CUSTOMELECTRONICS.RU
Информационно-учебный блог о разработке электроники
Эл. почта: info@customelectronics.ru

Монтаж плат с использованием трафарета и паяльной пасты

Применение компонентов поверхностного монтажа значительно повышает технологичность платы. Мы подготовили видеоурок об установке SMD-компонентов при помощи паяльной пасты и трафарета. Собирать будем нашу плату EduBoard.

EduBoard

EduBoard

Применение паяльной пасты в монтаже

Паяльная паста по сути смесь гранул припоя и флюса. Если нанести ее контактные площадки, установить элементы, а затем оплавить можно увеличить производительность и качество сборки. Продается она вот в таком виде:

Паяльная паста, solder paste

Паяльная паста

В промышленных условиях ее наносят при помощи латунных трафаретов, установленных в специальные принтеры, затем автомат расставляет компоненты и производится оплавление в инфракрасной печи. Но все это очень дорого и мы решили попытаться использовать этот метод в условиях нашего маленького монтажного участка. Сразу нужно сказать, что метод применим только для плат с нанесенной маской.

Заказ трафаретов

Их можно заказать при заказе самих плат на том же производстве. В этом случае вам изготовят трафарет из латуни толщиной 0.1-0.15мм. Доверьтесь технологам — они сами подберут вам нужную толщину, которая, кстати, крайне критична.

Латунный трафарет

Латунный трафарет

Стоит такой трафарет около 200 рублей за один квадратный дециметр, но еще вам придется заплатить за изготовление фотошаблона и в итоге наш трафарет обошелся нам в 1200 рублей. Его изготовление мы заказывали в Екатеринбургской фирме Техносвязь. У него есть только один недостаток — так как материал из которого он изготавливается поставляется в рулонах, то и трафарет слегка выгнут. А это доставляет немало неудобств с которыми приходится мириться.
Мы пытались избежать этой дорогостоящей покупки и изготовить трафареты из плотной бумаги. За помощь в этом мы выражаем благодарность нашим партнерам, занимающимся лазерной резкой. Они изготовили для нас несколько версий трафаретов.
В первой партии трафаретов выводы микросхем были разделены, образуя апертуры шириной 0,3-0,4мм. Из-за того, что бумага имела толщину 0,3мм паста просто застревала в прорезях и использовать его было невозможно.

Бумажный трафарет с разделенными выводами

Бумажный трафарет с разделенными выводами

В другой партии мы попытались сгруппировать выводы. Обычно при ручном нанесении паяльной пасты на ряды выводов микросхем в SOIC-корпусах наносят единую «колбаску» пасты и все прекрасно запаивается. Но для более мелких микросхем это не работает и выводы нещадно слипаются.

Бумажный трафарет с объединенными выводами

Бумажный трафарет с объединенными выводами

Помимо прочего бумага впитывает жидкость из пасты и постепенно бумажный трафарет приходит в негодность.
Тем не менее компоненты в корпусах 0805 или крупные микросхемы запаиваются отлично. Если нужно спаять небольшую партию простых плат, то бумажный трафарет все-таки вполне можно использовать.

Нанесение пасты

Это самый ответственный этап. На производстве для этого применяются трафаретные принтеры. Он представляет собой рамку на которую натягивается трафарет, и которая может опускаться и подниматься над платой.
Если вы тоже планируете наносить пасту прикладывая трафарет в ручную, то очень внимательно следите за следующем:

  • трафарет должен быть МАКСИМАЛЬНО точно совмещен с контактными площадками и не должен смещаться во время нанесения
  • трафарет должен плотно прилегать к плате по всей поверхности
  • паста перед нанесением должна быть разогрета до комнатной температуры и хорошо размешана
  • поста должна быть достаточно влажной
  • поднимать трафарет нужно как можно аккуратнее, чтобы он не смазал пасту

Сама техника нанесения пасты хорошо показана на видео:

После нанесения паста должна остаться на плате в виде аккуратных столбиков. Через некоторое время после нанесения (если компоненты не напаяли сразу) может сложиться впечатление, что паста растеклась и выводы слиплись. При этом оплавление происходит нормально и у меня сложилось впечатление, что растекается не паста, а именно припой.

Плата с нанесенной пастой

Плата с нанесенной пастой

Расстановка компонентов

При расстановке компонентов особое внимание следует уделять крупным компонентам с большим количеством выводов. Остальные элементы (например, в корпусе 0805) при установке, за счет сил поверхностного натяжения, сами отлично выравниваются на контактных площадках.

Повторюсь, что хоть и кажется, что все выводы микросхем слиплись — это не так:

Компоненты установлены на пасту

Компоненты установлены на пасту

Оплавление пасты

На предприятиях оплавление, обычно производят в ИК-печах и у нас она тоже есть, но мы хотели показать, что это можно сделать и при помощи фена. Производительность, конечно, ниже, но наша задача повторить заводское качество с минимальными затратами. Остальное на видео:

В итоге пайки получаются очень аккуратными, с одинаковым количеством припоя. Такой способ гораздо менее требователен к способностям монтажника и обеспечивает высокое качество. Вот фото некоторых элементов:

Запаянные выводы FT232RL (шаг и гирина выводов 0,3мм)

Запаянные выводы FT232RL (шаг и ширина выводов 0,3мм)

 

Запаянный МК Atmega8

Запаянный МК Atmega8

 

Элементы в корпусе 0805

Элементы в корпусе 0805

Установка выводных элементов

В дополнение мы покажем, как мы запаиваем выводные компоненты с использованием трубчатого припоя:

При незначительной тренировке можно добиться высокого качества — главное дозирование припоя и время пайки:

Выводной монтаж

Выводной монтаж

SMD-монтаж на заводе

Описание тех же операций, но в условиях завода, вы можете почитать здесь.

Мы будем очень рады, если вы поддержите наш ресурс и посетите магазин наших товаров shop.customelectronics.ru.

Метки: , , , , Просмотров: 9277