Урок 7 – Монтаж и пайка SMD
Монтаж и пайка SMD-компонентов
Даже если тебе никогда в жизни не придётся самостоятельно иметь дело с чип-деталями, надо понимать, что 99% всей современной электроники создаётся именно на их основе. Поэтому каждый уважающий себя радиолюбитель должен хотя бы в общих чертах представлять SMD-техпроцесс.
В предыдущем уроке мы уже познакомились с так называемыми SMD-компонентами (чип-компонентами). Сейчас же пришло время узнать, как осуществляется их монтаж и пайка.
Можно припаять SMD-деталь и с помощью самого обычного припоя и паяльника с тонким жалом. Процесс состоит из трёх шагов:
– наносим припой на одну контактную площадку;
– с помощью пинцета устанавливаем чип-компонент на нужную позицию и, удерживая деталь пинцетом, прогреваем один из его выводов. Деталь зафиксирована, пинцет можно убрать;
– припаиваем второй вывод компонента.
Ручная пайка SMD-компонентов
Примерно таким же образом можно паять SMD-транзисторы и микросхемы.
Но ручная пайка – это очень долгий и кропотливый процесс, поэтому применяется только радиолюбителями для создания единичных конструкций. На крупных радиозаводах всё стараются автоматизировать. Поэтому там никто не паяет каждую деталь по отдельности паяльником, процесс совершенно другой.
Ты уже знаешь, что такое припой: гибкая оловянно-свинцовая проволока, которая при нагреве паяльником расплавляется, а после остывания застывает и надёжно фиксирует вывод радиодетали, обеспечивая при этом электрический контакт. Но припой может быть не только в виде оловянно-свинцового прутка. Можно создать припой в виде пасты, которая так и называется – паяльная паста. Паста содержит в своём составе и флюс, и мельчайшие частички олова. При нагреве паста расплавляется, а после остывания застывает, обеспечивая электрический и механический контакт.
Паяльная паста наносится на все контактные площадки. При производстве опытных образцов и мелкосерийных партий пасту наносят с помощью ручных дозаторов: шприцом, например, или даже зубочисткой. Но при крупносерийном производстве используется другая технология нанесения пасты. Сначала изготавливается трафарет: тонкий лист из нержавеющей стали, в котором имеются отверстия, точно совпадающие с контактными площадками печатной платы. Трафарет прижимается к печатной плате, сверху наносится слой паяльной пасты и разравнивается специальным шпателем. Затем трафарет поднимается, и таким образом буквально за пару секунд паяльная паста оказывается нанесённой на все контакты печатной платы.
Печатная плата с нанесённой на контактные площадки паяльной пастой
Теперь на плату можно устанавливать компоненты. SMD-компонент можно аккуратно установить на нужные контактные площадки. В радиолюбительстве установку компонентов производят вручную с помощью обычного или вакуумного пинцета, а на крупных производствах эту операцию выполняют роботы, которые могут установить до нескольких сотен деталей в минуту! Благодаря тому, что паяльная паста вязкая, компонент как бы фиксируется на своём месте, и это очень удобно.
После установки всех SMD-компонентов происходит пайка платы. Плата помещается в специальную печь, где за несколько минут нагревается примерно до 300С. Паяльная паста расплавляется, а после остывания обеспечивает механический и электрический контакт компонентов. Для того, чтобы избежать термоударов, важно настроить термопрофиль, то есть скорость нагрева и охлаждения печатной платы. В промышленности используются специальные многозонные печи, в каждой камере которых поддерживается строго заданная температура. Печатная плата, двигаясь по конвейеру, последовательно проходит все зоны печи.
Паяльные печи: промышленная (слева) и для мелкосерийной пайки (справа)
В мелкосерийном и опытном производстве используются компактные печки, в которых платы «запекаются» по одной. Радиолюбители и вовсе иногда приспосабливают для этих целей бытовые духовые шкафы, или нагревают печатную плату горячим воздухом с помощью промышленного фена. Конечно, качество пайки при таких кустарных методах очень нестабильно, но и требования к надёжности радиолюбительских конструкций обычно не высокие.
После окончания пайки плату промывают от остатков флюса, входящего в состав паяльной пасты, сушат и проверяют. Если в конструкции имеются DIP-компоненты, их припаивают в последнюю очередь, и даже на крупных радиозаводах этот процесс производится, как правило, вручную. Дело в том, что автоматизировать DIP-процесс очень сложно и дорого, именно поэтому современная радиоэлектроника в основном проектируется на SMD-компонентах.
Скачать урок в формате PDF
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!
| Корзина Корзина пуста | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Пайка SMD феном – испытание боем
Попробовал сразу несколько вещей, связанных с пайкой феном. Первым делом, выпаял многоножку и пару дискретных деталюшек из готовой платы. Потом запаял все это хозяйство и еще немного на “боевую” плату. Вот как это было:Выпаивание детали поначалу меня поставило в тупик. Мелкосхема никак не хотела сниматься. Оказалось, я все же ее недогревал. Чуточку дольше погреть – и она легко снимается пинцетом. Не знаю, выжила ли 🙂 Вот плата-донор, с которой снято почти все:
А вот и она же, уже на плате. Все видимые детали я распаял “в один присест”:
Оно же, вид сверху:
Тут можно заметить два мини-косячка. Во-первых, одна из сторон микросхемы запаяна однозначно со слишком большим количеством припоя. Мой косяк. Нужно внимательнее относиться с количеству пасты, а я подумал, что растечется, a ведь некуда. Во-вторых, есть внушительная разница между аккуратностью конденсаторов и резисторов 0805. Конденсаторы запаяны аккуратной затянутой поверхностью, резистор же – с “каплями-шариками”. Этому есть обьяснение. Дело в том, что в Eagle в стандартных библиотеках, почему-то, для 0805 резисторов и конденсаторов предложены разные конфигурации падов. Вот кусок разводки этой платы и оно же на плате:
Слева два резистора, справа один конденсатор. Памятка на будущее – во-первых, резисторам класть меньше пасты, а еще лучше – переделать конфигурацию на конденсаторный вариант, он (и результат) мне нравится больше.
Напарился я с MicroUSB-разьемом. У него ножки очень коротенькие, доля миллиметра. И даже минимальное количество припоя тут же заливало два соседних вывода. Пришлось вспомнить вопрос gray_bird и использовать его метод на практике. Просто положил разьем на уже слегка залитые расплавленной пастой дорожки и прогрел. Все припаялось правильно (проверил). Но, скажу я вам, нетривиально положить что-то тонким пружинистым выводом на выпуклую поверхность! 🙂
(простите за качество этого фото, снимал валенком через лупу)
Мои мысли:
1. Паста довольно нелипкая и плохо пристает к плате. Нужно что-то придумать. Возможно, нужно как-то разбавить пасту, сделав ее жиже. Или найти другую пасту.
2. Нужно осторожнее с большим количеством пасты на коротких падах. Возможно, надо добавлять лишнего флюса на плату у многоножек перед нанесением пасты.
3. Нужно для своих плат найти лучшую конфигурацию падов дискретных компонентов.
|
|
|
Как паять SMD-компоненты? Пайка светодиодов в домашних условиях, температура нижнего подогрева. Каким паяльником и феном правильно паять диоды?
В современной радиоэлектронике широко применяется вид сборки, который называется «поверхностный монтаж». Радиодетали устанавливаются простой укладкой поверх контактов на монтажную плату. При этом можно использовать плату, изготовленную «печатным способом» даже без сверления дополнительных отверстий.
Такие детали называются «SMD-компоненты». У них нет выводов в виде проволочек. Вместо этого по торцам радиодеталей есть маленькие контактные площадки. При монтаже детали быстро и просто раскладываются в нужных местах, после чего закрепляются отдельными точечными пайками.
Такая конструкция приводит к тому, что технология пайки значительно отличается от пайки проводов обычным паяльником. Работа производится быстро, изделие выглядит аккуратно. Но для работы могут потребоваться особые инструменты и материалы.
Для монтажа компонентов SMD применяют обычные паяльники, паяльные станции, паяльные фены. Существуют также специализированные печи, термопинцеты и станции бесконтактного нагрева. Такое оборудование требует особых навыков работы, а сами детали для поверхностного монтажа — аккуратного обращения и не допускают перегрева.
Паяльные припои и флюсы также приходится применять особые. Припой продаётся не в виде прутков, а выглядит как тонкая проволочка. Часто он содержит в сердцевине готовый флюс. Это очень облегчает пайку и позволяет выполнять соединение самых маленьких деталей быстро и аккуратно. Такая разновидность паяльного материала, как «паяльная паста», применяется для сложной пайки не паяльником, а термофеном или бесконтактной ИК-станцией.
