Пайка smd компонентов: Урок 7 — Монтаж и пайка SMD

Урок 7 — Монтаж и пайка SMD

Урок 7 — Монтаж и пайка SMD

Урок 7 — Монтаж и пайка SMD

Урок 7 — Монтаж и пайка SMD

Монтаж и пайка SMD

https://masterkit.ru/blog/lessons/urok-7-montazh-i-pajka-smd

Даже если тебе никогда в жизни не придётся самостоятельно иметь дело с чип-деталями, надо понимать, что 99% всей современной электроники создаётся именно на их основе. Поэтому каждый уважающий себя радиолюбитель должен хотя бы в общих чертах представлять SMD-техпроцесс.
В предыдущем уроке мы уже познакомились с так называемыми SMD-компонентами (чип-компонентами). Сейчас же пришло время узнать, как осуществляется их монтаж и пайка.
Можно припаять SMD-деталь и с помощью самого обычного припоя и паяльника с тонким жалом. Процесс состоит из трёх шагов:

— наносим припой на одну контактную площадку;
— с помощью пинцета устанавливаем чип-компонент на нужную позицию и, удерживая деталь пинцетом, прогреваем один из его выводов. Деталь зафиксирована, пинцет можно убрать;
— припаиваем второй вывод компонента.

Ручная пайка SMD-компонентов

Примерно таким же образом можно паять SMD-транзисторы и микросхемы.

Но ручная пайка – это очень долгий и кропотливый процесс, поэтому применяется только радиолюбителями для создания единичных конструкций. На крупных радиозаводах всё стараются автоматизировать. Поэтому там никто не паяет каждую деталь по отдельности паяльником, процесс совершенно другой.

Ты уже знаешь, что такое припой: гибкая оловянно-свинцовая проволока, которая при нагреве паяльником расплавляется, а после остывания застывает и надёжно фиксирует вывод радиодетали, обеспечивая при этом электрический контакт. Но припой может быть не только в виде оловянно-свинцового прутка. Можно создать припой в виде пасты, которая так и называется – паяльная паста. Паста содержит в своём составе и флюс, и мельчайшие частички олова. При нагреве паста расплавляется, а после остывания застывает, обеспечивая электрический и механический контакт.

Паяльная паста наносится на все контактные площадки. При производстве опытных образцов и мелкосерийных партий пасту наносят с помощью ручных дозаторов: шприцом, например, или даже зубочисткой. Но при крупносерийном производстве используется другая технология нанесения пасты. Сначала изготавливается трафарет: тонкий лист из нержавеющей стали, в котором имеются отверстия, точно совпадающие с контактными площадками печатной платы. Трафарет прижимается к печатной плате, сверху наносится слой паяльной пасты и разравнивается специальным шпателем. Затем трафарет поднимается, и таким образом буквально за пару секунд паяльная паста оказывается нанесённой на все контакты печатной платы.

Печатная плата с нанесённой на контактные площадки паяльной пастой

Теперь на плату можно устанавливать компоненты. SMD-компонент можно аккуратно установить на нужные контактные площадки. В радиолюбительстве установку компонентов производят вручную с помощью обычного или вакуумного пинцета, а на крупных производствах эту операцию выполняют роботы, которые могут установить до нескольких сотен деталей в минуту! Благодаря тому, что паяльная паста вязкая, компонент как бы фиксируется на своём месте, и это очень удобно.

После установки всех SMD-компонентов происходит пайка платы. Плата помещается в специальную печь, где за несколько минут нагревается примерно до 300С. Паяльная паста расплавляется, а после остывания обеспечивает механический и электрический контакт компонентов. Для того, чтобы избежать термоударов, важно настроить термопрофиль, то есть скорость нагрева и охлаждения печатной платы. В промышленности используются специальные многозонные печи, в каждой камере которых поддерживается строго заданная температура. Печатная плата, двигаясь по конвейеру, последовательно проходит все зоны печи.

