Ручная пайка печатных плат

Ручной монтаж печатных плат

При создании микросхем используется несколько видов пайки. Большинство компонентов припаивается с применением полуавтоматического монтажного оборудования, однако, ручной монтаж печатных плат — столь же частое явление в производстве.

Ручная установка обычно осуществляется инженером с помощью паяльника.

К ней прибегают при сборке особо «капризных» печатных плат и микросхем. Другой вид его применения — когда деталь какой-то сложной формы невозможно установить с помощью автоматов, у него высокий уровень термочувствительности, и оплавление припоя в печи может вывести этот элемент из строя. Ручная пайка гораздо сложнее, чем аналогичные автоматизированные процессы, и она чаще всего применяется для выводного монтажа DIP элементов.

Обычно к более деликатной ручной пайке поверхностно-монтируемых устройств переходят после того, как была проведена так называемая массовая пайка.

Преимущества и недостатки ручной пайки

У данного вида монтажа элементов на печатной плате есть плюсы и минусы.

Что можно отнести к плюсам:

Ниже процент брака. Инженер паяет внимательнее, чем машина и может обратить внимание на какие-то огрехи или недочёты, устранить их или отправить деталь на доработку.

Каждая деталь крепится к поверхности максимально надежно;

Можно паять в сквозных отверстиях (ТНТ, DIP);

Нет ограничений по форме и размерам комплектующих, которые могут быть зафиксированы на поверхности;

Нулевой риск повреждения всех микросхем при допущении ошибки в настройках температуры;

Дополнительный контроль качества, осуществляемый инженером.

Но есть у этого способа крепления и минусы:

Процесс создания растягивается на более длительный промежуток времени, по сравнению с автоматизированным производством;

Нужно оплачивать услуги квалифицированного инженера или команды инженеров. Довольно, кстати, дорогие;

Высокая себестоимость готовой микросхемы.

Привлечение инженера с паяльником, успешным аналогичным опытом в этой сфере поможет получить результат высокого качества, с меньшим процентом брака. Также инженер, обладающий достаточным количеством знаний, сможет подсказать более эргономичный способ размещения всех компонентов на поверхности.

Однако, паять вручную очень долго. Поэтому производительность одного специалиста может оказаться ниже, чем у автоматизированного производства. Также «ручная работа» сказывается на цене.

Когда применяется ручной монтаж плат

В 90% случаев для изготовления микросхем, фиксации элементов на их поверхности используются специальные станки для сборки, печи. Крепятся вручную либо выводные элементы, либо поверхностные, имеющие нестандартную форму.

Даже если процентное соотношение чипов стандартных и нестандартных форм минимально, автоматика не подойдёт всё равно. Придётся фиксировать их вручную.

95% выводных элементов также фиксируется вручную, поскольку их контакты припаиваются внутрь отверстия. Это очень кропотливая работа, и лучше её делать вручную.

Как заказать ручную пайку печатных плат

Доверять пайку микросхем вручную лучше квалифицированному инженеру. Искать таких стоит в специализированных центрах, вроде нашего. На все работы мы даём гарантию качества!

Автоматический и ручной монтаж печатных плат

Печатная плата – это панель или пластина, которая состоит из системы проводящих рисунков или одного/нескольких рисунков. Большинство электронных узлов создаются с помощью печатных плат. Они располагаются на диэлектрическом основании, соединены между собой в соответствии с электрической схемой.
Многослойные платы и прочие электронные компоненты высокой степени интеграции позволяют улучшить различные характеристики, в том числе такие, как вес и габариты радиотехнических изделий.

Печатная плата – необходимая деталь, которая присутствует в конструкциях модуля, является носителем компонентов и служит для соединения выводов компонентов с помощью электрических проводников. Крепление деталей модуля к плате и их контактов с проводящим рисунком, осуществляемое механическим способом, производится с помощью процесса, называемого пайка, то есть соединения деталей легкоплавким сплавом. Монтаж должен осуществляться на современном и профессиональном оборудовании, ориентированном на выполнение монтажа любой сложности при непосредственном участии высококвалифицированных специалистов.

Особенности монтажа влияют на итоговое качество продукции. Компания «Прибой» использует самое эффективное оборудование для монтажа печатных плат высокой степени сложности. По техническому заданию клиента создается технологический маршрут изделия и происходит подбор компонентов, и материалов для ручного или автоматического монтажа.

Начиная с момента заказа, проект клиента проходит несколько этапов: от согласования технического задания до итоговой сборки. При условии соблюдения качества с учетом нюансов технологии необходимо учитывать важность адаптации проекта под реализацию на имеющемся оборудовании. Монтаж может быть срочным для единичных экземпляров или небольших партий, при этом затрачивается время только на поставку необходимых комплектующих и расходных материалов.

