В последнее время в эфире нередко можно услышать сетования радиолюбителей о сложностях приобретения импортных микросхем в DIP исполнении, тогда как в исполнении SMD легкодоступны, да и некоторые высказываются скептически в отношении SMD технологии из-за кажущейся сложности пайки. Конечно, против мировых тенденций в производстве радиокомпонентов, радиолюбители не в силах ничего противопоставить. В этой ситуации остается одно - смелее внедрять SMD компоненты в свои конструкции, тем более что на самом деле, паять SMD компоненты проще, чем выводные. Поэтому хочу рассказать о технологии ручной пайки SMD компонентов, которая оттачивалась и совершенствовалась не один год на мелкосерийном производстве.
На фото 1 представлено оборудование, необходимое для пайки: - паяльная станция может быть любой, главное, чтобы она контролировала температуру жала паяльника в интервале 290 – 420 градусов Цельсия и имела гальваническую развязку от питающей сети 220 В. Если Вы планируете усиленно эксплуатировать паяльную станцию китайского производства, то имеет смысл сразу запастись большим количеством запасных жал и губок для их чистки. - паста для очистки и лужения наконечников очень удобна для быстрой очистки жала. Для периодической чистки жала предназначена губка, смоченная водой и, как правило, совмещенная с подставкой для паяльника. - Флюс удобно предварительно разливать в маленькие емкости и наносить его с помощью обычной кисточки. При выборе флюса обратите внимание на его вязкость. Оптимальная вязкость флюса не позволяет ему быстро испаряться с поверхности печатной платы. Водоотмываемые флюсы имеет смысл применять при серийном производстве, для единичных экземпляров более подходят обычные флюсы, как более активные при пайке. Смывать эти флюсы можно спирто-бензиновой смесью или специальной смывочной жидкостью. Помните, что при ручной пайке необходимо тщательно отмывать печатные платы от любого флюса, даже от тех, которые рекламируются как не требующие отмывки. Исключение может составить разве что, флюс из смеси медицинского спирта и чистой сосновой канифоли, если не так важен внешний вид печатной платы. Обратите внимание, что под каждый тип флюса опытным путем необходимо подобрать оптимальную температуру жала паяльника. - Припой для пайки необходим трех видов: 1- трубчатый многоканальный припой с небольшим содержанием флюса до 3% и диаметром около 0,5 мм доказал свою эффективность при пайке миниатюрных чип-компонентов. 2 – припой диаметром прутка около 0,5 мм для пайки с применением флюса. 3 - припой диаметром прутка около 1мм, также для пайки с применением флюса. Различный диаметр припоя позволяет легко дозировать его количество на контактной площадке. В последнее время тенденция перехода к безсвинцовой технологии пайки докатилась и до России. Уже сейчас можно приобрести как компоненты, изготовленные по технологии Pb-Free, так и различные безсвинцовые припои для их пайки. Практически проверено, что безсвинцовые припои одинаково хорошо паяют как обычные компоненты, так и изготовленные по технологии Pb-Free. - Вентилятор со встроенным фильтром обеспечит отток вредных примесей из зоны пайки. Его использование целесообразно даже в том случае, если вы будете использовать только безсвинцовый припой. Для увеличения оттока воздуха даже полезно поставить поближе к зоне пайки дополнительный вентилятор, например от компьютерного блока питания, отбрасывающий воздух на основной вентилятор с фильтром. - Пинцет для установки миниатюрных чип-компонентов на печатную плату может быть любым. Сейчас в продаже имеются более 5-ти типов пинцетов для установки SMD, вполне пригоден и классический пинцет с тонкими кончиками. - Вакуумный пинцет очень удобен для установки на печатную плату корпусов микросхем. - Документация для монтажа должна быть всегда, даже когда вы сами разрабатывали печатную плату. Достаточно иметь перечень элементов и монтажный план. Для удобства на монтажном плане можно пометить различные группы компонентов в разные цвета и нанести номиналы на каждый элемент согласно перечню элементов. - Печатная плата для монтажа желательна заводского изготовления. Наличие паяльной маски значительно облегчает ручную пайку. Если вы паяете печатную плату собственного изготовления, то предварительно её целиком облудите и тщательно отмойте от остатков флюса. - Компоненты для монтажа должны всегда храниться в заводской упаковке. При покупке старайтесь избегать чип-компонентов, срок хранения которых превышает стандартный (обычно 2 года), после которого возможно окисление выводов компонентов и, как правило, плохая их паяемость. В противном случае придется применять более активные флюсы. При организации рабочего места не забывайте о технике безопасности, заземлении от статического электричества и хорошем освещении. Паять чип-компоненты типоразмером до 0805 вполне возможно без использования каких-либо оптических приборов, а распространенная в продаже большая лупа с встроенной подсветкой удобна только для визуального контроля спаянной платы. Техника ручной пайки SMD компонентов Помните, что в процессе пайки необходимо избегать слишком высокой температуры жала и чрезмерного времени пайки. Для большинства традиционных и безсвинцовых припоев оптимальная температура жала может находиться а интервале 315-370 градусов. На практике вы можете выставить температуру жала около 330 градусов, а затем в процессе пайки ее подобрать точнее. Пайку таких SMD чип-компонентов как, резисторы, конденсаторы танталовые конденсаторы, индуктивности, варисторы, MELF корпуса можно осуществить в три шага с использованием флюсонаполненного многоканального трубчатого припоя.
