Кто на сайте
Сейчас 44 гостей онлайн
Авторизация





Ручная пайка SMD компонентов

Насадки для поверхностного монтажа

При глобальной миниатюризации производимых электронных приборов возникает необходимость использования соответствующего оборудования. Для решения этих проблем передовые производители паяльного оборудования предлагают производителям электронного оборудования — конечным пользователям своей продукции — технологии и приборы, позволяющие монтировать и ремонтировать компоненты с шагом выводов до 0,4мм и чип-компонентов типоразмера 0402. Это достигается установкой прецизионных наконечников, заменой керамических нагревателей на индукционные и импульсные, переходом с аналогового управления процессом на цифровое, использования прецизионных инструментов.

Независимо от типа нагрева приемы пайки компонентов, которые определяются формой наконечника, идентичны. Наиболее распространены следующие формы наконечников: конус, клин, нож, миниволна.

Клин — наиболее распространенная форма жал, применяется для пайки большинства несложных компонентов. Подбор размера осуществляется исходя из размера вывода.

Конус — принцип пайки аналогичен пайке жалом клинообразной формы, однако диаметр среза конуса намного меньше, чем размер клина, что позволяет паять чип-компоненты и компоненты с шагом выводом до 1 мм.

Миниволна — для пайки компонентов с продольным расположением большого количества выводов (QFP, SSOP, SOIC и т.п.)

Наконечник типа «миниволна» имеет форму усеченного конуса с небольшим углублением поверхности усечения. Такая форма позволяет накапливать припой в количестве, необходимом для всего ряда выводов, распределяя его тонким слоем равномерно по всем выводам (принцип пайки волной припоя, но на локальном участке), при этом припой стекает по боковой поверхности вывода и формирует ровную галтель.

Техника пайки наконечником типа «миниволна»: компонент зафиксировать на посадочном месте пайкой крайних выводов (минимум — двух), подать припой в место пайки (любым способом) и наконечником типа «миниволна» провести по ряду выводов.

Рекомендации по подбору размеров наконечника: длина среза должна соответствовать длине той части вывода, которая будет образовывать галтель, таким образом, чтобы площадь среза наконечника полностью покрывала вывод с верхней стороны. Диаметр жала выбирать исходя из шага выводов.

Насадка для чип-компонентов — позволяет проводить пайку компонентов с двусторонним расположением выводов в одно движение. Обеспечивается равномерный прогрев корпуса компонента, что предотвращает перепад температур в корпусе, и следовательно, его повреждение (появление микротрещин, «эффект гробового камня»).

Нижний подогрев

Нижний подгорев позволяет уменьшить теплоотвод от компонента в плату и таким образом снизить необходимую температуру термоинстумента для его пайки или демонтажа. При использовании воздушных методов замены компонентов нижний подогрев уменьшает или исключает вовсе коробление платы, которое может возникнуть вследствие ее одностороннего нагрева горячим воздухом.

Кроме того, печатные платы, выполненные из материалов на основе керамики, перед пайкой требуют плавного предварительного нагрева из-за чувствительности этих материалов к резким перепадам температур.

В зависимости от способа передачи тепла различают инфракрасные и конвекционные нижние подогреватели. Инфракрасные подогреватели как правило состоят из нескольких кварцевых ламп, имеющих ярко выраженное красное свечение. Конвекционные приборы могут работать за счет принудительной – с помощью вентилятора или естественной – за счет восходящего воздушного потока – конвекции.


Оборудование для демонтажа

Оборудование для демонтажа компонентов по принципам теплового воздействия возможно подразделить на: контактное, конвекционно-воздушное (паяльно-ремонтные станции) и термо-воздушное (термофены).

Контактное оборудование для монтажа не требует значительных финансовых затрат, т.к. используется паяльная станция, укомплектованная специальной насадкой для демонтажа — термопинцетом. Сами жала имеют различные размеры для выпайки и захвата различых компонентов. Область применения термопинцетов: чип-компоненты, компоненты с двусторонним расположением выводов (TSSOP, SOIC, SO).


