Smt монтаж печатных плат что это

Технология SMT монтажа печатных плат

Пост опубликован: 21 ноября, 2020

Сборка печатных плат — сложный процесс, требующий использования современных точных технологий для получения продукта высочайшего качества. Плата, предназначенная для сборки электронных компонентов, должна производиться на заводах с особой точностью. При производстве электронных схем существует несколько методов сборки компонентов. Один из них — поверхностный монтаж SMT.

Контрактная сборка — что это такое и в какой отрасли будет работать

Сборка печатных плат https://a-contract.ru/produkcija/montazh-pechatnykh-plat/ требует использования специальных точных технологий и инструментов. По этой причине производство печатных плат крупными заводами и компаниями из различных отраслей (например, автомобильной, строительной или медицинской), использующих печатные платы, часто бывает убыточным.

Открытие собственной линии обходится очень дорого. По этой причине крупные компании решают нанять внешнего подрядчика, специализирующегося в этой отрасли.

Способы сборки компонентов на печатной плате

Cуществуют три основных метода:

Что такое поверхностный монтаж SMT

Подробно рассмотрим, что такое поверхностный монтаж SMT, который, за исключением особых случаев, является полностью автоматическим.

Smt монтаж печатных плат что это. mont1. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-mont1. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка mont1

Что означает аббревиатура SMT?

Это аббревиатура с английского языка Surface Mount Technology — технология поверхностного монтажа.

Что означает монтаж SMT?

Это способ размещения электронных компонентов на печатной плате. Компоненты непосредственно приклеиваются к плате, и при необходимости могут быть встроены с обеих сторон. Электронные элементы имеют соответствующую аббревиатуру, например, SMD (устройства для поверхностного монтажа). Составляющие, предназначенные для поверхностного монтажа, отличаются небольшими размерами, имеют плоские корпуса и фланцы, охватывающие концы корпуса.

Чем еще отличается поверхностный монтаж?

Этот тип сборки требует высокой точности при размещении электронных компонентов на контактных площадках, поэтому он является автоматическим и осуществляется на соответствующих производственных линиях. Машины, предназначенные для SMT — это устройства, которые отличаются высокой точностью и, прежде всего, скоростью. Это означает большие возможности для серийного производства, и обеспечение полной повторяемости производственного процесса.

Поверхностный монтаж печатных плат — этапы

В процессе поверхностного монтажа (SMT) печатная плата проходит четыре стадии:

Стоит отметить, что современные производственные линии SMT оснащены устройством для захвата и размещения, которое размещает элементы с большой точностью и скоростью до 40000. шт в час.

В чем же преимущества монтажа SMT?

Какие услуги предоставляет подрядная монтажная компания?

Использование услуг компании, специализирующейся на контрактной сборке, может принести ряд преимуществ многим предпринимателям из различных отраслей, таких как косметика, медицина, строительство, бытовая техника и электроника или автомобилестроение. Сторонние услуги сборки по контракту способствуют повышению качества продукции за счет:

С другой стороны, предприниматели, пользующиеся услугами контрактной сборки, могут увеличить прибыль не только за счет вывода на рынок передовых технологических решений, но и за счет отсутствия необходимости поддерживать собственную производственную линию в условиях быстро меняющихся технологий.

Источник

SMT-монтаж и SMD-компоненты

Технология поверхностного монтажа

Технология поверхностного монтажа зародилась в 1960-х годах и спустя 20 лет стала широко применяться в производстве электроники.

Сейчас данная технология является бесспорным лидером. Трудно найти современное устройство, которое бы не было выполнено с применением этой технологии.

Smt монтаж печатных плат что это. tehnologiya montazha na poverhnost. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-tehnologiya montazha na poverhnost. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка tehnologiya montazha na poverhnost

Для начала давайте разберёмся в терминологии.

Поверхностный монтаж сокращённо называется SMT (от англ. Surface Mount Technology – Технология монтажа на поверхность (по-русски, – ТМП)).