Монтаж производных может быть выводным или поверхностным. При выводном монтаже выводы элементов проходят через сквозные отверстия платы, крепление к которой производится пайкой к контактным площадкам и внутренней металлизированной поверхности имеющихся сквозных отверстий. Наиболее распространена технология монтажа печатных плат, называемая поверхностной. Этот способ имеет ряд преимуществ, если сравнивать с выводным.

Поверхностный монтаж. Основные преимущества:

  • снижение стоимости готовой продукции при серийном производстве;
  • возможность автоматизации производства электронных модулей;
  • уменьшение размеров и массы изделия благодаря более плотной трассировке и их компактному размещению на обеих сторонах платы;
  • улучшение технологичности и качества сборки;
  • повышение электрических и эргономических характеристик;
  • увеличение ремонтопригодности за счет упрощения ремонтных процессов, исключающих прогрев и удаление припоя в отверстиях, задействованных при выводном монтаже.

Мы имеем возможность изготавливать трафареты для поверхностного монтажа и делаем это на собственном производстве, что неоспоримо влияет на качество изделия.
После этапа нанесения паяльной пасты трафаретным методом происходит установка компонентов только автоматическим способом.

Автоматический монтаж печатных плат

Для автоматической установки используется высокоскоростной или многофункциональный установщик. Современное качественное оборудование специализируется на автоматическом монтаже. Технологическое оснащение монтажного производства, которое отвечает за данный процесс, направлено на решение различных задач. С помощью специальных насадок и опробованных методов возможен монтаж сложных компонентов.

Автоматизированная линия нашего предприятия имеет технологические возможности, производящие монтаж в корпусах от 0201 до микросхем в корпусах с малым шагом выводов и размером до 54 мм микросхем в корпусах с шариковыми выводами (BGA).

При больших объемах производства для пайки выводных компонентов может использоваться установка пайки волной припоя. Высокопроизводительная линия автоматического монтажа печатных плат обеспечивает выполнение заказов в установленные сроки вне зависимости от сложности и количества изделий.
Припой, флюс и контакты деталей, которые спаивают, соединяют и подвергают нагреву при высокой температуре. Она должны быть выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления деталей. Так припой плавится и становится жидким, покрывая поверхность компонентов и соединяя их в момент остывания и перехода в твердое состояние.

Ручной монтаж печатных плат

Такой монтаж производится при заказах с небольшим количеством изделий. Технологические этапы ручного монтажа установка компонентов пайка. Работа высококвалифицированных специалистов выполняющих работы современным паяльным оборудованием и с использованием качественных материалов гарантирует качественный ручной монтаж выводных и поверхностно монтируемых компонентов.

Участок для проведения работ по ручному монтажу печатных плат:

  • манипуляторами устройствами формовки выводов,
  • высокоточным установщиком для ручного монтажа корпусов и их реболлинга.

Цена на установку и пайку компонентов

Затраты на установку компонентов зависят от количества пайки в заказе.

Итоговая стоимость зависит от:

  • количества однотипных плат в заказе,
  • периодичности размещения заказов на монтаж
  • количества компонентов платы
  • стоимости компонентов платы
  • мультиплицированности небольших плат (до 100 х 100 мм) и т.д.

Стоимость монтажа одиночных плат всегда выше стоимости аналогичных, но в групповой заготовке.

Качество работ

Для 100% контроля качества на каждом этапе технологического процесса следует учесть все технические особенности будущего изделия. Контроль должен осуществляться на каждом этапе от нанесения паяльной пасты до итоговой сборки. Мы используем оборудование мировых лидеров, которое позволяет соблюдать контроль и избежать возможных дефектов при монтаже. Компоненты сложного характера проходят обязательный рентген-контроль.

По вопросам проектирования, разработки и монтажа обращайтесь к нашим специалистам, они проконсультируют вас относительно возможностей повышения надежности и снижения себестоимости производства.

Деятельность нашей компании нацелена на совершенствование производства в интересах клиентов и полного удовлетворения их пожеланий и требований. Принципом контрактного производства является выпуск продукции высочайшего качества, при невысокой стоимости и полном соответствии действующим международным стандартам.

Участок для проведения работ по ручному монтажу печатных плат оборудован:

  • манипуляторами устройствами формовки выводов,
  • высокоточным установщиком для ручного монтажа корпусов и их реболлинга.

Цена на установку и пайку компонентов

Затраты на установку компонентов зависят от количества пайки в заказе.

Итоговая стоимость зависит от:

  • количества однотипных плат в заказе;
  • периодичности размещения заказов на монтаж;
  • количества компонентов платы;
  • стоимости компонентов платы;
  • мультиплицированности небольших плат (до 100 х 100 мм) и т.д.

Стоимость монтажа одиночных плат всегда выше стоимости аналогичных, но в групповой заготовке.

