Поверхностный монтаж

Состав установщика BGA:

• Оптическая система с видеокамерой высокого разрешения и мегапиксельным объективом.
• Сменные вакуумные подвесы для фиксации и плавного перемещения BGA.
• Ручной вакуумный пинцет для подачи BGA в зону установки.
• Кольцевая регулируемая бестеневая подсветка на мощных светодиодах.
• 4-х координатная система с микрометрическими винтами для перемещения BGA и печатной платы.
• Блок управления подачей вакуума и осветителем посадочного места.
• Транспортировочная система для перемещения платы с точки позиционирования BGA в зону ИК паяльной станции.
• Компьютерное видео приложение на основе алгоритма с адаптивным методом сопоставления и отслеживания объектов для совмещения BGA с посадочным местом в Full HD разрешении.
• Опциональный гравитационный прижим с креплением на рамочный держатель платы. (предназначен для быстрой установки термодатчика в зону пайки BGA.)

Многослойные платы

Аппараты с элементами SMD обладают довольно плотной сборкой. По этой причине в плате дорожек обязано быть как можно больше. Не все они могут влезть на единую поверхность. По этой причине печатные платы создают из нескольких слоев.

В случаях, когда аппаратура сложная и обладает множеством элементов SMD, в платах получается больше слоев. Это можно сравнить с тортиком, у которого есть множество прослоек из коржей.

Печатные дорожки, которые связывают компоненты, расположены внутри платы. Заметить их невозможно. В качестве примера подобных плат можно привести платы смартфонов или ПК.

На нижней фотографии вы видите синюю плату от Айфона 3g. Плата зеленого цвета – от обычного ПК:

Каждому эксперту по ремонту аппаратуры известно, что при перегревании многослойной платы она может вздуться пузырем и прийти в негодность. По этой причине нужно правильно подобрать температуру. При замене соответствующих элементов она будет выступать главным козырем.

На ряде плат используются две стороны печатной платы. Соответственно плотность сборки из-за этого повышена в несколько раз. Кроме того, учитывайте, что материала для изготовления элементов SMD будет использоваться меньше. Когда экземпляры выпускаются в количестве 1 000 000 штук, себестоимость будет совершенно незначительной.

Модульный SMD установщик SMP-330

Технические характеристики

Набор ленточных питателей для SMD установщика

Ленточные питатели для катушек диаметром 7 дюймов устанавливаются в универсальную ячейку, в которой может быть размещено до 16 питателей с лентой шириной 8мм. Предусмотрены питатели для лент шириной 12 и 16 мм. Катушки диаметром 14 дюймов устанавливаются на стандартный питатель с помощью специального адаптера.

Дополнительный карусельный питатель к SMD установщику для компонентов в россыпи

Карусельный питатель на 24 ячейки предназначен для хранения мелких SMD компонентов в россыпи. Карусель смонтирована на шарикоподшипнике и вращается в любом направлении при помощи рукоятки. Карусель накрыта антистатическим стеклом, в котором предусмотрена прорезь, через которую оператор имеет доступ к одной из ячеек с SMD. В рабочей зоне SMD установщика может быть размещено до трех карусельных питателей.

Кассетные двухъярусные питатели к SMD установщику для обрезков лент

		Кассетные двухъярусные питатели предназначены для хранения на рабочем месте SMD компонентов в обрезках лент. При двухъярусной конфигурации достигается максимальная концентрация различных SMD компонентов на одном рабочем месте.
		Двухъярусные кассеты крепятся на магнитах к металлическому основанию. Основания выпускаются двух типоразмеров на 3 или 5 кассет. Обрезки лент с SMD вставляются в кассету с любой стороны.

Ленточные питатели с возвратом обрезков лент для SMD установщика

Ленточные питатели для обрезков лент устанавливаются на платформу с помощью винтов. На платформе может быть размещено до 18 питателей с лентой шириной 8мм. Предусмотрены питатели для лент шириной 12 и 16мм.