Так уж устоялось, что под аббревиатурой SMD порой имеют ввиду в том числе и саму технологию поверхностного монтажа, хотя на самом деле термин SMD имеет иное значение.

SMD – это Surface Mount Device, то есть компонент или устройство, монтируемое на поверхность. Таким образом, под SMD надо понимать именно компоненты и радиодетали, а не технологию в целом. Иногда SMD–элементы называют чип-компонентами, например, чип-конденсатор или чип-резистор.

Вся суть технологии SMT заключается в том, чтобы устанавливать электронные компоненты на поверхность печатной платы. По сравнению с технологией монтажа компонентов в отверстия (так называемая THTThrouth Hole Technology), – эта технология обладает массой преимуществ. Вот лишь основные из них:

Отпадает надобность в сверлении отверстий под выводы компонентов;

Есть возможность установки компонентов с двух сторон печатной платы;

Высокая плотность монтажа, и, как следствие, экономия материалов и уменьшение габаритов готовых изделий;

SMD-компоненты дешевле обычных, имеют меньшие габариты и вес;

Возможность более глубокой автоматизации производства, по сравнению с технологией THT;

Если для производства SMT–технология очень выгодна за счёт своей автоматизации, то для мелкосерийного производства, а также для радиолюбителей, электронщиков, сервисных инженеров и радиомехаников, она создаёт массу проблем.

SMD компоненты: резисторы, конденсаторы, микросхемы имеют весьма маленькие размеры.

Давайте познакомимся с электронными SMD-компонентами. Для начинающих электронщиков это очень важно, так как поначалу порой сложно разобраться во всём их изобилии.

Начнём с резисторов. Как правило, SMD-резисторы выглядят вот так.

Smt монтаж печатных плат что это. smd rezistory. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-smd rezistory. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка smd rezistory
SMD-резисторы (типоразмер 1206)

Обычно на их малогабаритном корпусе указана число-буквенная маркировка, в которой закодировано номинальное сопротивление резистора. Исключение составляют микроскопические по размерам резисторы на корпусе которых просто нет места для её нанесения.

Как и обычные, SMD-резисторы различаются по мощности. Её можно определить исходя из габаритов самого элемента. Все SMD-резисторы имеют корпус определённого типоразмера. Типоразмеры стандартизированы. Каждому соответствует своя мощность рассеивания.

Но, это только в том случае, если чип-резистор не принадлежит к какой-либо особой, высокомощной серии. Стоит также понимать, что самую достоверную информацию на элемент стоит искать в даташите на него (или на серию, к которой он принадлежит).

А вот так выглядят SMD конденсаторы.

Smt монтаж печатных плат что это. keramicheskie smd kondensatory. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-keramicheskie smd kondensatory. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка keramicheskie smd kondensatory
Керамические SMD-конденсаторы

В качестве SMD-конденсаторов широкое распространение получили многослойные керамические конденсаторы (MLCCMultiLayer Ceramic Capacitors). Их корпус имеет характерный светло-коричневый цвет, а маркировка, как правило, не указывается.

Естественно, существуют и электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа. Обычные алюминиевые конденсаторы имеют малые размеры и два коротких вывода у пластикового основания.

Smt монтаж печатных плат что это. elektroliticheskie smd kondensatory. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-elektroliticheskie smd kondensatory. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка elektroliticheskie smd kondensatory
Алюминиевые электролитические SMD-конденсаторы

Так как габариты позволяют, то на корпусе алюминиевых SMD-конденсаторов указывается емкость и рабочее напряжение. Со стороны минусового вывода на верхней стороне корпуса чёрным цветом нанесён полукруг.

Кроме этого существуют танталовые электролитические конденсаторы, а также полимерные.

Танталовые чип-конденсаторы, в основном, выполняются в корпусе жёлтого и оранжевого цвета. Более подробно об их устройстве я уже рассказывал на страницах сайта. А вот полимерные конденсаторы имеют корпус чёрного цвета. Порой их легко спутать с SMD-диодами.