Паяльные печи: промышленная (слева) и для мелкосерийной пайки (справа)

В мелкосерийном и опытном производстве используются компактные печки, в которых платы «запекаются» по одной. Радиолюбители и вовсе иногда приспосабливают для этих целей бытовые духовые шкафы, или нагревают печатную плату горячим воздухом с помощью промышленного фена. Конечно, качество пайки при таких кустарных методах очень нестабильно, но и требования к надёжности радиолюбительских конструкций обычно не высокие.

После окончания пайки плату промывают от остатков флюса, входящего в состав паяльной пасты, сушат и проверяют. Если в конструкции имеются DIP-компоненты, их припаивают в последнюю очередь, и даже на крупных радиозаводах этот процесс производится, как правило, вручную. Дело в том, что автоматизировать DIP-процесс очень сложно и дорого, именно поэтому современная радиоэлектроника в основном проектируется на SMD-компонентах.

Скачать урок в формате PDF

Как правильно паять SMD компоненты – список инструментов и принцип пайки

Главная » Электрика » Компоненты

Автор: Школа светодизайна MosBuild

Многие задаются вопросом, как правильно паять SMD-компоненты. Но перед тем как разобраться с этой проблемой, необходимо уточнить, что же это за элементы. Surface Mounted Devices – в переводе с английского это выражение означает компоненты для поверхностного монтажа. Главным их достоинством является большая, нежели у обычных деталей, монтажная плотность. Этот аспект влияет на использование SMD-элементов в массовом производстве печатных плат, а также на их экономичность и технологичность монтажа. Обычные детали, у которых выводы проволочного типа, утратили свое широкое применение наряду с быстрорастущей популярностью SMD-компонентов.

Содержание

1. Ошибки и основные принцип пайки
2. Пайка в заводских условиях
3. Необходимые материалы и инструменты
4. Как паять SMD-компоненты?
5. Порядок работ
6. Как паять при помощи фена?

Ошибки и основные принцип пайки

Некоторые умельцы утверждают, что паять такие элементы своими руками очень сложно и довольно неудобно. На самом деле, аналогичные работы с ТН-компонентами проводить намного труднее. И вообще эти два вида деталей применяются в различных областях электроники. Однако многие совершают определенные ошибки при пайке SMD-компонентов в домашних условиях.

SMD-компоненты

Главной проблемой, с которой сталкиваются любители, является выбор тонкого жала на паяльник. Это связано с существованием мнения о том, что при паянии обычным паяльником можно заляпать оловом ножки SMD-контактов. В итоге процесс паяния проходит долго и мучительно. Такое суждение нельзя считать верным, так как в этих процессах существенную роль играет капиллярный эффект, поверхностное натяжение, а также сила смачивания. Игнорирование этих дополнительных хитростей усложняет выполнение работы своими руками.

Пайка SMD-компонентов

Чтобы правильно паять SMD-компоненты, необходимо придерживаться определенных действий. Для начала прикладывают жало паяльника к ножкам взятого элемента. Вследствие этого начинает расти температура и плавиться олово, которое в итоге полностью обтекает ножку данного компонента. Этот процесс называется силой смачивания. В это же мгновение происходит затекание олова под ножку, что объясняется капиллярным эффектом. Вместе со смачиванием ножки происходит аналогичное действие на самой плате. В итоге получается равномерно залитая связка платы с ножками.

Контакта припоя с соседними ножками не происходит из-за того, что начинает действовать сила натяжения, формирующая отдельные капли олова. Очевидно, что описанные процессы протекают сами по себе, лишь с небольшим участием паяльщика, который только разогревает паяльником ножки детали. При работе с очень маленькими элементами возможно их прилипание к жалу паяльника. Чтобы этого не произошло, обе стороны припаивают по отдельности.

Пайка в заводских условиях

Этот процесс происходит на основе группового метода. Пайка SMD-компонентов выполняется с помощью специальной паяльной пасты, которая равномерно распределяется тончайшим слоем на подготовленную печатную плату, где уже имеются контактные площадки. Этот способ нанесения называется шелкографией. Применяемый материал по своему виду и консистенции напоминает зубную пасту. Этот порошок состоит из припоя, в который добавлен и перемешан флюс. Процесс нанесения выполняется автоматически при прохождении печатной платы по конвейеру.