Варианты конфигурирования SMD установщика

	Рабочий стол ручного SMD установщика это основа вокруг которой устанавливаются различные питатели для хранения компонентов. Установщик SMD компонентов SMP-330 можно гибко укомплектовать несколькими видами питателей под различные нужды SMD монтажа. На следующих рисунках (виды сверху) представлены несколько вариантов конфигурации ручного установщика SMD компонентов.
	Универсальная конфигурация — наиболее оптимальна при работе с SMD компонентами, выдаваемыми на рабочее место, как в лентах на катушках, так и в обрезках лент. При выдаче компонентов в россыпи SMD размещаются в карусельном питателе.
	Практичная конфигурация — экономичный комплект при эпизодической работе с компонентами в россыпи, а также SMD упакованными в обрезки лент.
	Карусельная конфигурация — предназначена для работы с SMD компонентами в россыпи. Рабочее место можно укомплектовать 1-3 карусельными питателями, каждый из которых обеспечивает хранение 24 номиналов в отдельных ячейках.
	Ленточная конфигурация — обеспечивает мелкосерийное производство однотипных печатных узлов SMD компонентами, упакованными в ленты на катушке. На рабочем месте хранится от 16 до 48 номиналов SMD в лентах шириной 8мм.
	Конфигурация для работы с обрезками лент — оптимальный вариант, обеспечивающий использование максимального количества номиналов SMD на одном рабочем месте.

Сервис Термопро

Принципиально отличный сервис

Список компонентов

1. BQ1. Энкодер EC12E24204A8
2. C5. Конденсатор танталовый 35В, 10мкФ, типоразмер С
3. C1-C4, C7-C9. Конденсаторы керамические 0.1мкФ в корпусе 0805
4. C6. Конденсатор танталовый 16В, 22мкФ, типоразмер С
5. DD1. Микроконтроллер ATmega8A-AU в корпусе TQFP32
6. DA1. Стабилизатор L7805ACD2T-TR на 5В в корпусе D2PAK
7. DA2. Операционный усилитель LM358ADT в корпусе SO8
8. HG1. Семисегментный трехразрядный индикатор с общим катодом BC56-12GWA.Также на плате предусмотрено посадочное место под дешевый аналог.
9. HL1. Любой индикаторный светодиод на ток 20мА с шагом выводов 2,54мм
10. R1,R6. Резисторы 300 Ом, корпус 0805 — 2шт
11. R4, R7-R20. Резисторы 1кОм, корпус 0805 — 15шт
12. R3. Резистор 100кОм, корпус 0805
13. R5. Резистор 1МОм, корпус 0805
14. R2. Резистор подстроечный 3296W 100кОм
15. VT1. Полевой транзистор IRF3205SPBF в корпусе D2PAK
16. VT2-VT4. Транзисторы BC547BTA в корпусе SOT323 — 3шт
17. XS2. Клемма на два контакта с шагом выводов 5,08мм
18. XS1. Клемма на два контакта с шагом выводов 3,81мм
19. XS3. Клемма на три контакта с шагом выводов 3,81мм
20. XS4. Разъем программирования PLS-06
21. Разъем для подключения паяльника
22. Выключатель питания SWR-45 B-W(13-KN1-1)
23. Паяльник. О нем мы еще позже напишем
24. Детали из оргстекла для корпуса (ссылки на файлы для резки оргстекла в конце статьи)
25. Ручка энкодера. Можно купить ее, а можно напечатать на 3D-принтере. Файл для скачивания модели в конце статьи
26. Стойки. Их также можно напечатать, но можно использовать обычные втулки с отверстием 3мм и высотой 10мм
27. Винт М3х60 — 4шт
28. Гайка М3 — 8шт
29. Шайба М3 — 4шт
30. Шайба М3 увеличенная — 8шт
31. Шайба М3 гроверная — 8шт
32. Также для сборки потребуются монтажные провода, стяжки и термоусадочная трубка

2017-11-01 19:17:14

Общая информация:
 
Обзор
 
Компания Murata Manufacturing Co., Ltd. представила керамический конденсатор поверхностного монтажа типа IEC 60384-14*1 класса Y1*2, предназначенный для низкопрофильных источников питания. Этот конденсатор идеально подходит для всех импульсных источников питания AC-DC, которым требуются низкопрофильные компоненты для создания компактного аудио/видеооборудования, светодиодного освещения или стоечного оборудования высотой 1U*3. Массовое производство конденсатора началось в мае 2017 года.
 
Подробнее
 
Конденсаторы, сертифицированные для обеспечения безопасности, устанавливаются на входе питания для устранения шумов, которые возникают главным образом в коммерческих линиях питания переменного тока.
Обычно конденсаторы, сертифицированные для обеспечения безопасности, являются выводными, однако при монтаже их высота над платой представляет проблему, так как препятствует созданию низкопрофильных устройств и ограничивает возможности размещения компонентов. Кроме того, поскольку конденсаторы выводного типа монтируются в отверстия на печатной плате, их выводы выходят на обратную сторону печатной платы. Стандарты безопасности требуют фиксированного изолирующего расстояния между выводами и металлическими компонентами устройства, что усложняет схему пространственного расположения внутренних элементов устройства. Новый конденсатор Murata использует структуру выводов пластинчатой формы на дисковом керамическом диэлектрике. Он помещен внутри пластикового литого корпуса для сокращения толщины выводов по сравнению с конденсаторами выводного типа, что позволяет снизить установочную высоту в конечной продукции до 2,5 мм и меньше. Более того, формат компонента позволяет проводить поверхностный монтаж с помощью пайки оплавлением, при этом больше не требуется обеспечивать изолирующее расстояние с обратной стороны платы. Это обеспечивает снижение высоты профиля в источниках питания для устройств ограниченного размера — миниатюрного аудио/видеооборудования, светодиодной подсветки и стоечного оборудования высотой 1U — для которых пространственная компоновка элементов является сложной задачей.

  
Характеристики серии DK1
 
Размеры (Д х Ш x В): 11,4 х 6,0 x 2,5 мм
Номинальное напряжение: 250–300 В переменного тока (среднеквадратичное значение)
Емкость: 10 –1500 пФ
 
 
Применение
 
Импульсные источники питания AC-DC, которым требуются низкопрофильные компоненты для создания компактного аудио/видеооборудования, светодиодного освещения или стоечного оборудования высотой 1U*3
 
 
Электрические характеристики
 
Диапазон рабочих температур:–40 °С–125 °С
Номинальное напряжение:Y1: 300 В переменного тока (среднеквадратичное значение) или 250 В переменного тока (среднеквадратичное значение)                  X1: 440 В переменного тока (среднеквадратичное значение)
Емкость:10–1500 пФ
Сертификация на соответствие стандартам
(применимые стандарты)UL (UL 60384-14)
ENEC (EN 60384-14)
CQC (IEC 60384-14)
KTC (KC 60384-14)
Внешний размер

 
Устройство: мм, номинальное значение в скобках
 
Д11,4 +/– 0,5
Ш6,0 +/– 0,5
В2,5 или меньше
 
 
Разъяснение использованных терминов
 
*1. IEC 60384-14. Международный стандарт, определяющий допустимое давление и стойкость к горению для конденсаторов, подключаемых к коммерческим источникам питания с целью предотвращения горения и удара электрическим током из-за его утечки.
*2. Y1. Подкласс конденсаторов с изоляцией определенного типа в упомянутом выше стандарте. Конденсаторы подкласса Y1 имеют наивысшие требования к рабочим характеристикам.
*3. 1U. Единица измерения высоты таких устройств, как серверы или модули хранения, монтируемые в 19-дюймовую стойку для установки в центрах обработки данных или в другой точке. Устройство, эквивалентное по высоте одному модулю, имеет высоту 1U, устройство, по высоте эквивалентное двум модулям, имеет высоту 2U. Как правило, высота 1U считается равной 1,75 дюйма, согласно стандарту компьютерной отрасли, определяемому Ассоциацией электронной промышленности (EIA).