Качество работ

Для 100% контроля качества на каждом этапе технологического процесса следует учесть все технические особенности будущего изделия. Контроль должен осуществляться на каждом этапе от нанесения паяльной пасты до итоговой сборки. Мы используем оборудование мировых лидеров, которое позволяет соблюдать контроль и избежать возможных дефектов при монтаже. Компоненты сложного характера проходят обязательный рентген-контроль.

Читайте также  Аппарат для пайки оптики

По вопросам проектирования, разработки и монтажа обращайтесь к нашим специалистам, они проконсультируют вас относительно возможностей повышения надежности и снижения себестоимости производства.

Деятельность нашей компании нацелена на совершенствование производства в интересах клиентов и полного удовлетворения их пожеланий и требований. Принципом контрактного производства является выпуск продукции высочайшего качества, при невысокой стоимости и полном соответствии действующим международным стандартам.

10 лет на рынке печатных плат

Монтаж печатных плат / Изготовление печатных плат / Комплектующие

СРОЧНЫЙ МОНТАЖ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Монтаж печатных плат / Изготовление печатных плат / Комплектующие

ГАРАНТИЯ СРОКОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАКАЗА

Монтаж печатных плат / Изготовление печатных плат / Комплектующие

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ИНСПЕКЦИЯ

Монтаж печатных плат / Изготовление печатных плат / Комплектующие

Рассчитать стоимость монтажа

  • Главная
  • Прайс-лист

Стоимость монтажа печатных плат

Стоимость монтажа рассчитывается с помощью калькулятора. Так же вы можете отправить нам заказ на оценку по почте приложив все необходимые файлы. Окончательная стоимость зависит от сроков, сложности и объема заказа. Обращаем Ваше внимание, что менеджер-технолог после проверки предоставленной Вами информации в заявке может скорректировать стоимость и/или сроки.

Срочный монтаж печатных плат допускает прием комплектующих россыпью или в обрезкац лент, оптимален для набольших (опытных) партий изделий. Допускается отсутствие файлов CAD при наличии подробных и однозначных специфицаци и сборочных чертежей. При возникновении разночтений мы свяжемся с Вами немедленно, но в случае необходимости принятия решения приоритетным документом является сборочный чертеж, затем спецификация, затем печатная плата.

Стоимость СРОЧНОГО монтажа печатных плат
СТОИМОСТЬ РАБОТ (ЦЕНА ЗА ТОЧКУ ПАЙКИ)
SMD автоматический монтаж от 80 коп.
SMD монтаж на манипуляторах от 1,1 руб.
SMD ручной монтаж от 1.5 руб.
Выводной DIP (THT) монтаж от 2.5 руб.
СТОИМОСТЬ ПОДГОТОВКИ К ПРОИЗВОДСТВУ
SMD автоматический монтаж от 4500 руб.
SMD монтаж на манипуляторах от 2500 руб.
SMD ручной монтаж от 1800 руб.
Выводной DIP (THT) монтаж от 1500 руб.

Серийный монтаж печатных плат предъявляет ряд требований к печатной плате, комплектующим и документации. Прежде всего платы должны быть в мультизаготовках, исключениями могут быть платы прямоугольной формы с минимальными габаритными размерами 60мм по каждой из сторон. Если платы имеют меньший линейный размер необходимо делать мультизаготовку. На мультизаготовке должны быть технологические поля с реперными знаками. Недопускается поставка плат и заготвок со значительным короблением. Комплектация для поверхностного монтажа принимается только в заводской упаковке (палетты, пеналы, катушки). Обратите внимание на дату изготовления компонентов, низкая цена на компоненты часта связана с длительным хранением. Такие компоненты могут иметь окисленные выводы и привести к массовому непропаю. Документация должна совпадать с печатной платой и файлами CAD. В случае разногласий мы немедленно свяжемся с вами, но в экстренном случае приоритетным для нас является файл CAD, далее сборочный чертеж, затем спецификация и печатная плата.

В случае обнаружения значительных проблем и несоответствий (затрудняющих выполнение запланированного радиомонтажа), а также предоставлении некондиционного давальческого сырья менеджер-технолог может согласовать новую стоимость монтажа печатных плат либо перенести время или даже дату поставки заказа в работу до момента решения возникших вопросов.

Стоимость СЕРИЙНОГО монтажа печатных плат
СТОИМОСТЬ РАБОТ (ЦЕНА ЗА ТОЧКУ ПАЙКИ)
SMD автоматический монтаж от 12,5 коп.
SMD монтаж на манипуляторах от 35 коп.
SMD ручной монтаж (допай) от 70 руб.
Выводной DIP (THT) монтаж от 80 руб.
СТОИМОСТЬ ПОДГОТОВКИ К ПРОИЗВОДСТВУ
SMD автоматический монтаж от 3000 руб.
SMD монтаж на манипуляторах от 1500 руб.
SMD ручной монтаж от 1000 руб.
Выводной DIP (THT) монтаж от 1000 руб.

Стоимость изготовления печатных плат

Сроки производства печатных плат зависят от объема (общей площади) заказа. Минимальный срок производства 5 рабочих дней на срочном производстве и 3 недели на серийном производстве. Серийные заказы размещаются на партнерских заводах в Юго-Восточной Азии, в Израиле или в Испании, в зависимости от сложности проекта и необходимых сроков поставки. Технологические возможности позволяют выполнять практически любые проекты, ктроме проектов с интегрированными пассивными компонентами в тело печатной платы.

Стоимость СРОЧНОГО изготовления печатных плат (от 5-ти дней)
ТИП ПЛАТЫ СТОИМОСТЬ ЗА 1 ДМ2
ОПП+Маска+Шелкография от 100 р.
ДПП+Маска+Шелкография от 135 р.
4МПП+Маска+Шелкография от 250 р.
6МПП+Маска+Шелкография от 350 р.
8МПП+Маска+Шелкография от 510 р.
СТОИМОСТЬ ПОДГОТОВКИ К ПРОИЗВОДСТВУ
ОПП от 900 руб.
ДПП от 1500 руб.
МПП от 2500 руб.

Серийное производство оптимально для партий более 200 дециметров с обычным сроком производства от 3-х недель. Документация на платы предоставляется в виде GERBER файлов, либо с файле САПР, что потребует согласования после конвертации исходного файла в формат GERBER. Ориентировочная стоимость изготовления серийных плат представлена в у.е., где 1 у.е. равна одному доллару на день заказа. Серийные платы по умолчанию изготавливаются с маской и шелкографией, так же включена стоимость электротестирования.

Стоимость СЕРИЙНОГО изготовления печатных плат (от 3-х недель)
ТИП ПЛАТЫ СТОИМОСТЬ ЗА 1 ДМ2
ОПП от 42 у.е.
ДПП от 52 у.е.
4МПП от 105 у.е.
6МПП от 155 у.е.
8МПП от 300 у.е.
СТОИМОСТЬ ПОДГОТОВКИ К ПРОИЗВОДСТВУ
ОПП от 30 у.е.
ДПП от 1500 руб.
МПП от 2500 руб.

Стоимость разработки

Мы предлагаем осуществить Вашу идею с использованием наших знаний и более чем десятилетнего опыта разработки электронных устройств. От создания топологии печатной платы (разводка плат) по Вашей принципиальной схеме до полноценной разработки корпусированных электронных изделий под ключ.

Стоимость разработки
РАЗРАБОТКА ТОПОЛОГИИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
До 20 компонентов на плате от 2000 руб.
от 21 до 100 компонентов от 5000 руб.
ВЧ и СВЧ платы от договорная
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ “ПОД КЛЮЧ”
Схемотехника + топология от 10 000 руб.
Схемотехника + топология + корпус от 25 000 руб.
Схемотехника + топология + корпус + программное обеспечение от 50 000 руб.

Обращаем Ваше внимание на то, что данный Сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях информационные материалы и цены, размещенные на Сайте, не являются публичной офертой, определяемой положениями Статей 435 и 437 Гражданского кодекса РФ. Ваш заказ, включая стоимость и наличие товара, будет подтвержден нашим менеджером посредством телефонного звонка на номер, указанный Вами при заказе или иным способом связи.

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

Сегодня речь пойдет о том, как добиться высокого качества монтажа на платах с большим количеством компонентов — до 1500шт (можно и больше при плотном монтаже или при сборке 1-2 плат одновременно — не более). Потребность в таком сложном монтаже обычно возникает при изготовлении первого макета или нескольких образцов, чтобы убедиться в правильности трассировки печатной платы (основных сложных моментов) или же при разовом производстве. После получения такого макета можно начинать отлаживать программное обеспечение и вносить корректировки в плату. Заводская сборка, в этом случае, не совсем подходит из-за ее стоимости, подготовки конструкторской документации, подборки компонентов, сроков, макетирования и многого другого (под катом картинки на 8Мб).

Рис. 1. Готовая печатная плата с компонентами 0402 (обратная сторона).

Итак, начнем с того, что определим, что нам понадобиться. Весь поверхностный монтаж будет производиться феном и паяльной пастой, так как это в разы быстрее и качественнее чем паяльником и припоем в проволоке.

1. Паяльная станция (например, Lukey 852D+ с насадкой 10мм).
2. Тонкий немагнитный пинцет (для установки компонентов).
3. Пинцет с широким захватом (для нанесения паяльной пасты).
4. Флюс (например, Amtech NC-559-ASM, или другой безотмывочный).
5. Паяльная паста (Solder paste W001).
6. Хороший свет и стол.
7. Кисточка/ванночка/спирт для промывки печатной платы.

В процессе станет понятно что есть что, так что тут заострять внимание не будем. Для начала выполним все приготовления и поймем технологию пайки. Для того, чтобы спаять две поверхности, их необходимо сначала залудить, затем прислонить друг к другу, нагреть и после того, как олово полностью расплавится — остудить. Это вкратце. Качественная пайка не имеет вкраплений, раковин, трещин и имеет однородную структуру. Остывание припоя должно происходить в неподвижном состоянии, только в этом случае он застынет правильно.
Паяльную пасту необходимо немного доработать. Для того, чтобы она хорошо накладывалась и растекалась равномерным слоем ее необходимо разбавить с флюсом в пропорции примерно 2:1 (хорошо размешать в однородную массу). В некоторых случаях пропорция может изменяться, например, если все контактные площадки имеют большую площадь, то припой должен быть несколько гуще и наоборот.

Рис. 2. Паяльная паста.

Для того, чтобы пошагово объяснить весь процесс монтажа спаяем часть небольшой платы на которой расположены различные компоненты. Первое, что необходимо сделать (если плата только с производства и чистая) — это нанести на нее припой. Самый простой и быстрый, при определенной сноровке, способ — это нанесение широким пинцетом (или шпателем). Ниже приведены слайды процесса нанесения припоя. За один раз необходимо брать небольшое количество припоя и аккуратно равномерным и тонким слоем наносить его на плату (как лопаткой). Нет необходимости наносить его исключительно на контактные площадки, в процессе прогрева, из-за большого количества флюса, лишнее олово перейдет на контактные площадки либо превратиться в шарики, которые необходимо перенести на контактные площадки вручную (далее будет описано как это делать).




Рис. 3. Процесс нанесения припоя на плату.

Расстановка компонентов. Не все компоненты можно расставлять сразу после нанесения паяльной пасты. Например, элементы в корпусах LQFP с шагом выводов меньше чем 0,8 мм необходимо ставить немного позже — уже после первого прогрева феном, в противном случае, будут короткие замыкания между выводами, которые будет сложно удалить (конечно можно использовать «оплетку», но попробуем обходиться без нее). Итак, в первую очередь установим SMD конденсаторы, резисторы, диоды и т.д, компоненты в QFN корпусах. Для этого нам необходим тонкий немагнитный пинцет. Для быстрого и удобного поиска компонентов я использую поиск в Altium Designer (проект, соответственно сделан там же). Поиск компонентов выполняется слева направо, сверху вниз, выбираем компонент, например, конденсатор 100n, находим их все и устанавливаем на плату.





Рис. 4. Установка компонентов на плату.

Если необходимо собрать несколько плат, то лучше устанавливать компоненты сразу на 2 или 4 платы, так как в этом случае уменьшается вероятности ошибки установки компонентов не на те места, также это значительно уменьшит общее время сборки. Для того, чтобы упростить сборку, компоненты могут быть помещены в кассу, тогда их удобнее доставать и быстро запоминается их местонахождение. После того, как все необходимые компоненты установлены можно приступать к прогреву и непосредственно пайке. Плата должна лежать на ровной поверхности, которая не боится сильного нагрева. В левой руке необходимо держать фен, в правой пинцет. Температура (выставленная на индикаторе) приблизительно 390 град. — это довольно высокая температура, но именно для этой станции такое значение является нормальным (также, если нет специальных ограничений по температуре пайки компонентов). Процесс пайки сводится к прогреву отдельных частей платы (делать это нужно как можно равномернее), на которых стоят компоненты, избегая перегревов и «вспучивания» текстолита. Для плат с маленьким количеством больших полигонов и 4-слоек температуру необходимо уменьшить до 360 град. Во время прогрева необходимо следить за тем, как плавится олово и одновременно пинцетом поправлять компоненты на контактных площадках. Особенно следите за компонентами типоразмера 0402, так как они начинают «плыть» на флюсе и могут перемешаться на плате. В процессе пайки олово скатывается в шарики, а между некоторыми контактными площадками образуются «залипоны» убирается это все с помощью компонента (например, конденсатора), захваченного пинцетом (главное запомнить с какого места взят компонент). Он собирает на себя лишнее олово, которое потом можно перенести на большие контактные площадки. Все это необходимо делать при прогреве платы, пока не высох флюс (его можно нанести отдельно, если что-то не получилось с первого раза). После пайки первой партии компонентов плата выглядит примерно так:

Рис. 5. Первый прогрев.