Заводская пайка SMD-деталей

Далее установленные по ленте движения роботы раскладывают в нужном порядке все необходимые элементы. Детали в процессе передвижения платы прочно удерживаются на установленном месте за счет достаточной липкости паяльной пасты. Следующим этапом происходит нагрев конструкции в специальной печи до температуры, которая немного больше той, при которой плавится припой. В итоге такого нагрева происходит расплавление припоя и обтекание его вокруг ножек компонентов, а флюс испаряется. Этот процесс и делает детали припаянными на свои посадочные места. После печки плате дают остыть, и все готово.

Необходимые материалы и инструменты

Для того чтобы своими руками выполнять работы по впаиванию SMD-компонентов, понадобится наличие определенных инструментов и расходных материалов, к которым можно отнести следующие:

• паяльник для пайки SMD-контактов;
• пинцет и бокорезы;
• шило или игла с острым концом;
• припой;
• увеличительное стекло или лупа, которые необходимы при работе с очень мелкими деталями;
• нейтральный жидкий флюс безотмывочного типа;
• шприц, с помощью которого можно наносить флюс;
• при отсутствии последнего материала можно обойтись спиртовым раствором канифоли;
• для удобства паяния мастера пользуются специальным паяльным феном.

Пинцет для установки и снятия SMD-компонентов

Использование флюса просто необходимо, и он должен быть жидким. В таком состоянии этот материал обезжиривает рабочую поверхность, а также убирает образовавшиеся окислы на паяемом металле. В результате этого на припое появляется оптимальная сила смачивания, и капля для пайки лучше сохраняет свою форму, что облегчает весь процесс работы и исключает образование «соплей». Использование спиртового раствора канифоли не позволит добиться значимого результата, да и образовавшийся белый налет вряд ли удастся убрать.

Припой для пайки

Очень важен выбор паяльника. Лучше всего подходит такой инструмент, у которого возможна регулировка температуры. Это позволяет не переживать за возможность повреждения деталей перегревом, но этот нюанс не касается моментов, когда требуется выпаивать SMD-компоненты. Любая паяемая деталь способна выдерживать температуру около 250–300 °С, что обеспечивает регулируемый паяльник. При отсутствии такого устройства можно воспользоваться аналогичным инструментом мощностью от 20 до 30 Вт, рассчитанным на напряжение 12–36 В.

Использование паяльника на 220 В приведет к не лучшим последствиям. Это связано с высокой температурой нагрева его жала, под действием которой жидкий флюс быстро улетучивается и не позволяет эффективно смачивать детали припоем.

Специалисты не советуют пользоваться паяльником с конусным жалом, так как припой трудно наносить на детали и тратится уйма времени. Наиболее эффективным считается жало под названием «Микроволна». Очевидным его преимуществом является небольшое отверстие на срезе для более удобного захвата припоя в нужном количестве. Еще с таким жалом на паяльнике удобно собирать излишки пайки.

Жало для паяльника «Микроволна»

Использовать припой можно любой, но лучше применять тонкую проволочку, с помощью которой комфортно дозировать количество используемого материала. Паяемая деталь при помощи такой проволочки будет лучше обработана за счет более удобного доступа к ней.

Как паять SMD-компоненты?

Порядок работ

Процесс пайки при тщательном подходе к теории и получении определенного опыта не является сложным. Итак, можно всю процедуру разделить на несколько пунктов:

1. Необходимо поместить SMD-компоненты на специальные контактные площадки, расположенные на плате.
2. Наносится жидкий флюс на ножки детали и нагревается компонент при помощи жала паяльника.
3. Под действием температуры происходит заливание контактных площадок и самих ножек детали.
4. После заливки отводится паяльник и дается время на остывание компонента. Когда припой остыл — работа выполнена.

Процесс пайки SMD-компонентов

При выполнении аналогичных действий с микросхемой процесс пайки немного отличается от вышеприведенного. Технология будет выглядеть следующим образом:

1. Ножки SMD-компонентов устанавливаются точно на свои контактные места.
2. В местах контактных площадок выполняется смачивание флюсом.
3. Для точного попадания детали на посадочное место необходимо сначала припаять одну ее крайнюю ножку, после чего компонент легко выставляется.
4. Дальнейшая пайка выполняется с предельной аккуратностью, и припой наносится на все ножки. Излишки припоя устраняются жалом паяльника.