Для демонтажа компонентов с большим количеством выводов и большим корпусом, когда расстояние от паяного контакта до чипа достаточно велико, можно воспользоваться той же насадкой, что и для пайки, а также медной оплетки для выпайки. При проведении по выводам компонента кончиком оплетки, нагретым жалом паяльника, весь припой с контакта расплавляется и впитывается в оплетку. Загрязненный конец оплетки отрезается.

Для демонтажа компонентов со штырьковыми выводами используется оборудования с оловоотсосом. Данное оборудование представляет собой паяльник с вакуумом, насадки которого изготовлены в виде сопла различного диаметра — в зависимости от диаметры выпаеваемого вывода.

Конвекционные системы обеспечивают очень точное термоуправление. Это обусловлено наличием условно замкнутого пространства внутри сопла, накрывающего компонент, куда горячий воздух поступает в небольшом количестве, необходимом только для поддержания требуемой температуры. Область применения: компоненты с расположением выводов по периметру и с нижней стороны корпуса (QFP, BGA). Конвекционные системы комплектуются соплами различных размеров для монтажа/демонтажа компонентов соответствующего размера.

Наиболее удобными для целей демонтажа являются так называемые термоэкстракторы — индукционные паяльные системы с подключаемым вакуумом для захвата компонента. У таких систем в центре сопла встроена «присоска», в отверстие которой подается вакуум. В момент расплавления припоя присоска опускается до соприкосновения с корпусом компонента, после чего присоска уже вместе с компонентом поднимается вверх.

Фен, в отличие от конвекционной системы, создает открытый воздушный поток, сфокусированный с помощью сопла на выводы компонента. При движении по каналам сопла воздух частично остывает. В результате, его температура на выходе сопла, а особенно на небольшом удалении от него, становится непредсказуемой. Это крайне затрудняет использование выпускаемых ранее термо-воздушных систем в бессвинцовой технологии с ее повышенными требованиями к точности термоуправления и безопасности нагреваемых компонентов.

Индукционные паяльные станции

В основе индукционного метода нагрева лежит нагрев проводника (наконечника паяльника) переменным магнитным полем. Собственно наконечник изготовлен из меди с ферромагнитным покрытием в его хвостовой части, которая в тоже время является сердечником катушки, создающей постоянно действующее переменное магнитное поле.

Наконечник нагревается за счет наведенных поверхностных токов. При определенной температуре, известной в физике как точка Кюри, ферромагнетик теряет свои магнитные свойства, нагрев прекращается, и температура стабилизируется.

В момент касания платы температура наконечника падает, магнитные свойства материала мгновенно восстанавливаются, и наконечник вновь начинает поглощать энергию из магнитного поля, стремясь удержать температуру в точке Кюри. Чем более теплоемкий контакт приходится паять, тем больше отклонится температура, и тем больше энергии будет поглощено из поля. Таким образом, система «подбирает» требуемую мощность для нагрева каждого контакта в зависимости от его теплоемкости.

Главное преимущество индукционного паяльника перед классическим – это потрясающая теплоотдача. Миниатюрный инструмент с индукционным нагревателем мощностью всего лишь 35 Вт на многослойной плате работает так, как некоторые классические паяльники вдвое большей мощности. Практически это означает, что все работы могут выполняться при более низкой температуре наконечника без риска получить «холодную пайку» и прочих неприятностей. Кроме того, один и тот же паяльник может быть использован как для тончайших операций с микро компонентами, так и для силовой пайки на многослойных платах. При этом инструмент остается очень легким и эргономичным. Столь уникальные свойства объясняются тем, что в индукционном паяльнике нагреву подвергается непосредственно сам наконечник, в то время как у классических инструментов первично нагревается проводник в нагревательном элементе, а наконечник получает тепло уже вторично. При этом, на пути от нагретого проводника к наконечнику может быть масса препятствий, начиная от керамики, теплопроводность которой весьма ограничена, кончая воздушным зазором, что вообще недопустимо, но до сих пор встречается. 

Компания «Радиоэлектроника.РУ» предлагает полный ряд моделей паяльного оборудования ведущих мировых производителей: Quick, ERSA, Актаком, Weller, HAKKO, Metcal, Магистр

Коментарии:

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить