, так и на основе свинца.

Серебро добавлялось в припои из сплавов на основе свинца только в начале, чтобы избежать явления, известного как миграция серебра. Серебро из серебряного покрытия просачивается в припой. Когда этот припой наносится на металлы перед пайкой, соединения становятся хрупкими и легко ломаются.

Серебряные припои доступны в различных соотношениях серебра, свинца и других сплавов. Стоимость этих припоев определяется соотношением сплавов.

Типы методов пайки

Методы пайки можно разделить на 2 категории:

1. Мягкая пайка
2. Твердая пайка

Мягкая пайка

Мягкая пайка является обычным процессом для сантехники и электроники.

Этот метод пайки обычно используется для создания электрических соединений и приклеивания электронных компонентов к печатным платам. Однако прочность соединения, создаваемого этим методом, не так высока, как при пайке твердым припоем.

Эвтектический сплав олова и свинца используется для мягкого припоя металлов. Источником тепла обычно является электрический или газовый паяльник.

Мягкая пайка чаще всего используется для соединения разъемов с кабелями, установки перемычек на детали или печатные платы, пайки проводов от катушек трансформатора и ремонта.

Твердая пайка

Твердая пайка или серебряная пайка соединяет 2 куска металлов (т. е. неблагородных металлов) вместе не путем непосредственного плавления припоя, а путем нагрева основных металлов до температуры, при которой припой, скрепляющий металлы, мгновенно плавится. При охлаждении образуется чрезвычайно плотное соединение – благодаря «капиллярному эффекту».

Температура, необходимая для плавления припоя, обычно серебра или латуни, выше, чем у мягкого припоя, и для этого требуется паяльная лампа. Этот метод используется для соединения деталей из латуни, меди, серебра или золота.

Пайка — это форма жесткой пайки.

Как паять печатную плату (пошаговое руководство)

Шаг 1: Подготовьте необходимое оборудование и материалы.

• Паяльная станция или паяльник мощностью 20-40 Вт и подставка
• Припой 60/40 (предпочтительно калибр 22)
• Флюс для пайки
• Инструмент для гибки тангажа
• Влажная губка
• Стальная мочалка или мелкая наждачная бумага (для очистки соединений перед пайкой)
• Кусачки (или кусачки)

Также потребуется оплетка/фитиль для припоя или демонтажный насос для удаления расплавленного припоя.

Шаг 2: Включите паяльник и подождите, пока он нагреется.

Шаг 3: Очистите наконечник припоя, протерев нагретый наконечник влажной губкой.

Шаг 4: Залужите насадку, расплавив на ней немного припоя.

Лужение способствует передаче тепла от жала припоя к соединению.

Шаг 5: Убедитесь, что медная площадка на печатной плате чистая, чтобы к ней прилипал припой.

Если это не так, очистите стальной мочалкой.

Шаг 6: Припаяйте компонент к печатной плате.

Чтобы припаять электронный компонент на место на печатной плате, поместите наконечник горячего паяльника на медную площадку печатной платы и на вывод компонента, чтобы нагреть их. Припой, который соприкасается с ними, плавится и стекает в середину контактной площадки, заполняя зазор вокруг вывода. Когда закончите, удалите материал припоя, а затем наконечник. Пайка соединения занимает всего несколько секунд.

Шаг 7: После пайки компонентов отрежьте кусачками лишние выводы компонентов, поскольку их контакт друг с другом может вызвать короткое замыкание.

Шаг 8: Удалите излишки флюса, нанесенного на печатную плату, чистящим химикатом, например изопропанолом.

Быстрые советы по пайке

Вот несколько здравых советов, о которых иногда забывают даже ветераны пайки:

1. Существует множество различных типов бит и припоев. Используйте правильные инструменты и материалы для работы.
2. Чтобы обеспечить хорошее, прочное соединение, не перемещайте компонент и не прикасайтесь к припою до тех пор, пока припой не остынет или не охладите соединение воздухом. Припоя должно быть достаточное количество – не слишком мало и не слишком много.
3. Соблюдайте осторожность при нагреве соединения. Перегрев может привести к повреждению электронного компонента или печатной платы. Чтобы уменьшить вероятность повреждения компонента, прикрепите металлический зажим типа «крокодил» к выводу компонента, чтобы уменьшить поток тепла от соединения к компоненту.
4. Чтобы увеличить срок службы паяльного жала и обеспечить оптимальные рабочие характеристики, убедитесь, что наконечник надлежащим образом покрыт лужением для предотвращения окисления. Расплавленный припой плавно стекает по луженому наконечнику.
5. Позаботьтесь о собственной безопасности. Работайте в хорошо проветриваемом помещении, так как пары припоя могут вызывать раздражение и даже быть вредными. Наденьте защитные очки, чтобы защитить глаза. Нагретый паяльник следует размещать на подходящем держателе и не оставлять без присмотра, чтобы предотвратить ожоги или даже возгорание.

Процессы пайки печатных плат

Гопал Рададиа

Гопал Рададиа

Президент Creative Hi-Tech Ltd.

Опубликовано 12 апреля 2019 г.

+ Подписаться

Печатные платы (PCBs) стали важным продуктом для многих промышленных приложений. Они не занимают много места в приложении и не добавляют огромного веса продукту приложения.

Они минимизируют электрический шум в изделии и просты в обслуживании и ремонте. В этом посте мы обсудим процесс пайки печатной платы.

Процедуры перед пайкой

Поскольку существует множество процедур пайки, мы сосредоточимся на этапах подготовки к пайке и извлечения компонентов.

• Сбор необходимых материалов: Для этой процедуры вам потребуются следующие материалы:
• Очиститель общего назначения
• Инструмент для удаления припоя
• Паяльник, припой, флюс
• Оплетка для удаления припоя
• Микроскоп
• Салфетки
• Выберите правильное жало паяльника: Эмпирическое правило для этого шага заключается в том, что чем больше жало паяльника, тем выше скорость теплопередачи. Наконечник не должен выходить слишком далеко за края сустава. Кроме того, вам нужно будет выбрать паяльное жало, необходимое для удаления компонентов.
• Подготовьте плату: начните с очистки всех компонентов печатной платы от любых загрязнений. Вы должны убедиться, что метод очистки или раствор не повредит ни одну из частей. Затем удалите всю влагу с платы, слегка обжигая печатную плату в промышленной печи. Чтобы защитить выводы компонентов, перед началом процесса пайки их можно залудить.
• Удаление лишнего припоя. Этот шаг выполняется по нескольким важным причинам. Во-первых, исходный припой будет прилипать к контактной площадке ранее припаянного компонента. Повторный нагрев припоя повлияет на его физический состав, и он не продержится долго. Второй момент заключается в том, что припой должен оставаться пластичным, чтобы поглощать напряжения расширения и сжатия, вызванные нагревом и охлаждением. Третий момент заключается в том, что избыток припоя может вызвать проблемы при размещении нового компонента на плате.

Процедура очистки печатной платы

Как правило, для этой процедуры рекомендуется использовать вакуумный демонтажный инструмент. Инструмент для демонтажа имеет нагреваемый наконечник с отверстием в центре для плавления припоя в вакууме.

• Осмотрите отверстие: припой в контактной площадке обеспечивает надлежащую теплопередачу. Если припоя, покрывающего контактную площадку, недостаточно, отверстие следует сначала заполнить припоем. Заполнение отверстия улучшает тепловую связь между наконечником инструмента для удаления припоя и припоем в отверстии. Это обеспечивает быстрое плавление и снижает вероятность повреждения площадки или отверстия.
• Расплавление припоя: поместите нагретый наконечник для удаления припоя на площадку, пока не почувствуете расплавление припоя. Не давите на подушку вниз или вбок. После того, как припой расплавится, включите вакуум и всасывайте припой через отверстие в наконечнике в камеру для хранения припоя.
• Нанесите припой: после того, как припой будет удален из отверстия, продолжайте вакуумирование еще несколько секунд, чтобы убедиться, что у припоя было достаточно времени, чтобы пройти через наконечник в камеру хранения. Нанесите припой, а затем вставьте компонент.
  Как только это будет сделано, очистите область.

Выполнение этих шагов обеспечит быстрое и эффективное выполнение процесса пайки печатной платы

• Важность выбора биоразлагаемых ПХД

  8 июля 2019 г.

• Каковы распространенные проблемы с печатными платами и как их предотвратить?

  3 июня 2019 г.

• Всестороннее введение в сборку печатных плат

  14 марта 2019 г.

• Как выполняется сборка печатной платы?

  12 февраля 2019 г.

  

• Конформное покрытие – что вы о нем знаете?

  11 декабря 2018 г.

• Покрытие дефектов с помощью автоматизированного оптического контроля (AOI)

  9 октября 2018 г.

• 5 распространенных ошибок проектирования печатных плат, которых следует избегать

  25 сентября 2018 г.

• Обсуждение различных методов тестирования печатных плат

  19 сентября 2018 г.