Особенности пайки
В качестве элементов для поверхностного монтажа сейчас выпускают все разновидности радиодеталей. Особый интерес для домашнего мастера представляет сборка самодельного светильника из отдельных светодиодов и простейшей схемы управления. Это позволяет делать светильники любой необходимой мощности, а главное — нужных размеров.
Пайка светодиодов в виде элементов SMD отличается техникой работы. Светодиоды приходится паять непосредственно на деталь, которая также является радиатором, рассеивающим тепло.
Без надлежащего охлаждения светодиоды быстро выйдут из строя. Хорошо рассеивая тепло, радиатор также отводит жар от жала паяльника, что затрудняет пайку выводов.
Чтобы качественно паять светодиоды, приходится применять дополнительный нагрев радиатора почти до точки плавления припоя. Хорошо помогает использование тонкодисперсной паяльной пасты. Паять нужно как можно более мощным паяльником быстрыми и уверенными движениями.
Существует практика, при которой SMD-светодиоды паяют очень легкоплавкими припоями. Например, сплав Розе плавится при температуре около 100°С. К сожалению, такие припои отличаются плохой механической прочностью. При работе светильники сильно нагреваются, и паяное соединение может расплавиться. Лучше всего использовать классический припой ПОС-60.
Для пайки светодиодов приходится также использовать устройство нижнего подогрева. При этом радиатор оказывается нагрет почти до нужной температуры, и монтаж светодиодов получается быстрым и качественным. В простейшем случае для нижнего подогрева используют электроплитку или даже старый утюг.
Важно не допустить перегрева, поэтому терморегулятор должен обеспечивать точную настройку температуры.
Температура нижнего подогрева обычно устанавливается такой, чтобы флюс начал активно смачивать контакты деталей, но припой ещё не начинал плавиться.
Особой конструкцией отличаются станции бесконтактного нагрева. Монтажная плата не контактирует с нагревателем, тепло к месту пайки доставляется ИК-излучением. Обычно используют ИК-станции нижнего нагрева. Они позволяют равномерно подогреть плату до нужной температуры.
При использовании ИК-нагревателя не всегда допустимо подвергать нагреву всю плату целиком. Рядом с намеченной точкой пайки могут оказаться легкоплавкие детали. Нечаянный перегрев приведёт к тому, что отпаяются мелкие детали. Нагрев ИК-излучением ограничивают с помощью отражательных и изолирующих экранов.
В специализированных мастерских для защиты используют термостойкий скотч на алюминиевой основе. Полосками скотча нужной ширины обклеивают всю плату, оставляя лишь «окошки», в которых будет проводиться локальный нагрев деталей. Но если такого скотча нет, можно использовать обычную бытовую алюминиевую фольгу.
Некоторые виды SMD-радиодеталей вообще не имеют выводов по своим торцам, они есть только на нижней поверхности. Такие элементы невозможно паять обычным паяльником.
Приходится применять паяльную пасту, термофен и станции бесконтактного нагрева ИК-излучением. Если есть паяльная печь, способная обеспечить постепенный нагрев и точную выдержку при нужной температуре, получится собрать радиосхему вполне промышленного вида и качества.
Инструменты и материалы
В большинстве случаев для пайки SMD-компонентов можно с успехом использовать обычный контактный паяльник с тонким жалом. Если контактные площадки хорошо очищены и применяется качественный флюс, при монтаже достаточно нанести крошечные точки припоя прямо на торцы выводов деталей SMD.
Детали расставляют по поверхности монтажной платы, используя радиомонтажный пинцет с немагнитными губками. У хорошего мастера всегда под рукой несколько пинцетов с губками разной формы. Также существуют вакуумные пинцеты с крошечной присоской на торце ручки.
Чтобы пайка получилась качественной, желательно применять оловянно-свинцовый припой с умеренной температурой плавления (245°С). Для очистки и защиты точек контакта надо использовать паяльный флюс-гель. Такие составы обеспечивают качественное соединение и почти не оставляют следов.
Распространён способ массового монтажа SMD-компонентов, при котором для нагрева всей платы целиком используют паяльную печь. Такой прибор можно сделать самому из небольшой кухонной печи.
Главное – предусмотреть точную регулировку температуры по заданной программе.
Вместо припоя в виде тонких проволочек очень удобно использовать паяльную пасту. Такой состав выглядит как густая замазка с металлическим блеском. В ней уже смешаны мельчайшие шарики припоя и качественный флюс. Достаточно нанести пасту на точки пайки и равномерно прогреть детали в печи, паяльником или паяльным феном. Сегодня в магазинах есть широкий выбор хороших паяльных паст.
При пайке радиодеталей вполне возможны ошибки. Демонтировать SMD-детали паяльником очень неудобно. В таком случае применяют термопинцет, который зажимает деталь фактически между двух одинаковых паяльников и снимает за одно движение.
Очень удобен демонтаж SMD-компонентов с помощью термофена. При работе с феном главное – не допустить перегрева соседних деталей, которые смонтированы верно. Надо регулировать толщину раскалённой струи воздуха с помощью насадок подходящих диаметров и регулятора скорости потока.
Способы
Собирая своими руками светильник из SMD-светодиодов, обычно устанавливают детали на алюминиевый радиатор. Непосредственно паять детали к такому основанию невозможно, да и нельзя во избежание короткого замыкания. В таком случае SMD-компоненты устанавливают на промежуточную изолирующую прокладку. Обычно используют тонкий слой специального термопроводного клея.
После такого монтажа приходится соединять светодиоды между собой отдельными изолированными проводниками. Пайка затрудняется тем, что диоды, которые уже смонтированы на радиатор, хорошо охлаждаются. Чтобы правильно спаять детали в таких условиях, нужно использовать мощный паяльник и проводить соединение быстрыми, уверенными движениями.
Очень удобно при поверхностном монтаже радиодеталей использовать паяльные фены и станции. Лучшие аппараты также содержат устройства нижнего подогрева.
Это позволяет нагреть монтажную плату почти до точки плавления припоя, что облегчает дальнейший монтаж.
Температуру нижнего подогрева нужно выбирать так, чтобы припой почти начинал плавиться, но оставался твёрдым. При такой работе лучше спаивать светодиоды, резисторы и прочие детали не прутковым припоем, а с помощью паяльной пасты. Сами детали, смонтированные на островках пасты, нагревают паяльным феном. При этом можно обойтись не слишком горячим воздухом. Лучше всего паять легкоплавкой пастой при 245 градусах.
При необходимости монтажа SMD-конденсаторов учтите, что они боятся перегрева. Сперва надо провести расстановку и пайку резисторов, проводников и светодиодов. Конденсаторы расставляются в последнюю очередь.
При сборке самодельного светильника удобно использовать готовую светодиодную ленту. Это SMD-компонент в виде длинной полосы гибкого изоляционного материала. SMD-светодиоды уже приклеены к ленте и соединены проводниками.
Светодиодную ленту надо приклеить теплопроводным клеем к металлическому радиатору. Это может быть любой подходящий алюминиевый профиль — например, который продаётся в мебельных магазинах.
Есть специальные профили, предназначенные для сборки светильников, — такие изделия, как правило, сразу содержат светорассеивающую крышку.
Светодиоды в ленте уже соединены, мастеру после приклейки ленты остаётся только подключить её к специализированному «драйверу светодиодов». Обычный блок питания для бытовой техники не подходит. Драйвер не выдаёт фиксированного напряжения — вместо этого электронной схемой фиксируется величина тока. Кроме того, драйверы могут содержать схему, которая подстраивает величину тока в зависимости от температуры.
Распространенные ошибки
Чаще всего при пайке SMD-компонентов мастера ошибаются, неправильно выбирая температуру паяльника. Слишком горячий инструмент может легко повредить деликатные радиодетали. Слишком холодный также приводит к перегреву, потому что пайка выполняется чрезмерно долго.
Самое главное – правильно выбрать для пайки марку припоя и флюса. Несмотря на то, что в промышленности используются бессвинцовые припои, в домашних условиях следует предпочесть простой оловянно-свинцовый (например, марки ПОС-60).
Выбирая флюс, учтите, что после пайки на изделии не должно оставаться даже следов активного флюса. Если чистка изделия невозможна или затруднена, лучше применить пассивный флюс. В обычных условиях сосновая канифоль не требует тщательной очистки.
Также существуют особые марки безотмывочных флюсов. Они дороги, но обеспечивают отличное качество пайки.
Как и при любых видах паяльных работ, соблюдайте технику безопасности. Температура спаиваемых деталей может достигать 300°С. Тяжёлые ожоги могут причинить также разлетающиеся капельки припоя или флюса. Устройство нижнего подогрева часто производит бесконтактный нагрев ИК-излучением. Такой прибор может обжечь мастера на расстоянии десятков сантиметров.
Особую осторожность надо соблюдать при работе с паяльным феном. Поток раскалённого воздуха невидим, легко нечаянно направить его на руки или легкоплавкие предметы. Выпуская из рук фен, укладывайте его строго на специальную подставку.
Обязательно работайте с хорошей вентиляцией или под вытяжкой. Помните, что пары свинца и олова ядовиты и постепенно накапливаются в организме. Испарения паяльного флюса и дым от разрушенной изоляции являются канцерогенами.
Как паять SMD-компоненты, смотрите далее.
SMD-резисторы: краткое описание, маркировка
SMD (Surface Mounted Devices) в переводе с английского означает “прибор, монтируемый на поверхность”. SMD-компоненты в десятки раз меньше по размерам и массе, чем традиционные детали, благодаря этому достигается более высокая плотность их монтажа на печатных платах устройств. В наше время электроника развивается огромными темпами, одно из направлений – это уменьшение габаритных размеров и веса приборов. SMD-компоненты – благодаря своим размерам, дешевизне, высокому качеству – получили огромное распространение и все больше вытесняют классические элементы с проволочными выводами.
На фото ниже представлены SMD-резисторы, размещенные на печатной плате. Можно увидеть, что, благодаря малым размерам элементов достигнута высокая плотность монтажа. Обычные детали вставляются в специальные отверстия в плате, а SMD-резисторы припаиваются к расположенным на поверхности печатной платы контактным дорожкам (пятачкам), что тоже упрощает разработку и сборку радиоэлектронных приборов. Благодаря возможности навесного монтажа радиокомпонентов стало возможным изготавливать печатные платы не только двухсторонними, но и многослойными, внешне напоминающими слоеный пирог.
В промышленном производстве пайка SMD-компонентов производится следующим методом: на контактные дорожки платы наносится специальная паяльная термопаста (флюс, перемешанный с порошком припоя), после чего робот располагает в нужные места элементы, в том числе и SMD-резисторы. Детали прилипают к паяльной пасте, затем плата помещается в специальную печь, где ее нагревают до необходимой температуры, при которой плавится припой в пасте, испаряется флюс. Таким образом детали встают на место. После этого печатную плату вынимают из печи и охлаждают.
Для пайки компонентов типа SMD в домашних условиях понадобятся следующие инструменты: пинцет, шило, кусачки, увеличительное стекло, шприц с толстой иглой, паяльник с тонким жалом, термовоздушная паяльная станция. Из расходных материалов нужны припой, жидкий флюс. Желательно, конечно же, использовать паяльную станцию, но если у вас ее нет, можно обойтись и паяльником. При пайке главное – не допустить перегрева элементов и печатной платы. Для того чтобы элементы не сдвигались и не липли к жалу паяльника, их следует придавливать к плате иглой.
SMD-резисторы представлены довольно в широком диапазоне номинальных значений: от одного Ома до тридцати мегаОм. Температурный режим работы таких резисторов колеблется от -550°C до +1250°C. Мощность SMD-резисторов достигает 1 Вт. При увеличении мощности увеличиваются габаритные размеры. Например, резисторы SMD мощностью 0,05 Вт имеет габаритные размеры 0,6*0,3*0,23 мм, а мощностью 1 Вт – 6,3 3,2*0,55 мм.
Маркировка таких резисторов бывает трех типов: с тремя цифрами, с четырьмя цифрами и с тремя символами:
– Первые две цифры указывают значение номинала резистора в Ом, а последняя – количество нулей. Например, маркировка на резисторе 102 означает 1000 Ом или 1кОм.
– Первые три цифры на резисторе указывают на значение номинала в Ом, а последняя – количество нулей. Например, маркировка на резисторе 5302 означает 53 кОм.
– Первые два символа на резисторе указывают на значение номинала в Ом, взятые из таблицы, приведенной выше, а последний символ указывает на значение множителя: S=10-2; R=10-1; B=10; C=102; D=103; E=104; F=105. Например, маркировка на резисторе 11С означает 12,7 кОм.
Электроника для поверхностного монтажа для любителей: проще, чем вы думаете | by R. X. Seger
В заключение, мы видели схему для поверхностного монтажа на перфорированной печатной плате, практический комплект для поверхностного монтажа и поверхностный монтаж на специальной печатной плате. При создании этих схем не возникло никаких серьезных трудностей, несмотря на то, что не использовались какие-либо специальные инструменты для поверхностного монтажа и имелся только предыдущий опыт работы с электроникой для сквозных отверстий.
В чем конкретно отличие SMD от PTH? Далее следуют несколько мнений из моего первоначального впечатления от использования поверхностного монтажа с точки зрения использования сквозных отверстий ранее.
Pro: стоимость
Это преимущество – беспроигрышный вариант для поверхностного монтажа.
Вы можете получить больше компонентов по более низкой цене, если они монтируются на поверхность по сравнению с монтажом в сквозное отверстие. Некоторые более новые компоненты , только поставляются в корпусах для поверхностного монтажа. Стоимость конструкции также ниже, согласно Википедии:
Изготовление отверстий составляет значительную часть стоимости печатной платы для сквозных отверстий.
не говоря уже о сборке. Но это очевидное преимущество, переходя на…
Pro: недеформируемые выводы
Компоненты со сквозными отверстиями обычно производятся с более длинными выводами, чем необходимо:
Диод, конденсатор и резистор с радиальными, осевыми и осевыми выводами соответственноИдея в том, что вы можете согнуть провода туда, куда вы хотите.Это добавляет гибкости макету платы, но имеет и недостатки. Во-первых, если выводы осевые (как в конденсаторе и резисторе, показанных выше, но конденсаторы часто имеют радиальные выводы, это необычно), требуется деформация.
Для выполнения этого шага формирования компонента вы можете использовать такой инструмент, как этот вырезанный лазером макет резистора / деформатор резистора от Thingaverse:
, или просто согните его вручную и примите любые неточности, надеясь на лучшее. Если вы действительно хотите изо всех сил, есть этот ручной кривошипный механизм от Kingsing:
Большинство обычных любителей электроники не заходят так далеко, используя только свои руки, так что это не дополнительные расходы, а дополнительный шаг для сквозное отверстие.
Кроме того, после того, как длинные выводы компонентов продеты в отверстия платы и припаяны, они будут торчать из нижней части:
, и вам придется их отрезать. Лучший способ сделать это – кусачки, как рекомендует Дэйв Джонс в EEVblog # 168 – How To Set Up An Electronics Lab. Другие инструменты могут работать, но не режут заподлицо. В любом случае вам определенно придется отрезать эти сквозные провода, иначе плата не только не будет лежать ровно, но и может замкнуть цепь.Еще один дополнительный инструмент / шаг, создающий дополнительные отходы:
С компонентами для поверхностного монтажа вам не нужно беспокоиться ни о чем из этого. Выводы всегда имеют правильную длину, никогда не обрезать:
Минусы: плата и посадочные места
Основным недостатком, конечно же, поверхностного монтажа является необходимость в подходящей поверхности, например, печатной плате. Плата должна иметь совместимые паяльные площадки, то есть посадочные места для компонентов, для того, что вы хотите использовать.
В моем случае я не мог использовать PIC18F, потому что моя макетная плата имела больший шаг, чем чип.Плата kicad-proto-pcb совместима с широким спектром корпусов, включая 0603 и SOT-223/23, а также с некоторыми модулями QFP.
Напротив, почти все компоненты со сквозными отверстиями могут использоваться с большинством макетных плат со сквозными отверстиями. Не все, некоторые имеют меньшее расстояние, большие отверстия или необычную компоновку, но, тем не менее, сквозное отверстие имеет преимущество перед поверхностным монтажом в этом отделе.
Pro: пайка
Поверхностный монтаж требует меньше припоя, чем сквозное отверстие, и его можно выполнить быстрее.Это другой навык, но его можно удовлетворительно освоить – по крайней мере, для большого количества популярных типов корпусов для поверхностного монтажа. <0603 пассивных компонентов или BGA не входит в компетенцию, но существует множество технологий для поверхностного монтажа, которые легко доступны и доступны для обычных любителей электроники.
Заключение
Это было намного проще, чем я первоначально подозревал, и я определенно планирую построить больше схем поверхностного монтажа в будущем.
Необходимость повторной пайки резисторов SMD на печатной плате
Похоже, это водопроводный флюс, который часто содержит больше коррозионных компонентов, чем флюс для электроники.Учитывая, что паяльная проволока имеет канифольный сердечник, вам, вероятно, будет лучше без этого флюса, поскольку такие флюсы имеют тенденцию со временем разъедать электронные контакты.
Однако я никогда не догадывался, что это произойдет в течение нескольких недель.
Итак, моя гипотеза:
- у вас получился «холодный» припой, это означает отсутствие смачивания контактов с обеих сторон. (вы можете поискать в Google изображения для “холодного паяного соединения”)
- У вас большая емкость на стороне OutCh2, которую вы не показываете.После зарядки до определенного напряжения требуется много времени для его разрядки (зависит от того, как скоро после замены InCh2 вы посмотрите)
- Все, что у вас есть на выходе, фактически фиксируется.
Как указывали другие, ваша проблема будет заключаться в использовании неправильного типа флюса. Сантехнический флюс очень агрессивен и может повредить вашу плату и компоненты. Его нельзя использовать для пайки.
Ниже приведен пример того, почему не следует использовать водопроводный флюс.Плата представляла собой самодельную печатную плату без паяльной маски, покрытую оловом. Из-за отсутствия паяльной маски мне потребовалось большое количество флюса для пайки платы, чтобы предотвратить образование коротких замыканий. Это было до того, как я узнал больше о флюсах, поэтому я использовал водопроводный флюс, который у меня был под рукой.
На картинке плата видна примерно через месяц. Он был корродирован до такой степени, что некоторые участки фактически были полностью очищены от луженого покрытия, а выводы резисторов и конденсаторов корродировали.К счастью, это была временная испытательная плата, которая прослужила достаточно долго, чтобы служить своей цели.
Ваш флюс, вероятно, все съедает.
Чтение на странице, которую вы связали для свойств флюса:
- очищает и флюсирует медные трубы
- Совместимость со всеми распространенными припоями для сантехники
- Подходит для медных трубопроводов большого диаметра
Это флюс для сантехников. Читая страницу Википедии о потоке, мы обнаруживаем, что…
В сантехнике и автомобилестроении, среди прочего, обычно используется флюс на основе кислоты (соляная кислота), который обеспечивает довольно агрессивную очистку стыка.Эти флюсы нельзя использовать в электронике, потому что их остатки являются проводящими, что приводит к непреднамеренным электрическим соединениям, и потому, что они в конечном итоге растворяют провода небольшого диаметра.
Трещины (стрелки) для 0805 припаянного резистора SMD (a) и приклеенного 0402 …
Постоянно растущий спрос на высокие характеристики в корпусе интегральных схем вызывает потребность в использовании многополюсных пассивных компонентов, таких как встречно-штыревые конденсаторы (IDC) , которые по своей сути обеспечивают более низкую эквивалентную последовательную индуктивность (ESR) по сравнению с его аналогами из многослойных керамических чип-конденсаторов (MLCC) и чиповых конденсаторов с низкой индуктивностью (LICC).В дополнение к использованию высокофункциональных модулей IDC для обеспечения максимальной эффективности электрических характеристик микросхемы и корпуса в этом исследовании основное внимание уделяется надежности паяных соединений IDC, при этом изучается комбинация факторов с целью улучшения конструкции корпуса. В текущем исследовании основные параметры технологии поверхностного монтажа (SMT), которые влияют на надежность паяных соединений пассивных компонентов, были первоначально исследованы с использованием анализа физических отказов (PFA) и ограниченных электрических испытаний. Кроме того, было оценено влияние состава припоя на усталостную долговечность.Хотя исследование было полезно для установления качественных тенденций, оно имело два основных недостатка: 1. Анализ надежности на уровне компонентов дает пошаговое функциональное представление о целостности паяного соединения, поэтому истинный срок службы не может быть оценен, поскольку образцы удаляются в определенных точках считывания. и осмотрел. 2. Сбор статистически значимых данных нецелесообразен из-за ресурсоемкого анализа отказов. Чтобы устранить эти два недостатка, были разработаны тестовые автомобили для гирляндной цепи с 10-контактными (10T) IDC.Специальные гирляндные цепи на 10-контактных колпачках позволили на месте контролировать паяные соединения между контактной площадкой IDC и подложкой во время испытаний на циклическое изменение температуры на надежность на уровне платы (BLR), направляя их в некритические места BGA. Подробная PFA использовалась для калибровки модели конечных элементов, которая затем использовалась для исследования влияния расположения и ориентации крышки микросхемы на надежность паяных соединений IDC. трудно изолировать влияние целостности пассивного паяного соединения на характеристики продукта на уровне компонентов из-за ограниченной чувствительности и уменьшенных частотных спектров, доступных на финальных испытательных установках.Кроме того, в литературе имеется очень мало данных о целостности паяных соединений пассивных компонентов. Надежность температурного цикла двух оконечных пассивных элементов была исследована с помощью резисторов для мониторинга на месте в гирляндной цепи [1]. Непрерывный контроль емкости использовался для неразрушающего обнаружения трещин в литых керамических конденсаторах SMD 0402 [2]. Используемая методика хорошо работает для 2-контактных компонентов, хотя имеет некоторые ограничения для многополюсных конденсаторов.Для многополюсного встречно-штыревого конденсатора может потребоваться мониторинг изменения импеданса наряду с непрерывным мониторингом емкости. Исследована надежность паяных соединений микросхем конденсаторов, подверженных температурным ударам, вибрации и комбинированным нагрузкам (последовательные температурные циклы и вибрация) [3]. Поперечные сечения использовались для выявления мест повреждений и роста трещин. В этой статье делается попытка расширить ограниченные данные о надежности многополюсных паяных соединений IDC, которые можно найти в литературе по электронным корпусам, путем демонстрации ряда случаев: (1) оптимизация сборки SMT для надежного формирования галтели в паяных соединениях IDC; (2) электрическое испытание для выявления паяных соединений с высоким напряжением в зависимости от расположения / ориентации на корпусе и (3) конечно-элементное моделирование для обеспечения научного объяснения и фундаментального понимания результатов.
Работа с SMD – 3rd Planet Solar / KC9ON
«Как только вы встанете на темный путь, он всегда будет господствовать над вашей судьбой» - Мастер Йода
Есть те, кто думает, что работа с устройствами поверхностного монтажа (SMD) – это путь к темной стороне. То же самое было сказано и по мере того, как технологии в любительском радио изменились: с ламп на транзисторы, с AM на односторонний диапазон, а теперь с FM на цифровое.
Это действительно крошечные детали, и вам, вероятно, нужно делать это под увеличением.Вы УВИДИТЕ, как часть вашего пинцета выскочит, чтобы больше никогда ее не найти. Все это часть изучения новой техники. Но это не так сложно или дорого, как многие ожидают. Просто потребуется немного терпения и практики.
В некоторых отношениях пайка SMD может быть даже проще, чем обычная пайка сквозных отверстий. Нет отверстий, которые нужно просверливать или пытаться отсосать во время замены или ремонта. Также нет выводов, которые можно было бы отсечь после пайки. Если вы построили что-нибудь в манхэттенском стиле, то вы уже припаяли его на поверхность, только с более крупными деталями.
Еще несколько причин для перехода на SMD – это устаревание популярных интегральных схем и транзисторов со сквозными отверстиями, прошли времена MPF102, 40673, MC1496, и то, что сейчас кажется, популярные микросхемы DIP SA612 / NE602 заменяются динозаврами. Несмотря на то, что все это исчезнет, все еще доступно множество SMD-аналогов, таких как SA612AD или MC1496D. Что касается резисторов и конденсаторов, то SMD-версии не только многочисленны, но и намного дешевле. Существуют обычные несущие платы для печатных плат (см. Рисунок выше), которые могут превратить почти все эти мелкие детали в обычные сквозные отверстия.
ЧастиSMD различаются по размеру, например, резисторы 2512 мощностью 1 Вт, используемые в фиктивной нагрузке SMD, или версия SMD оптопары 4N26, которая представляет собой просто DIP-форму с контактными площадками вместо ножек. Конечно, это также может быть связано с очень маленьким резистором 0402 и меньшего размера. На рисунке вверху показан пример общих деталей в стиле SMD по сравнению с их собратьями со сквозными отверстиями. Такие числа, как 2512, обозначают ширину и длину детали. Например, 1206 – это 0,120 x 0,060 дюйма. В метрике этот же 1206 называется 3216 для 3.2 мм x 1,6 мм.