Шаг 1 – облудите одну из контактных площадок нанеся достаточное количество припоя, необходимого в дальнейшем для последующего формирования галтели. Сделать это надо очень быстро, желательно уложиться в 0,5 сек. для того чтобы не перегревать саму контактную площадку и сильно не испарять флюс, необходимый для 2 – го шага.
Шаг 2 – при помощи пинцета установите чип-компонент на контактные площадки, придерживая и ориентируя его произведите пайку в течении 0,5 – 1,5 сек., касаясь одновременно жалом паяльника вывода компонента и облуженной контактной площадки. Если образовавшаяся галтель избыточна, то уменьшайте количество припоя на предыдущем шаге.
Шаг 3 – произведите пайку второго вывода, коснувшись одновременно контактной площадки и вывода компонента и подав пруток припоя в зону контакта с противоположенной стороны от жала под углом около 45 градусов к самой контактной площадке и к выводу компонента. Вы видите смонтированный резистор типоразмера 0805. Пайку таких SMD компонентов, как микросхемы в корпусах SOIC, TQFP, и др. можно произвести в три этапа, используя флюс и прутковый припой диаметром 0,5 мм. Используйте жало паяльника для пайки волной.
Этап 1 – на предварительно смоченные флюсом контактные площадки установите как можно точнее корпус микросхемы и припаяйте ее один крайний вывод к заранее облуженной (Шаг 1 - с обычным прутковым припоем) контактной площадке.
Этап 2 – отключите вакуумный пинцет и при помощи обычного пинцета окончательно совместите выводы микросхемы с контактными площадками, зафиксируйте в таком положении корпус и припаяйте один крайний вывод с противоположенной стороны по диагонали (Шаг2 – но припоя будет достаточно с кончика жала паяльника). Желательно чтобы первые припаянные выводы микросхемы были питающими.
Этап 3 – начиная с крайних незапаянных выводов, ведите жалом волну припоя по всем выводам, добавляя по необходимости припой в зону пайки. Старайтесь провести эту операцию быстро, не перегревая контактные площадки и микросхему. Вы видите смонтированную микросхему с шагом выводов 0,5 мм и просветом между выводами 0,25 мм Пайку таких SMD чип-компонентов как, транзисторы в корпусах SOT 23 и аналогичных производится почти так же, как и микросхем, за исключением необходимости гнать по выводам волну припоя. Стратегия пайки Вы можете придерживаться следующей стратегии пайки: 1) Миниатюрные чип-компоненты запаивайте всегда группами одного номинала. Например: вам необходимо запаять 20 резисторов 10 кОм, выполняйте Шаг 1 для всех резисторов номиналом 10 кОм, сверяясь с монтажным планом. После этого уже совсем не тратя времени на сверку с монтажным планом выполняйте Шаг2 и Шаг3. 2) В монтажном плане группы элементов помечайте разными цветами и знаками как вам удобно. 3) Количество компонентов нарезайте строго равным количеству компонентов в группе. Например, вы нарезали 20 резисторов 10 кОм, и в конце пайки вдруг вам не хватило или осталось несколько штук, таким образом, вы сразу обнаружите ошибку монтажа. Подобные ошибки часто случаются – человек все таки не робот, а вовремя обнаруженную ошибку легче устранить сразу, чем на полностью смонтированной плате. Заключение Данная статья не панацея, а всего лишь «выжатый» многолетний опыт, основанный на методе проб и ошибок. Конечно, возможны отступления в пайке, например, возможно паять миниатюрные чип-компоненты обычным прутковым припоем с применением предварительно нанесенного кисточкой на место пайки флюса. Но при этом будьте готовы, что через некоторое время запаянные резисторы типоразмера 1206 могут выходить из строя (примерно 1-2 %). Это связано, скорее всего, с повышенным тепловым ударом, который оставляет эти резисторы в статическом механическом напряжении и малейшая вибрация или деформация печатной платы приводит впоследствии к разрыву резистивного слоя. При монтаже таким методом конденсаторов типоразмера 1206 и чип-компонентов 0805 подобных проблем не обнаружено. Думаю что, все вышеприведенное поможет определиться тем, кто еще не решается применять в своих QRP конструкциях SMD компоненты. Надеюсь, что в одном из следующих номеров смогу рассказать о полуавтоматическом и автоматическом монтаже SMD компонентов.
"Круглый стол" по воскресеньям на частоте 3606кГц в 9.00 и в 22.00 МСК (в тестовом режиме) проводит R3LDQSL бюро работает по пятницам с 18.30 до 20.00 час. г. Смоленск ул. Кирова 22"б" правое крыло 3 этаж (здание ДОСААФ).
На главную | 
Регистрация
Меню сайта
Смоленское РО СРР
Каталоги
Карты
Он лайн вещание
Мини-чат
Меню пользователя
Поиск по сайту
Информация
Статистика