Паяльник с острым жалом 24 В.

Как паять при помощи фена?

При таком способе пайки необходимо смазать посадочные места специальной пастой. Затем на контактную площадку укладывается необходимая деталь — помимо компонентов это могут быть резисторы, транзисторы, конденсаторы и т. д. Для удобства можно воспользоваться пинцетом. После этого деталь нагревается горячим воздухом, подаваемым из фена, температурой около 250º C. Как и в предыдущих примерах пайки, флюс под действием температуры испаряется и плавится припой, тем самым заливая контактные дорожки и ножки деталей. Затем отводится фен, и плата начинает остывать. При полном остывании можно считать пайку оконченной.

Фен для паяния мелких деталей

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Как сделать пайку SMD с помощью паяльника

You are here: Home / Пайка / Как сделать SMD пайку с помощью паяльника

1 июля 2012 г. Автор: Øyvind Nydal Dahl 18 комментариев

Для пайки SMD в домашних условиях не требуется сложного оборудования. Это легко сделать с помощью паяльника.

SMD расшифровывается как «Устройство для поверхностного монтажа» и представляет собой компоненты, которые припаиваются к поверхности печатной платы.

Позвольте мне рассказать вам, как выполнять пайку SMD с помощью паяльника.

(Наиболее распространенный метод пайки этих компонентов — использование печи. Также называется пайкой SMD пайкой оплавлением) компоненты, установленные в отверстиях.

Инструменты для пайки, необходимые для пайки компонентов поверхностного монтажа:

• Паяльник (используйте тонкое жало, если он у вас есть)
• Припой
• Флюс для припоя (полезно, но не обязательно)
• Пинцет
• Микроскоп или лупа

Как припаять резистор для поверхностного монтажа

Пайка резистора — самый простой способ начать обучение пайке SMD.

Начните с нанесения флюса на одну площадку на печатной плате. Флюс очищает контактную площадку и облегчает правильное закрепление припоя.

Нанесите немного припоя на кончик утюга и коснитесь кончиком печатной платы так, чтобы часть припоя попала на площадку.

Поместите резистор на место и, удерживая его там пинцетом, коснитесь наконечника паяльника, чтобы он нагрел как компонент, так и контактную площадку печатной платы.

Теперь резистор следует закрепить с одной стороны. Снова нанесите припой на жало паяльника и коснитесь жала с другой стороны.

Теперь ваш резистор готов к работе, но вы можете осмотреть места пайки с помощью микроскопа или лупы, чтобы убедиться в надежности соединения.

Как паять микросхемы для поверхностного монтажа

Метод пайки микросхемы для поверхностного монтажа очень похож на метод пайки резистора.

Начните с нанесения флюса на все контактные площадки на печатной плате.

Нанесите немного припоя на одну из угловых площадок чипа.

Поместите и выровняйте чип с помощью пинцета.

Удерживая чип на месте, коснитесь угловой площадки кончиком паяльника, чтобы припой расплавил контакт и контактную площадку.

Проверить выравнивание чипа. Если он не на своем месте, используйте паяльник, чтобы ослабить контактный чип и правильно выровнять чип.

Продолжайте пайку на противоположном углу, нанеся немного припоя на жало паяльника, а затем прикоснувшись к контактной площадке печатной платы и контакту одновременно. Сделайте это для всех контактов чипа, один за другим.

После того, как все выводы будут припаяны, следует тщательно осмотреть места пайки с помощью микроскопа или лупы, чтобы проверить наличие плохих соединений или перемычек.

Альтернативные методы

Существует несколько альтернативных методов пайки SMD. Ниже я объясню два метода, которые я использую.

Использование паяльной пасты

Начните с нанесения флюса на контактные площадки печатной платы. Затем нанесите паяльную пасту на все контактные площадки компонента, который вы хотите припаять.

С помощью пинцета поместите компонент в правильное положение и удерживайте его там. Поместите наконечник паяльника на каждую из контактных площадок, чтобы припой расплавился и обеспечил хорошее соединение между компонентом и платой.

Заливка припоем

Этот метод предназначен для пайки чипов.

Как обычно начните с нанесения флюса на контактные площадки на печатной плате. Прикрепите один из угловых контактов чипа к его площадке с помощью припоя. Убедитесь, что чип правильно выровнен по контактным площадкам.

Теперь воспользуйтесь паяльником и залейте контакты припоем, чтобы все контакты были соединены. На картинке ниже залиты только несколько пинов, но идея состоит в том, чтобы залить все пины.

Затем начните с одного конца и нагрейте контакт, чтобы припой расплавился на следующих 2-3 контактах. Используйте присоску для припоя, чтобы всосать лишний припой.

Продолжайте движение вниз по ряду и нагревайте 2-3 вывода одновременно, пока вы высасываете припой. После того, как весь лишний припой будет удален, проверьте под микроскопом наличие перемычек припоя.

Метод пайки SMD, не рассматриваемый здесь, представляет собой печь оплавления.

Это наиболее распространенный метод пайки в профессиональном мире.

Вернуться от Пайка SMD к Как паять

Другие уроки по пайке

Рубрики: Пайка

Пайка SMD | Руководство по пайке для поверхностного монтажа

Узнайте, как паять SMD, из этого подробного руководства по пайке для поверхностного монтажа.

Пайка и демонтаж SMD мало чем отличается от процесса пайки и демонтажа через отверстие.

Распайка SMD обычно выполняется с помощью фена, в то время как пайка может выполняться с помощью паяльника и проволочного припоя или с использованием паяльной пасты или шариков припоя (BGA) и фена для поверхностного монтажа / ремонтной станции.

Существует множество процессов поверхностной пайки компонентов SMD, но ни один из них не подходит для всех применений.

Содержание:

Типы процесса пайки SMD

Все процессы пайки SMD имеют технические проблемы, и существуют способы их решения. Поскольку конвекционная пайка с преобладанием конвекции ИК-пайка обеспечивает более высокий выход и более низкие эксплуатационные расходы, она стала предпочтительным процессом для пайки оплавлением.

Пайка в паровой фазе не исчезнет, ​​но по-прежнему будет использоваться в нишевых приложениях. Для некоторых специализированных работ также используются другие процессы пайки оплавлением, такие как лазерная пайка и пайка сопротивлением горячим стержнем.

Эти процессы пайки предназначены не для замены паровой фазы или ИК, а для их дополнения. Процесс, используемый в конечном итоге, должен выбираться на основе конкретных требований предполагаемого применения, результатов дефектов припоя и общей стоимости.

Процесс пайки SMD для массового производства

Для массового производства на заводах пайка SMD выполняется с использованием машины SMT. Основной такой машиной является печь оплавления.

Печь для оплавления

Наиболее широко используемые процессы пайки оплавлением в электронике:

1. Парофазная пайка; и
2. Инфракрасный.

Читать:

• Оборудование для пайки оплавлением поверхностного монтажа
• Печь для отверждения/обжига поверхностного монтажа для пайки поверхностного монтажа

Видео: Процесс селективной пайки

Процесс ручной пайки SMD

Ручная пайка SMD выполняется с использованием паяльника или паяльной станции, паяльной станции горячего воздуха, проволочного припоя и припоя Вставить. Этот процесс используется в основном для ремонта/переделки.

Читать : Пайка SMT и сборка печатных плат

Видео: Руководство по пайке SMD – Как паять компоненты SMD промышленность останется в режиме смешанной сборки печатных плат, используйте электронных компонентов SMD и сквозных электронных компонентов для сборки различных типов печатных плат использование сквозных компонентов будет продолжаться в обозримом будущем. Нет процесса более экономичного, чем пайка волной припоя для активных и пассивных электронных компонентов со сквозным отверстием. Использование оплавления с паяльной пастой также будет предпочтительным для некоторых приложений.

Из-за широкого использования флюсов с низким содержанием твердых частиц или не требующих отмывки припоев использование азота стало обычным явлением как для процессов пайки волной, так и для пайки оплавлением. Однако не следует ожидать, что азот станет панацеей от дефектов припоя. Он поможет только в той степени, в какой он влияет на выход пайки.