Лично я предпочитаю сосредоточиться на деталях размером 1206. Многие общие детали имеют размер 0805 и 0603, с которыми немного сложнее справиться, но все же терпимо. Я стараюсь избегать деталей 0402 и меньшего размера, они слишком малы для меня, хотя временами я успешно боролся с некоторыми ремонтами при большом увеличении. Для микросхем я обычно выбираю размер TSSOP (0,026 дюйма между контактами). Есть некоторые другие микросхемы, которых следует избегать, такие как матрица с шариковой решеткой (BGA) или четырехгранный плоский без выводов (QFN), поскольку они требуют специальных методов пайки.
Инструменты
Если вы уже паяете, то для пайки SMD потребуется всего несколько недорогих инструментов. Вот краткое изложение основных инструментов, которые я использую чаще всего:
- Паяльник с регулируемой температурой и острым наконечником. Мои любимые насадки – угловое долото 2×17 мм и долото 0,8×17 мм.
- Тонкий припой – 0,025 дюйма (0,6 мм) – Kester SN60PB40 (или PB = свободный эквивалент). Вы все еще можете паять более крупными предметами, но с меньшими немного легче. Пинцет
- – Найдите удобную пару, которая хорошо работает в ваших руках и удерживает детали. Хорошую пару можно купить за пару долларов. Я нашел отличную пару в магазине армейских излишков, и хотел бы купить вторую, когда я был там. Не используйте тот тип, который всегда закрыт, и вы сжимаете его, чтобы открыть. Их лучше всего использовать как пусковые установки. Еще у меня есть пинцет Bamboo. Они немного больше и жестче моих металлических, но, похоже, отлично подходят для сбора деталей.
- Избегайте дешевых инструментов для вакуумного захвата – у вас может возникнуть соблазн приобрести один из этих дешевых инструментов для вакуумного захвата за несколько долларов.Я на самом деле считаю их бесполезными, и многие из них неисправны с самого начала. Для небольших проектов я по-прежнему считаю пинцет лучшим инструментом. Чуть ниже мы поговорим о вакуумных съемниках.
- Держатель для платы – с SMD вам даже не понадобится держатель для платы! Просто нанесите небольшой синий малярный скотч на края доски на кусок доски или листового металла. Вы можете прикрепить ленту прямо к скамейке, но преимущество доски в том, что вы можете повернуть ее в нужное положение. Я также использую недорогой держатель печатной платы, полученный на Amazon примерно за 12 долларов (фото выше), или небольшие настольные вакуумные тиски, которые можно купить в Lowes примерно за 30 долларов (их больше нет, но они доступны в Интернете и дешевле). Силиконовый паяльный коврик
- – они довольно дешевые, около 10-15 долларов. Доступны различные стили и размеры. Силикон также делает поверхность несколько устойчивой к скольжению!
- Ручка с флюсом – Хорошая флюсовость – ключ к пайке, и эти маленькие ручки с флюсом можно купить в Интернете всего за доллар или два.
- Фитиль для припоя – шириной 0,035 ″, 0,055 ″ и 0,1 ″ для устранения короткого замыкания припоя между выводами микросхемы или очистки контактной площадки. Стоимость небольшой катушки составляет около 5 долларов. Обратите внимание, что есть как флюсовые, так и не флюсовые разновидности.Я обычно покупаю не флюс и наношу свой собственный флюсовой пастой или флюсовой ручкой.
- Если у вас не идеальное зрение, вам понадобится лупа. Мне он нужен даже при сквозной сборке. Рассмотрим настольную 5-дюймовую лупу с подсветкой от 3 до 5 диоптрий (от 50 до 200 долларов). Они пригодятся не только для электроники, осколков рук, ремонта детских игрушек и т. Д. Еще одна полезная лупа – это простая 3-дюймовая 10-кратная лупа (10 долларов США) для выборочной проверки участков. Настоятельно рекомендуется набор луп.Поищите на крупных сайтах «Лупа с креплением на голову», которую часто можно найти по цене менее 15 долларов. К ним относятся до 5 сменных линз и светодиодный налобный фонарь.
| Настольная лампа с лупой | Лупа с креплением на голову $ 15 |
- Прижим, удерживающий деталь на месте во время пайки. Они могут варьироваться от различных изогнутых металлических частей до модифицированных зубных массажеров. Некоторые клянутся ими, но в большинстве случаев я ими не пользуюсь.
- Контейнеры для мелких деталей – Тубусы для монет из магазина для хобби отлично подходят для удержания мелких незакрепленных деталей и мелких деталей на ленте.Некоторые люди будут строить внутри формы для торта или противня для печенья на случай, если части попытаются вырваться. Обычно встречается в той части дома, которую редко можно увидеть, и называется кухней.
Инструменты для 3D-печати
Пара инструментов, которые я использую при ручной сборке печатных плат SMD:
- Пистолет для паяльной пасты, который отлично справляется с выдавливанием маленьких капель на контактные площадки печатной платы. Держатели для кассет с лентой SMD
- – они подходят для длинных кусков ленты SMD, но будьте осторожны, чтобы не выбросить часть в космос! Ленточные питатели
- SMD – эти маленькие питатели отлично работают как с пинцетом, так и с моим вакуумным инструментом Pick-It-Up.
Техника
Вы можете паять довольно большое количество SMD-компонентов с помощью этой простой техники:
- Нанесите небольшое количество припоя на одну из площадок печатной платы.Поскольку я левша, я обычно использую левую боковую подушку.
- Приготовьте свою деталь к установке.
- Нагрейте конец контактной площадки, пока припой не расплавится. Затем сдвиньте пинцетом и выровняйте деталь на место.
- Припаяйте противоположный угол (или сторону резисторов).
- Для микросхем и других частей с несколькими ножками припаяйте оставшиеся ножки каждую точку или с помощью пайки флюсом и волочением.
Ниже показано видео пайки 2 резисторов на комплект фиктивной нагрузки SMD.Извините за низкое качество. Разрешение микроскопа невысокое, и немного сложно паять между платой и микроскопом, не расплавив ничего.
- У Дэйва Джонса в EEVblog есть гораздо более подробное руководство по этой технике, включая пайку ИС перетаскиванием – настоятельно рекомендую просмотреть:
РЕМОНТЫ
Чтобы удалить неисправный SMD-резистор или конденсатор, я просто кладу железо боком на оба конца одновременно, деталь обычно сразу отрывается, но прилипает к железу.Существует несколько способов распайки устройств с более чем двумя ножками, но мы не будем здесь вдаваться в подробности. Просто выполните поиск на YouTube по запросу «Удаление припоя SMD». Использование термофена и небольшого количества флюса – самый быстрый и легкий способ, но методы «заливки припоем» и «зубной нитью» также работают хорошо, если у вас нет пистолета под рукой. После снятия устройства просто очистите контактные площадки флюсом и припоем, и вы готовы вставить новую деталь.
Дополнительные инструменты… ..
Если вы планируете вложить немного больше в пайку SMD, я бы порекомендовал следующий набор инструментов:
- Пневматическая пушка или паяльная станция для поверхностного монтажа – в наши дни вы можете получить целые паяльные станции, которые содержат как термофен, различные сопла, паяльник и наконечники, менее чем за 100 долларов (даже меньше 50 долларов).НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ фена из хозяйственного магазина. Они будут выделять достаточно тепла, чтобы расплавить припой, но также отправят ваши детали в другую страну. Паяльная станция имеет регулируемую регулировку для управления потоком воздуха. Да, даже с ними вы можете накачать воздух достаточно, чтобы разнести деталь по всем направлениям.
- Паяльная паста – паяльная паста в одном флаконе поможет ускорить сборку больших размеров. Нанесите небольшой мазок на каждую подушечку, а затем установите свою деталь. Для IC отлично подходит тонкая линия поперек ряда контактных площадок.Поверхностное натяжение поможет выровнять чип на месте. Любые шорты можно быстро снять с помощью небольшого количества флюса и фитиля. Также можно использовать пасту с паяльником. Мои фавориты: ChipQuik SMD291SNL10 (PB-Free) или SMD291AX10 (PB) и Kester EP256 NC – без очистки Не забывайте, что для бессвинцового припоя температура выше – проверьте прилагаемые к нему спецификации. Паяльная паста кажется дорогой – 25-30 долларов за 10CC, но она имеет большое значение.