По материалам компании RUTRONIK.

Основные технологические операции и необходимое оборудование

	НАНЕСЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ ПАСТЫ
– пневматические дозаторы паяльной пасты серий ND-350 и ND-35. Эти же дозаторы могут использоваться для нанесения различных клеев, герметиков и других технологических материалов.
	Дозатор паяльной пасты и жидкостей ND-350	Дозатор паяльной пасты и жидкостей ND-35
	УСТАНОВКА SMD КОМПОНЕНТОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛОВ НА ПУ
– ручной модульный установщик SMD компонентов SMP-330, вакуумные пинцеты ВМ-0.45 и ВМ-0.8, а также несколько моделей дозаторов паяльной пасты ND-350 и ND-35 с функцией встроенного вакуумного пинцета.
	Установщик SMP-330	Вакуумные пинцеты
	АВТОМАТИЧЕСКАЯ ГРУППОВАЯ ПАЙКА ОПЛАВЛЕНИЕМ ПО ТЕРМОПРОФИЛЮ
– камерная печь оплавления LED-580. Печь также адаптирована для пайки длинномерных светодиодных линеек. Термостолы серии НП для пайки небольших партий по термопрофилю.
	Печь оплавления LED-580	Термостолы серии НП
	ВИДЕОПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ МИКРОСХЕМ BGA НА ПЛАТУ
— видеопозиционирование на ПУ микросхем с малым шагом выводов и BGA – видео установщик BGA ВП-750.3.
	Видео установщик ВП-750.3
	АВТОМАТИЧЕСКОЕ ОПЛАВЛЕНИЕ ШАРИКОВ BGA ПО ТЕРМОПРОФИЛЮ
– инфракрасная паяльная станция ИК-650 ПРО , станция легко интегрируется с видео установщиком образуя универсальный ремонтно-паяльный центр с широкими возможностями как для производства, так и для ремонта ПУ.
	Инфракрасная паяльная станция ИК-650 ПРО
	РУЧНОЙ МОНТАЖ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ, ПАЙКА РАЗЪЕМОВ
— ручные операции монтажа – универсальные паяльные станции серии АЛЬФА-100. Широкий выбор долговечных паяльных насадок и технология динамического терморегулирования обеспечивает работу, как с мелкими, так и с массивными компонентами. Двухканальная модель АЛЬФА-102 ИТ оснащается сменными импульсными инструментами для снятия изоляции с проводов, пайки разъемов и проведения ремонтных операций на ПУ. Зачистка проводов и монтаж проводов в разъемы — двухканальная паяльная станция АЛЬФА-102 ИТ, импульсная паяльная станция ФРЦ-150.	Паяльная станция АЛЬФА-100	Паяльная станция АЛЬФА-102 ИТ
	Импульсная паяльная станция ФРЦ-150
	ПОДОГРЕВ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
-подогрев и монтаж сложных ПУ – подогреватели плат серии НП обеспечивают подогрев сложных многослойный термокондуктивных печатных плат и ПУ установленных на теплоотводы при монтажных операциях.
	Подогреватели плат серии НП
	ПАЯЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Припои, флюсы, паяльные пасты, отмывочные жидкости и другая химия для электроники Российского производства от нашего партнёра компании ИЗАГРИ.
	Паяльные материалы
	КОНТРОЛЬ ТЕРМОПРОФИЛЯ ПАЙКИ
– 3-х канальный измеритель температуры и регистратор термопрофилей ТЕРМОСКОП ТА-570 М. Прибор занесен в реестр средств измерения военного назначения.
	Измеритель температуры Термоскоп ТА-570 М
	ВИЗУАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ ПУ
– настольная цифровая система видеоинспекции — видеомикроскоп в FHD разрешении HD-150/450. Изделие обеспечивает как проведение контрольных, так и монтажных операций с увеличением до 90 крат без напряжения органов зрения оператора.
	Электронный микроскоп HD-150/450
	РЕМОНТ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
Для ремонта печатных плат прекрасно адаптировано следующее оборудование: подогреватели плат серии НП, инфракрасная паяльная станция ИК-650 ПРО, двухканальная паяльная станция АЛЬФА-102 ИТ, импульсная паяльная станция ФРЦ-150.
Термостолы серии НП	Инфракрасная паяльная станция ИК-650 ПРО
	Паяльная станция АЛЬФА-102 ИТ	Импульсная паяльная станция ФРЦ-150
	СИСТЕМА ДЫМОУДАЛЕНИЯ ДЛЯ ПАЙКИ
Локальный дымоуловитель со сменным фильтром BOFA (Англия).
	Дымоуловители BOFA
	СЖАТЫЙ ВОЗДУХ
Компрессоры малогабаритные, бесшумные, малошумные, масляные и безмасляные BAMBI (Англия)
	Компрессоры BAMBI	Компрессоры BAMBI
	ХРАНЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ, ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ
Для этих целей мы можем предложить оснащение от наших партнеров из российской компании ПРОТЕХ: Антистатические ящики и кассеты, счетчики электронных компонентов и другое оборудование.
	ПРОТЕХ
	ОТМЫВКА ПУ
Ультразвуковые ванны Российских производителей, а также химия для электроники CRAMOLIN (Германия)
	Ультразвуковые ванны	Химия для электроники CRAMOLIN
	СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Нанесение упрочняющих, жаростойких, антибактериальных, декоративных (под золото, серебро, антрацит) покрытий, гальваники.