Я намеренно не стал устанавливать SOIC, чтобы показать как удобнее его паять. Перед установкой компонентов в LQFP и SOIC необходимо нанести тонкий слой флюса на (залуженные!) контактные площадки — это сделает пайку более качественной. Далее устанавливаем оставшиеся компоненты. Замечу, что чем меньше шаг выводов у компонентов, тем точнее их нужно позиционировать. Например, STM32F107 в корпусе LQFP64 во время прогрева будет не поднять пинцетом, так как если он сдвинется хотя бы на половину шага выводов (а это всего 0,25 мм), то олово зальется на соседние контактные площадки. SOIC можно будет приподнять для предварительного прогрева платы, так же это актуально для компонентов в пластиковом корпусе (реле, разъемы, оптопары и т. д.). При втором прогреве уже нет необходимости прогревать всю плату, можно ограничиться теми местами, где установлены необходимые компоненты. После пайки и промывки плата выглядит так:

Рис. 6. Второй прогрев.

Данная плата имеет двухсторонний монтаж. При пайке компонентов с другой стороны нижние (установленные ранее) начнут съезжать. Чтобы этого не происходило, необходимо установить плату на монтажные стойки (закрепить в держателе) или поставить несколько разъемов, чтобы избежать соприкосновения уже припаянных компонентов с поверхностью. Для качественной пайки выводных компонентов, тоже имеется пару ухищрений. Я всегда использую припой с флюсом (например RA-0,5), диаметром, соответственно, 0,5 мм. Чтобы получилось правильное затекание припоя между металлизированным отверстием и выводом компонента необходимо, чтобы во время непосредственно процесса пайки всегда соприкасались четыре предмета: паяльник, контактная площадка, вывод компонента и припой, а делается это так: прислоняем паяльник к выводу так, чтобы он одновременно касался пояска «пада», затем подносим припой и прислоняем его к паяльнику, как можно ближе к выводу компонента и «паду». В результате этого припой будет затекать в разогретое отверстие и образует небольшой «наплыв», после чего необходимо убрать припой, а затем паяльник от вывода и «пада».


Рис. 7. Пайка выводных компонентов.

В следующей статье я расскажу про установку BGA компонентов (BGA84, BGA78, BGA620 и даже BGA1084) с помощью фена. А также плюсы и минусы установки BGA при помощи специализированной инфракрасной паяльной станции.
PS: Если есть какие-либо советы на тему ручного монтажа, с удовольствием выслушаю, также могу подсказать, если что-то осталось неясным.

Ручная пайка, доработка и ремонт

  • Описание
  • Наши публикации
  • Вопросы и ответы
  • Материалы
  • Архив вебинаров
  • Видео

Минимизация стоимости и времени доработки (ремонта) печатных узлов, а также обеспечение при этом высокой надежности устройства являются первостепенными задачами для данного этапа.

Ручные сборочные операции при полной сборке изделия оправданы только для производства пилотных и тестовых изделий, когда вопрос о цене и повторяемости не стоит. К тому же ручная пайка это очень затратный по времени технологический процесс, сопряженный с большой вероятностью ошибки оператора (человеческий фактор). Так же этот процесс не является полностью безвредным для оператора, поскольку приходится взаимодействовать сотней химических соединений, некоторые из которых могут негативно воздействовать организм человека.

Применение современных эффективных решений позволяет минимизировать расход технологических материалов, уменьшить трудоемкость пайки, и в то же самое время обеспечить высокое качество сборки и высокую надежность радиоэлектронного устройства.

Практические рекомендации

Выбор трубчатого припоя

Трубчатые припои изготавливаются методом экструзии – это известная и отработанная технология, которая при наличии современного оборудования полностью исключает пробелы во флюсе в трубчатом припое, а также способна гарантировать точное количество флюса по всей длине припоя.

Сплавы для трубчатых припоев используются такие же как для паяльных паст. Мировые лидеры в производстве технологических маетариалов изготавливают сплав для производства трубчатых припоев очень высокого качества с малым количеством примесей и указывают сплав и количество примесей в сертификатах на конкретную партию припоя.

Табл. 1. Сплавы, используемые для производства трубчатых припоев

В таблице приведены наиболее популярные сплавы, используемые в трубчатых припоях как свинцовые, так и бессвинцовые.

При выборе сплава при доработке и ремонте главное придерживаться правила – паять припоем наиболее близким, желательно тем же, которым была произведена изначальная пайка. Если это трудно выяснить лучше, используя оплетки для выпайки полностью удалить остатки старого припоя и провести пайку новым.

Выбор флюса

Флюсы, используемые в трубчатых припоях по своей основе аналогичны жидким флюсам. Перед началом серийного применения нового типа флюса рекомендуется провести испытания на растекаемость флюса, коррозионное воздействие остатков флюса и изменение поверхностного сопротивления изоляции после пайки. Методы испытаний приведены в стандарте IPC-TM-650. При выборе типа флюса следует руководствоваться требованиями стандарта IPC/ANSI-J-STD-004 («Требования к флюсам для пайки»), а также учитывать:

  • Конструктивные особенности и назначение электронной техники;
  • Требования заказчика к внешнему виду изделий – отмывать или не отмывать остатки флюса после пайки;
  • Необходимость влагозащиты и возможность применения влагозащитных материалов без удаления остатков флюса;
  • Активность флюса, достаточную для обеспечения хорошей очистки и смачивания паяемых поверхностей припоем. Чем выше пригодность к пайке компонентов и печатных плат, тем менее активный флюс можно использовать.

В процессе пайки флюсы обеспечивают растворение оксидов и сульфидов, защиту паяемых поверхностей от повторного окисления, снижение поверхностного натяжения припоя. Более подробно типы флюсов описаны в части «Пака волной Выбор флюса»

Меры безопасности

Табл. 2. Вредные составляющие в трубчатых припоях:

Модифицированная канифоль или синтетическая канифоль

Изредка может стать причиной раздражения при контакте с кожей и вдыхании паров, личная непереносимость.

При очень продолжительном и постоянном контакте с парами вызывает астму.

Свинец в припое

Высокая концентрация паров свинца (при температурах пайки свыше 500°С) может вызывать слабость, тошноту, судороги

При работе с трубчатыми припоями рекомендуется:

  • Содержать рабочее место в чистоте.
  • Применять вытяжную вентиляцию для удаления паров флюса из зоны пайки.
  • Использовать защитные очки или маски для защиты глаз от воздействия паров флюса при пайке
  • Избегать перегрева выше 500°С (происходит образование паров свинца).

Упаковка и хранение

Трубчатые припои поставляются намотанными на пластиковые катушки стандартного размера весом 500 грамм. Основные популярные диаметры припоев 0,5мм, 0,8мм, 1мм и 1,5мм. Другие диаметры поставляются на заказ.

При транспортировке и хранении рекомендуется избегать сильных локальных нагревов катушек припоя, что может привести к разжижению флюса и его стеканию – появления областей с плохой паяемостью из-за обеденного количества флюса.

Основные рекомендации по выбору трубчатого припоя для ремонта и доработки

  1. Выбирайте сплав припоя аналогичный сплаву, которым производилась основная пайка или максимально близкий;
  2. Выбирайте флюс с технологически совместимой основой с флюсом, которым производилась основная пайка;
  3. Желательно использовать трубчатый припой того же производителя, что флюс которым производилась основная пайка – максимальная совместимость основ флюса зачастую встречается именно у одного производителя;
  4. Если вам неизвестно какой использовался флюс при основной пайки изделия перед ремонтом или доработкой рекомендуется максимально удалить остатки старого флюса;
  5. Выбирайте трубчатый припой в соответствии с размерами паяемого вывода и жала паяльника.

Рекомендации по ручной пайке, доработки и ремонту

Подготовка к работе:

Температура жала паяльника.

Оптимальная температура жала и требуемая мощность при ручной пайке зависят от конструкции паяльника и выполняемой задачи. При работе с бессвинцовыми трубчатыми припоями, имеющими температуру плавления в пределах 217 – 227°С, минимальная температура жала паяльника должна составлять 300°С. В процессе пайки необходимо избегать избыточно высокой температуры жала и чрезмерного времени пайки. Для большинства задач при работе с традиционными и бессвинцовыми припоями оптимальная температура жала паяльника составляет 315 – 370°С. В некоторых случаях хорошие результаты могут быть получены при кратковременном (до 0,5 секунд) нагреве с повышенной температурой жала 340-420°С

Рекомендуемая последовательность работы

При работе с многоканальными трубчатыми припоями пайка осуществляется с двух рук. Для того чтобы при пайке получить наилучшие результаты, рекомендуется использовать следующий процесс(см. Рис. 1.):

1) Поднесите жало паяльника к рабочей поверхности. Жало паяльника должно соприкосаться одновременно с контактной площадкой платы и выводом компонента, для того чтобы прогреть обе паяемые поверхности. Избыток припоя на жале, нанесенного во время лужения, будет помогать процессу теплопередачи путем увеличения площади контакта между контактной площадкой и выводом. Необходимо не более секунды, чтобы прогреть соответствующим образом обе поверхности.

2) Поднесенный в это время к месту соединения с противоположной от жала паяльника стороны пруток трубчатого припоя позволит образовать галтель припоя. Для этого необходимо около 0,5 секунды.

ВНИМАНИЕ. Если припой подавать непосредственно на жало паяльника, активные компоненты флюса будут преждевременно выгорать, и его эффективность резко уменьшается. Не подавайте избыточное количество припоя на паяное соединение. Это может привести к увеличению количества остатков флюса и ухудшению внешнего вида изделия. Рекомендуется выбирать диаметр прутка припоя равным половине диаметра жала паяльника.

Рис. 1. Рекомендуемая последовательность работы

3) Удалите припой от паяемого соединения и затем удалите жало паяльника.

Весь процесс пайки должен занимать от 0,5 до 2,0 секунд на одно паяное соединение в зависимости от массы, температуры и конфигурации жала паяльника, а также паяемости поверхностей. Избыточное время или температура могут, во-первых, истощать флюс до смачивания припоя, что может привести к увеличению количества остатков, во-вторых, увеличивают хрупкость паяного соединения.

Возможные проблемы и методы решения

Разбрызгивание. Высокая скорость нагрева. Подавайте пруток припоя на разогретые контактные поверхности (вывод компонента и КП), не подавайте трубчатый припой на жало паяльника.

Матовые паяные соединения. Длительный контакт жала паяльника с паяным соединением после отвода прутка припоя из зоны пайки.

Остатки после пайки в виде нагара.

Произвести очистку жала паяльника и губки или заменить жало паяльника.

Избыточные остатки флюса вокруг паяного соединения.

  1. Большой диаметр трубчатого припоя. Используйте припой меньшего диаметра.
  2. Избыточная подача трубчатого припоя в место пайки.
  3. Низкая температура пайки. Используйте паяльник большей мощности или увеличите температуру пайки.

Печатные платы и компоненты.

Чистота поверхности печатных плат и компонентов является одним из важнейших факторов, влияющих на процесс пайки. Оксиды и другие поверхностные загрязнения существенно ухудшают смачиваемость припоем и передачу тепла от жала паяльника к паяемым поверхностям, увеличивая время пайки. Печатные платы с длительным сроком хранения для улучшения паяемости могут быть подвергнуты предварительной очистке с помощью специальных растворителей.

Рекомендации по очистке оборудования

Жало паяльника может быть разной формы и размера для наилучшего контакта и передачи тепла к паяемым поверхностям. Жало паяльника должно быть облужено, для этого может быть использован трубчатый припой. Однако, процесс лужения зависит в значительной степени от состояния жала. Если жало в плохом состоянии, его необходимо предварительно очистить с помощью смоченной водой специальной губки, входящей в состав паяльной станции. Для очистки сильно окисленных жал паяльников можно использовать пасту для очистки и лужения наконечников: Tip Activator.

Паста для очистки и лужения жал пальников Tip Activator

Облуживатель жал, предназначен для быстрой и эффективной очистки и восстановления окисленных рабочих жал паяльников, которые не могут быть очищены с помощью губок, салфеток и перелужены с применением трубчатых припоев.

  • Некоррозионный материал
  • Не содержит свинец
  • Применим как для бессвинцовых, так и для стандартных процессов пайки
  • Малое количество остатков на жале паяльника после облуживания
  • Неабразивный материал, но прекрасно удаляет нагар
  • Произведен из высоко чистых материалов

Аккуратно погрузите жало паяльника в облуживатель или покатайте по поверхности пасты. Пары, выделяющиеся при данной операции, химически нейтральны и некоррозионны.

Минимальная температура жала 220°С.

Максимальная температура жала 450°С.

После обработки жала паяльника облуживателем, его следует очистить от остатков флюса с помощью влажной губки и заново облудить трубчатым припоем.

Завершение работы

Для обеспечения длительного срока службы жала паяльника после окончания работы необходимо его облудить. Для этой цели удобно использовать трубчатый припой: оберните несколько витков припоя вокруг кончика жала и нагрейте его.

Рекомендации по удалению остатков флюса

Так как при ручной пайке используют трубчатые припои, а иногда еще и добавляют жидкие флюсы, остатки на печатном узле достаточно велики и неэстетичные. Отмывка печатных узлов нужна для удаления остатков флюсов после пайки, которые в процессе эксплуатации электронной аппаратуры могут оказать негативное воздействие на надежность печатных узлов. Так же отмывка может, вызвана требованиями к внешнему виду печатных узлов после пайки и необходимость, впоследствии, нанести влагозащитное покрытие.

При ремонте используется больше флюса из-за необходимости сначала демонтировать компоненты – поэтому отмывка становится более актуальна.

В основном при данной технологии используют ручные методы отмывки, часто применяя спирто-бензиновую смесь. Она обладает крайне низкой эффективностью – плохо удаляются остатки флюсов с низким содержанием твердых веществ, не удаляются ионные водорастворимые компоненты (остатки активаторов, минеральные соли, остатки травильных растворов и электролитов).

Эффективную отмывку печатных узлов после пайки от всех типов загрязнений могут обеспечить только промывочные жидкости, специально разработанные для этих целей.

Достаточно часто для отмывки после ручной пайки используют автоматизированное оборудование отмывки, которое рассчитано на использование специальных промывочных жидкостей.

Для ручной отмывки используйте промывочную жидкость Vigon EFM – она себя эффективно показала со всеми указанными трубчатыми припоями производства компании Indium.

Таб. 3. Рекомендации Zestron по удалению остатков флюсов Indium после оплавления