- Паста Flux – Время от времени мне нужна паста для более крупных (или труднопроходимых) частей, и паста Flux также используется в шприце.Немного также может помочь проволока из оловянной проволоки. – MG Chemicals 8341-10ML (без очистки) $ 11 USB-микроскоп
- – детские USB-микроскопы можно найти по цене от 15 долларов, просто подключите их к ПК / ноутбуку, и у вас будет мгновенное увеличение. Ниже представлены фотографии с использованием одного из этих дешевых устройств. За большие деньги можно получить более высокое разрешение и даже те, которые оснащены встроенным ЖК-экраном. Я не рекомендую паять под ним, может быть трудно маневрировать и, конечно, есть риск случайного расплавления устройства.Иногда пайка под прицелом – единственный способ выполнить работу. Единственные работы, которые мне приходилось паять под прицелом, – это когда мне приходилось присоединять провода к комплекту китайского приемника RTL-SDR и работать с парой деталей меньше, чем 0402.
- Вакуумный всасывающий инструмент (без изображения) – эти дешевые китайские ручные насосы за 1 доллар США НЕ РАБОТАЮТ ХОРОШО. Большинство из них даже требуют модификации, чтобы вообще работать! В то время как профессиональный вакуумный пикап можно купить за большие деньги, я обнаружил, что инструмент Pick-It-Up за 40 долларов для художественных и ювелирных бусинок работает как шарм! Это коммерческая версия модификации Fish Pump Pick and Place.
Вакуумный захват
Заявление об ограничении ответственности – Фотографии, сделанные выше, были сделаны ПОСЛЕ хорошей чистки скамейки. Моя скамейка обычно выглядит как сцена после катастрофы.
Резисторы поверхностного монтажаSMD- Wrap и Half-Wrap от Mini-Systems Inc MSI
УСТАНОВКА НА ПОВЕРХНОСТИ ТОНКОПЛЕНКОВЫЕ ЧИП-РЕЗИСТОРЫ (СЕРИИ WATF И HWTF) ОБЛОЖКА И ПОЛОВИНА
Mini-Systems, Inc. Чип-резисторы для поверхностного монтажа доступны в широком диапазоне размеров корпусов, причем каждый размер предлагается в вариантах с намоткой вокруг и половинной обмоткой.Все паяемые выводы имеют никелевый барьер для улучшения характеристик пайки. Эта серия предназначена для подключения к сопутствующим схемам с помощью проводов, токопроводящей эпоксидной смолы или пайки. Материалы, проверенные временем, Mini-Systems, Inc. производят чип-резисторы с высокой стабильностью, низким уровнем шума и низким TCR, чтобы обеспечить резисторы для гибридной электронной промышленности, соответствующие самым высоким стандартам.
WATF Series – оберните серию паяемым золотом с никелевым барьером ИЛИ предварительным припоем с никелевым барьером HWTF Series – полуобертка вокруг серийного паяемого золота с никелевым барьером ИЛИ предварительная пайка с никелевым барьером.Изолированная площадка соединяется проволокой.| РАЗМЕР КОРПУСА | ТИП | ДЛИНА “/ мм | ШИРИНА “/ мм | ТОЛЩИНА “/ мм | НИЗКИЕ ЗНАЧЕНИЯ NiCr или [TaN] (Станд. TCR) | СТАНДАРТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ NiCr [TaN] | СИЛОВЫЙ АЛЮМИНИЙ | POWER AIN | МОЩНОСТЬ BeO |
| 0202 | 7 | 0.020 ”(0,508) | 0,020 дюйма (0,508) | 0,010 дюйма (0,254) | 1 <3 Ом | 3-130K [190K] | 125 мВт | 500 мВт | 1 Вт |
| 0402 | 1 | 0,040 дюйма (1,016) | 0.020 ”(0,508) | 0,010 дюйма (0,254) | 1 <3 Ом | 3-200K [300K] | 125 мВт | 500 мВт | 1 Вт |
| 0502 | 8 | 0,055 дюйма (1,397) | 0,025 дюйма (0,635) | 0.010 ”(0,254) | 1 <3 Ом | 3–250 КБ [400 КБ] | 250 мВт | 1 Вт | 2 Вт |
| 0603 | 63 | 0,060 дюйма (1,524) | 0,030 дюйма (0,762) | 0.010 ”(0,254) | 1 <3 Ом | 3–300 КБ [500 КБ] | 250 мВт | 1 Вт | 2 Вт |
| 1005 | 6 | 0,100 дюйма (2,54) | 0,050 дюйма (1,270) | 0,010 дюйма (0,254) | —— | 1-3.5 млн [5 млн] | 500 мВт | 2 Вт | 4 Вт |
| 1505 | 9 | 0,1,53 дюйма (3,886) | 0,050 дюйма (1,270) | 0,010 дюйма (0,254) | —— | 1–4 млн [6 млн] | 750 мВт | 3 Вт | 4 Вт |
Спецификация тонкопленочных резисторов поверхностного монтажа Минимальный заказ обычно составляет 25 шт.Ценовые скидки: 25-49, 50-99, 100-249, 250-499, 500-999, 1000-2499, 2500-4999, 5000-9999, 10K + Образцы могут быть доступны по запросу – пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы уточнить наличие.
Сквозное отверстие в сравнении с поверхностным монтажом
В последние годы упаковка для полупроводников развивалась с повышенным спросом на большую функциональность, меньший размер и дополнительную полезность. В современной конструкции печатной платы есть два основных метода установки компонентов на печатную плату: монтаж через отверстие, и поверхностный монтаж.
Монтаж в сквозное отверстие (THM):
Монтаж в сквозное отверстие – это процесс, при котором выводы компонентов вставляются 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 в это время он полностью откажется от сквозного монтажа. Тем не менее, несмотря на резкое падение популярности за последние годы, технология сквозных отверстий оказалась устойчивой в эпоху SMT, предлагая ряд преимуществ и нишевых приложений, а именно надежность.
Компоненты со сквозным отверстием лучше всего использовать для высоконадежных изделий, требующих более прочных соединений между слоями. В то время как компоненты SMT закрепляются только припоем на поверхности платы, выводы компонентов через отверстия проходят через плату, позволяя компонентам выдерживать большее воздействие окружающей среды. Вот почему технология сквозных отверстий обычно используется в военной и аэрокосмической продукции, которая может испытывать экстремальные ускорения, столкновения или высокие температуры. Технология сквозных отверстий также полезна при тестировании и создании прототипов, которые иногда требуют ручной настройки и замены.
В целом, полное исчезновение сквозных отверстий в сборке печатной платы является большим заблуждением. За исключением вышеупомянутых применений технологии сквозных отверстий, всегда следует помнить о факторах доступности и стоимости. Не все компоненты доступны в виде SMD-пакетов, а некоторые компоненты для сквозного монтажа дешевле.
Однако это не отменяет того факта, что на современном сборочном предприятии сквозное отверстие считается второстепенной операцией.
Осевое vs.Компоненты с радиальными выводами
Есть два типа компонентов для сквозных отверстий: осевые и радиальные компоненты. Осевые выводы проходят через компонент по прямой линии («в осевом направлении»), причем каждый конец выводного провода выходит из компонента с любого конца. Оба конца затем продеваются через два отдельных отверстия в плате, позволяя компоненту прилегать ближе и ровнее. С другой стороны, компоненты с радиальными выводами выступают из платы, поскольку выводы расположены на одной стороне компонента.
Оба типа сквозных компонентов представляют собой компоненты с двумя выводами, и оба имеют свои явные преимущества. В то время как компоненты с осевыми выводами используются для обеспечения их плотного прилегания к плате, радиальные выводы занимают меньшую площадь поверхности, что делает их более подходящими для плат с высокой плотностью. Как правило, конфигурация осевых выводов может иметь форму углеродных резисторов, электролитических конденсаторов, предохранителей и светодиодов (светодиодов). Компоненты с радиальными выводами доступны в виде дисковых керамических конденсаторов.
Преимущества: THM обеспечивает более прочное механическое соединение, чем SMT, что делает сквозное отверстие идеальным для компонентов, которые могут подвергаться механической нагрузке, таких как соединители или трансформаторы.Подходит для тестирования и прототипирования.
Недостатки: На голой стороне печатной платы THM требует сверления отверстий, что дорого и требует много времени. THM также ограничивает доступную область трассировки на любых многослойных платах, потому что 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 намного менее надежны и воспроизводимы, чем печи оплавления, используемые для поверхностного монтажа.Прежде всего, технология сквозных отверстий требует пайки с обеих сторон платы, в отличие от поверхностного монтажа, который требует внимания только (по большей части) на одной стороне платы.
Технология поверхностного монтажа (SMT):
SMT процесс, при котором компоненты устанавливаются непосредственно на поверхность печатной платы. Первоначально известный как «планарный монтаж», этот метод был разработан в 1960-х годах и становится все более популярным с 1980-х годов. В настоящее время практически все электронное оборудование производится с использованием SMT.Это стало важным фактором при проектировании и производстве печатных плат, улучшив качество и производительность печатных плат в целом, а также значительно снизив затраты на обработку и обслуживание.
Ключевые различия между SMT и монтажом в сквозное отверстие: (a) SMT не требует просверливания отверстий в печатной плате, (b) компоненты SMT намного меньше, и (c) компоненты SMT могут быть установлены с обеих сторон доска. Возможность разместить большое количество мелких компонентов на печатной плате позволила создавать более плотные, более производительные и меньшие печатные платы.
Выводы компонентов со сквозными отверстиями, которые проходят через плату и соединяют слои платы, были заменены «переходными отверстиями» – небольшими компонентами, которые обеспечивают проводящее соединение между различными слоями печатной платы и которые, 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 для поверхностного монтажа) – сборка или модуль, собранный с использованием SMT.
SMC (Surface-Mount components) – компоненты для поверхностного монтажа.
SMD (устройства поверхностного монтажа) – активные, пассивные и электромеханические компоненты.
SME (оборудование для поверхностного монтажа) – станки, используемые для SMT.
SMP (пакеты для поверхностного монтажа) – формы корпуса SMD.
SMT (surface-technology) – акт и способ сборки и монтажа электронной техники.
Общие для устройств поверхностного монтажа (SMD)
Классификация устройств для поверхностного монтажа (SMD) настолько обширна и постоянно меняется, что ее полное описание невозможно. Но вот несколько очень распространенных типов, которые очень важно знать.
MELF (металлический электрод со склеенной поверхностью): эти компоненты SMD, состоящие из двух клемм, прикрепленных к цилиндрическому корпусу, менее дороги, чем плоские микросхемы, но требуют особого обращения во время сборки. Кроме того, одним из их самых больших недостатков является их склонность к скатыванию контактных площадок во время сборки.Вообще говоря, они бывают в виде диодов, резисторов и конденсаторов.
SOT транзисторы и диоды: они обычно прямоугольные и их легко разместить, хотя они немного устарели. Наиболее распространенными SOT являются SOT 23, SOT 89, SOT 143 и SOT 223. Наиболее распространенная упаковка – лента и катушка.
Интегральные схемы (ИС):
Интегральная схема малого размера (SOIC) – Это хорошая альтернатива SMT двойному встроенному корпусу (DIP) из-за их резко уменьшенного размера.Как правило, они занимают на 30-50% меньше места и на 70% меньше толщины, чем средний DIP.
Тонкий малый контурный корпус (TSOP) – TSOP – это низкопрофильные корпуса с тонкими выводами. TSOP обычно предназначены для размещения больших кремниевых микросхем в корпусах с высокой плотностью (ОЗУ или микросхемы флэш-памяти), в основном из-за их малого объема / большого количества выводов.
Quad Flat Pack (QFN) – QFN – это упаковки с большим количеством выводов (44–304). Его выводы обычно представляют собой крыло чайки.Существует много видов QFN, и они являются одними из наиболее распространенных ИС для поверхностного монтажа.
Пластиковый держатель микросхемы с выводами (PLCC) – Соединения выполняются на всех четырех краях квадратного корпуса с относительно большим количеством выводов. PLCC могут иметь от 18 до 100 выводов (обычно J-выводов). Многие из них подходят для гнезд IC и могут быть легко заменены в полевых условиях. PLCC давно стали популярным вариантом.
Бессвинцовый держатель микросхемы (LCC) – Не путать с PLCC, у LCC нет выводов .Скорее, LCC припаиваются непосредственно к печатным платам с помощью их (зубчатых) паяных площадок. Обычно они разрабатываются для Mil Spec, потому что, не имея следов повреждения, они довольно «прочные». LCC отлично подходят для высокотемпературных и аэрокосмических применений.
Матрица выводов (PGA) – PGA обычно имеют квадратную или прямоугольную форму с выводами, расположенными под корпусом. Их дизайн оказал большое влияние на теперь вездесущие BGA.
Flip Chip – Flip Chip представляют собой корпуса с голыми кристаллами с небольшими выступами припоя на нижней стороне, которые служат выводами.Они припаяны прямо к печатной плате.
Ball Grid Array (BGA) – BGA, возможно, являются одними из самых эффективных корпусов SMT, используемых сегодня, из-за их высокой плотности. BGA является потомком PGA, но вместо контактов в нем есть шарики припоя, которые можно разместить непосредственно на печатной плате. Из-за своей высокой плотности BGA обычно используются для размещения микропроцессоров.
Преимущества: SMT позволяет использовать меньший размер печатной платы, более высокую плотность компонентов и больше места для работы.Поскольку требуется меньше отверстий для сверления, SMT позволяет снизить затраты и сократить время производства. Во время сборки компоненты SMT могут быть размещены со скоростью тысячи – даже десятки тысяч – размещений в час по сравнению с менее чем тысячей для THM. Формирование паяных соединений намного более надежно и воспроизводимо при использовании запрограммированных печей оплавления по сравнению с обычными методами. SMT оказался более стабильным и более эффективным в условиях сотрясения и вибрации.
Недостатки: SMT может быть ненадежным при использовании в качестве единственного метода крепления компонентов, подверженных механическим нагрузкам (т.е.е. внешние устройства, которые часто подключаются или отключаются).
В целом, поверхностный монтаж почти всегда оказывается более эффективным и рентабельным, чем монтаж в сквозное отверстие. Сегодня он используется более чем в 90 процентах печатных плат. Тем не менее, специальные механические, электрические и тепловые характеристики будут по-прежнему требовать THM, что сохранит его актуальность и в будущем.
Руководство по пайке SMD от Infidigm
Руководство по пайке SMD от InfidigmНазначение
Целью данного руководства является введение в ручную пайку SMD ( S urface M ount D evice).В руководство организовано по различным методам. Каждый метод используется специально для группы компонентов SMD. А к каждому методу прилагается упрощенный список, чтобы определить, какие типы SMD-компонентов подходят для соответствующих метод.
Пожалуйста, посетите Введение в пайку в целом, если вы никогда раньше не паяли.
Методы ручной пайки SMD
- Метод 1 – штифт за штифтом Используется для: компонентов с двумя штифтами (0805 caps & res), шагов > = 0.0315 “в корпусе Small Outline, (T) QFP и SOT (Mini 3P).
- Метод 2 – Затопление и всасывание Используется для: шагов <= 0,0315 дюйма в мелком контуре Пакет и (T) QFP
- Метод 3 – Паяльная паста Используется для корпусов BGA, MLF / MLA; где булавки под частью и недоступно.
- Удаление припоя SMD Специальные методы распайки без специальных жала паяльника.
Используется для:
Диоды, конденсаторы и резисторы типоразмеров 0603, 0805, 1206, 1210, 1812, 1825, 3216, 3528, 6032 и 7343.
Пакеты Small Outline и QFP с шагом> = 0,0315 “. Как SO.050” и SO.80 мм (0,0315 “)
Пакеты SOT, такие как SOT223, SOT23, SOT143, SOT89, Mini-5P и Mini-6P.
0805 Пример конденсатора:
Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из двух площадок.Прибл. 0,5 мм в высоту. | ||
Step 2 Возьмите деталь 805 очень тонкий пинцет. Поместите деталь поверх подушечек, слегка в сторону, чтобы деталь могла плотно прилегать к подушкам. Печатная плата. Нагрейте площадку уже с припоем и наденьте деталь на площадку так, чтобы она находилась по центру между колодки.Снимите тепло. | ||
Шаг 3 Приложите небольшую силу к часть и повторно нагрейте одну площадку, чтобы гарантировать, что детали ровно прилегают к печатной плате. | ||
Step 4 Припаяйте другую сторону часть. |
Пайки не должны иметь вид «круглого шара» с обеих сторон деталей. Если это актерский состав, значит тоже есть на соединение наносится много припоя. Правильно спаянный стык должен иметь изогнутую линию от конца колодки. до верхней части детали, как показано на рисунках.