Недостатки

Недостатки поверхностного монтажа перед сквозным:

• производство требует более сложного и дорогого оборудования;
• при ручной сборке, например, единичных и малосерийных изделий, поверхностный монтаж требует более высокой квалификации и специальных инструментов;
• высокие требования к качеству и условиям хранения технологических материалов;
• при проектировании топологии печатных плат необходимо учитывать не только электрические, но и тепловые, а иногда и механические характеристики элементов. Это связано с высокой плотностью монтажа, а также с тем фактом, что компоненты и печатная плата часто имеют непосредственный тепловой контакт, и при этом различные коэффициенты теплового расширения, что может привести к появлению перенапряжений, короблению и отрыву элементов;
• при групповой пайке требуется обеспечивать очень точное соблюдение температуры и времени нагрева, во избежание перегрева компонентов, либо появления непропаянных участков. Качество групповой пайки еще и зависит от топологии печатной платы, что также нужно учитывать при её проектировании.

Виды корпусов SMD-элементов

Все подобные элементы можно разделить по группам на основании количества выводов на корпусе. Их может быть два, три, четыре-пять, шесть-восемь. И последняя группа – более восьми. Но существуют чипы без видимых ножек-выводов. Тогда на корпусе будут либо контакты, либо припой в виде маленьких шишек. Еще различаться SMD-компоненты могут размерами (к примеру, высотой).

Виды SMD-элементов

Вообще маркировка проставляется только на более крупных чипах, да и то ее очень трудно разглядеть. В остальных же случаях без схемы разобраться, что за элемент перед глазами, невозможно. Размеры SMD-компонентов бывают разными. Все зависит от их производительности. Чаще всего, чем больше размер чипа, тем выше его номинал.

Сравнение с обычными элементами

Помните, мы с вами ремонтировали материнскую плату компьютера и меняли конденсаторы и полевые транзисторы? Это достаточно крупные элементы, на которых можно невооружённым взглядом прочесть маркировку. Конденсаторы в низковольтном стабилизаторе напряжения ядра процессора на материнской плате нельзя сделать очень маленькими. Для должной фильтрации пульсаций они должны обладать емкостью в несколько сотен микрофарад. Такую емкость не втиснешь в маленький объем.

Полевые транзисторы в этом стабилизаторе тоже нельзя сделать очень маленькими. Через них протекают токи в десятки ампер. Используются полевые транзисторы с очень небольшим сопротивлением открытого канала — десятые и сотые доли Ома. Но при таких токах они могут рассеивать мощность в половину Ватта и больше. Протекание тока по открытому каналу вызывает нагрев транзистора. Тепло при этом излучается в окружающее пространство через площадь корпуса транзистора. Если корпус будет очень маленьким, транзистор не сможет рассеять тепло и сгорит.

Кстати, обратите внимание: полевые транзисторы припаяны корпусом к площадкам печатной платы. Медные площадки хорошо проводят тепло, поэтому теплоотвод получается более эффективным

Но есть на той же материнской плате компоненты, по которым не протекают большие токи, и они не рассеивает большой мощности. Поэтому их можно сделать очень небольшими. Если мы заглянем внутрь компьютерного блока питания, то увидим там очень небольшие по размерам конденсаторы и резисторы. Они используют в цепях управления и обратной связи.

Такие элементы выглядят как цилиндрик или кирпичик с тонкими проволочными выводами. Монтаж этих компонентов ведется традиционным способом: через отверстия в плате элемент припаивается выводами к контактным площадкам платы. Это технология была освоена десятки лет назад. Е

е недостаток в том, что в плате нужно сверлить десятки или сотни отверстий. Это не самая простая технологическая операция. Чтобы избавиться от сверления (или уменьшить число отверстий) и уменьшить размеры готовых изделий, и придумали SMD компоненты. Материнские платы компьютеров содержат как обычные элементы с проволочными выводами, так и SMD компонентов. Последних – больше.

Проверка качества работы

1. В идеале должна быть соединена контактная площадь и вывод детали. При этом сама пайка должна обладать гладкой и блестящей поверхностью.
2. В случае получения сферической формы или наличия связи с соседними контактными площадками необходимо разогреть припой и удалить его излишки. Учитывайте, что после работы с ним на жале паяльника всегда есть его определённое количество.
3. При наличии матовой поверхности и царапин расплавьте припой ещё раз и, не сдвигая детали, дайте ему остыть. В случае необходимости можно добавить его ещё в небольшом количестве.

Для удаления остатков флюса с платы можно воспользоваться подходящим растворителем. Но эта операция не является обязательной, ведь его наличие не мешает и не сказывается на функционировании схемы

А теперь давайте уделим внимание теории пайки. Потом мы пройдёмся по особенностям каждого отдельного варианта

SMD-диоды и SMD-транзисторы

SMD-диоды

SMD-диоды бывают либо в форме цилиндра, либо прямоугольными. Распределение типоразмеров такое же, как и у дросселей.

Мощность SMD-транзисторов бывает малая, средняя и большая, разница в корпусах зависит как раз от этого параметра. Из них выделяют две группы – это SOT и DPAK. Интересно, что в одном корпусе может быть несколько компонентов, к примеру – диодная сборка.

Вообще сами по себе SMD-детали представляют огромный интерес не только для профессиональных радиолюбителей, но и для начинающих. Ведь если разобраться, то пайка таких печатных плат – дело не из легких. Тем приятнее научиться разбираться во всех маркировках чипов и научиться, четко следуя схеме, заменять перегоревшие SMD-детали на новые или демонтированные с другой платформы

К тому же многократно повысится и уровень владения паяльником, ведь при работе с чипами необходимо учитывать множество нюансов и соблюдать предельную осторожность