Пакет Small Outline – SO.050 пример:
Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из контактных площадок. Прибл. 0,5 мм в высоту. | ||
Шаг 2 Возьмите 14-контактную часть SOP с очень тонкий пинцет.Вынесите деталь поверх подушечек, поместите деталь поверх подушечек. Нагрейте подушку припаяйте и отрегулируйте деталь так, чтобы она совпала с контактными площадками. Убедитесь, что деталь ровная и выровненная, затем убрать огонь. | ||
Step 3 Теперь припаяйте остальные булавки, по одному.Используйте острый наконечник (шириной 1/32 дюйма). Прикоснитесь к штифту и подушке одновременно с conrner наконечника. Не используйте конец наконечника, иначе припой будет стекать от контакта к контакту. Начните с булавки в прилегающий угол к булавке уже начался. |
Пример SOT23:
Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из трех площадок.Прибл. 0,5 мм в высоту. | ||
Step 2 Возьмите деталь SOT23 очень тонкий пинцет. Поместите деталь поверх подушечек, слегка в сторону, чтобы деталь могла плотно прилегать к подушкам. Печатная плата. Нагрейте площадку уже с припоем и наденьте деталь на площадку так, чтобы она находилась по центру между три колодки.Снимите тепло. | ||
Шаг 3 Приложите небольшую силу к часть и повторно нагрейте одну площадку, чтобы гарантировать, что детали ровно прилегают к печатной плате. | ||
Шаг 4 Теперь припаяйте два других булавки, по одному.Используйте острый наконечник (шириной 1/32 дюйма). Прикоснитесь к штифту и подушке одновременно с conrner наконечника. Не используйте конец наконечника, иначе припой будет стекать от контакта к контакту. |
Используется для:
Пакеты Small Outline и (T) QFP с шагом <= 0,0315 ". Как SO.025", SO.80 мм (0,0315 "), SO.65 мм (0,0256 дюйма), SO.50мм, SO.40мм и SO.30мм.
Маленький контурный пакет – пример SO.65 мм:
Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из контактных площадок. Прибл. 0,5 мм в высоту. | ||
Step 2 Возьмите 8-контактную часть SOP с очень тонкий пинцет.Вынесите деталь поверх подушечек, поместите деталь поверх подушечек. Нагрейте подушку припаяйте и отрегулируйте деталь так, чтобы она совпала с контактными площадками. Убедитесь, что деталь ровная и выровненная, затем убрать огонь. | ||
Шаг 3 Теперь залейте противоположный ряд контакты с припоем так, чтобы через контакты проходил один непрерывный поток, как показано.Продолжайте заливать другой ряд булавок. Постарайтесь, чтобы припой попал на контакты как можно более равномерно. | ||
Step 4 Утюгом (или нагретым присоска) нагрейте один конец штырей до расплавления припоя на 2-3 штыря от конца.Быстро удалить утюг и, используя присоску для припоя, отсосите излишки припоя между контактами. Нагрейте припой на следующем 2-3 булавки и проделайте то же самое, пока не дойдете до другого конца. Проделайте то же самое с другой стороной микросхемы. Наконец-то осмотрите контакты, чтобы убедиться, что между ними не осталось припоя. Если есть, повторно нанесите припой между контактами. и снова сосать. Этот метод работает, потому что при всасывании удаляется только припой между контактами, а не припой. между подушечкой и штифтом. |
(Тонкий) Quad Flat Package – SO.80mm Пример:
Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из контактных площадок. Прибл. 0,5 мм в высоту. | ||
Step 2 Возьмите 32-контактную деталь TQFP очень тонким пинцетом.Вынесите деталь поверх подушечек, поместите деталь поверх подушечек. Нагрейте подушку припоем и отрегулируйте деталь так, чтобы она совпала с контактными площадками. Убедитесь, что деталь ровная и выровнена по всем четыре стороны, затем снимите огонь. | ||
Шаг 3 Теперь залейте противоположный ряд контакты с припоем так, чтобы через контакты проходил один непрерывный поток, как показано.Продолжайте заливать остальные три ряда булавок. Постарайтесь, чтобы припой попал на контакты как можно более равномерно. | ||
Step 4 Утюгом (или нагретым присоска) нагрейте конец ряда, пока припой не расплавится, длиной 2-3 штыря от конца.Быстро удалите погладить и с помощью присоски для припоя высосать излишки припоя между контактами. Нагрейте припой следующие 2-3 раза. булавками и проделайте то же самое, пока не дойдете до другого конца. Проделайте то же самое с тремя другими сторонами чипа. Наконец, осмотрите контакты, чтобы убедиться, что между ними не осталось припоя. Если есть, повторно нанесите припой между штифты и снова сосать. Этот метод работает, потому что при всасывании удаляется только припой между контактами, а не припой между площадкой и штифтом. |
Используется для:
Используется для корпусов BGA, MLF / MLA; где штифты находятся под деталью и недоступны.
Пример:
Для использования этого метода вам понадобится налобный пистолет или печь для печатных плат. Следующие инструкции относятся только к тепловому пистолету.Установите печатную плату в тиски, которые не горят при нагревании. Рекомендуется, чтобы части BGA, MLF / MLA сначала нужно припаять к печатной плате, чтобы не мешать пайке других штатных компонентов. Если это не так возможно, тогда можно использовать оловянную фольгу для защиты обычных компонентов.
Шаг 1 Установите деталь на плату и выровняйте его так, как если бы он был припаян.Запишите или отметьте печатную плату, чтобы вы могли правильно разместить деталь при нагревании. | ||
Шаг 2 Нанесите тонкий слой припоя Наклейте поперек печатной платы на контактную площадку для части BGA, MLF / MLA. Толщина паяльной пасты должна быть достаточно тонкий, чтобы печатная плата и контактные площадки были полу-видны.Сумма узнается путем отслеживания и ошибок и опыт. | ||
Шаг 3 Установите деталь BGA, MLF / MLA на печатной плате и выровняйте. Используйте плоскогубцы, чтобы удерживать деталь на месте во время нагрева. Убедитесь, что плоскогубцы не являются голым металлом, иначе они станут слишком горячими, чтобы с ними можно было обращаться при нагревании.С помощью теплового пистолета нагрейте часть, удерживая тепловую пушку на расстоянии 8 см (3 дюйма) от платы. | ||
Шаг 4 Продолжайте нагреваться до припоя. паста растворилась в припое по всей детали. (Это займет 20-40 секунд). Убедитесь, что деталь выравнивается и снимает огонь.Обдуйте деталь, чтобы припой затвердел. Осмотрите края детали. для пайки мостовидных протезов от контактной площадки к контактной площадке. Если есть перемычки, нужно будет подогреть деталь, удалить, отсосать. припой от контактных площадок и детали и повторите процедуру с меньшим количеством паяльной пасты. |
Распайка компонентов SMD без специальных жало паяльника требует творческого подхода.В большинстве случаев SMD компонент разрушен. Попытайтесь найти подходящий наконечник / инструмент для снятия припоя, прежде чем пытаться использовать следующие примеры.
0805 Распайка конденсатора / резистора:
Двухконтактный SMD-компонент, такой как конденсатор микросхемы 0805 или резистор, легче всего распаять с помощью обычное жало паяльника.Просто нагрейте одну сторону, пока припой не расплавится, а затем быстро переходите к другой. сторону, пока припой не расплавится. Продолжайте чередовать стороны. Это приведет к накоплению тепла с каждой стороны и Часть соскользнет с подушек через 5-10 секунд. |
Small Outline Package – пример SO.050:
Шаг 1 Залить каждый ряд контактов с припоем так, чтобы через контакты проходил один непрерывный поток, как показано.Старайтесь держать припой поперек штифты как можно более ровные. Подготовьте небольшую отвертку, чтобы вставить ее под деталь. | ||
Шаг 2 Нагрейте одну сторону и переместите гладить вперед и назад, пока не расплавится весь ряд булавок. Вставьте отвертку под эту сторону и подденьте пока контакты не выйдут из печатной платы и не вынут из припоя. | ||
Шаг 3 Отсосите лишний припой, который есть осталось между колодками и деталью. | ||
Шаг 4 Возьмитесь за деталь острием иглы плоскогубцы.Таким же образом нагрейте другую сторону и, когда весь ряд расплавится, удалите часть. | ||
Шаг 5 Отсосите припой с контактных площадок. готов к новой части. |
Распайка BGA, MLF / MLA:
Покройте печатную плату оловянной фольгой, за исключением частей BGA, MLF / MLA и области вокруг них.  |