Надо отметить, что ранее, когда SMT монтаж ещё только зарождался, в ходу были конденсаторы в цилиндрическом корпусе и имели маркировку в виде цветных полос. Сейчас они встречаются всё реже.

Стабилитроны и диоды всё чаще производят в пластиковых корпусах чёрного цвета. Корпус со стороны катода маркируется полосой.

Smt монтаж печатных плат что это. smd diod shottki. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-smd diod shottki. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка smd diod shottki
Диод Шоттки BYS10-45-E3/TR в корпусе DO-214AC

Иногда стабилитроны или диоды изготавливаются в трёхвыводном корпусе SOT-23, который активно применяют для транзисторов. Это вносит путаницу при определении принадлежности компонента. Имейте это ввиду.

Кроме стабилитронов, которые имеют пластмассовый корпус, довольно широко распространены безвыводные стабилитроны в цилиндрических стеклянных корпусах MELF и MiniMELF.

Smt монтаж печатных плат что это. smd stabilitron v steklyannom korpuse. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-smd stabilitron v steklyannom korpuse. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка smd stabilitron v steklyannom korpuse
Стабилитрон на 18V (DL4746A) в стеклянном корпусе MELF

А вот так выглядит индикаторный SMD-светодиод.

Smt монтаж печатных плат что это. indikatornyy smd svetodiod. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-indikatornyy smd svetodiod. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка indikatornyy smd svetodiod

Самая большая проблема таких светодиодов в том, что обычным паяльником их очень трудно выпаять с печатной платы. Подозреваю, что за это их люто ненавидят радиолюбители.

Даже при использовании термовоздушной паяльной станции вряд ли удастся выпаять SMD-светодиод без последствий. При небольшом нагреве прозрачный пластик светодиода оплавляется и просто «сползает» с основания.

Поэтому у новичков, да, и бывалых, возникает уйма вопросов, как выпаять SMD-светодиод не повредив его.

Также как и другие элементы, микросхемы адаптируют для поверхностного монтажа. Практически у всех популярных микросхем, которые изначально выпускались в DIP-корпусах под монтаж в отверстия, есть и версии для SMT-монтажа.

Smt монтаж печатных плат что это. mikroshemy dlya poverhnostnogo montazha. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-mikroshemy dlya poverhnostnogo montazha. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка mikroshemy dlya poverhnostnogo montazha

Для отвода тепла от микросхем в SMD-корпусах, которые в процессе работы нагреваются, частенько используется сама печатная плата и медные полигоны на её поверхности. В качестве своеобразных радиаторов используются и медные площадки на плате обильно лужёные припоем.

Smt монтаж печатных плат что это. drayver sa9259 v korpuse hsop 28. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-drayver sa9259 v korpuse hsop 28. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка drayver sa9259 v korpuse hsop 28

На фото наглядный пример, где драйвер SA9259 в корпусе HSOP-28 охлаждается медным полигоном на поверхности платы.

Естественно, под поверхностный монтаж затачиваются не только рядовые электронные компоненты, но и целые функциональные узлы. Взгляните на фото.

Smt монтаж печатных плат что это. cifrovoy mikrofon dlya mobilnogo telefona. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-cifrovoy mikrofon dlya mobilnogo telefona. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка cifrovoy mikrofon dlya mobilnogo telefona
Микрофон для мобильного телефона Nokia C5-00

Это цифровой микрофон для мобильных телефонов Nokia C5-00. Его корпус не имеет выводов, а вместо них используются контактные площадки («пятаки» или «пады»).

Кроме самого микрофона в корпусе смонтирована и специализированная микросхема для усиления и обработки сигнала.

С микросхемами происходит тоже самое. Производители стараются избавиться даже от самых коротких выводов. На фото под №1 показана микросхема линейного стабилизатора MAX5048ATT+ в корпусе TDFN. Далее под №2 – микросхема MAX98400A. Это стереофонический усилитель класса D фирмы Maxim Integrated. Микросхема выполнена в 36-контактном корпусе TQFN. Центральная площадка используется для отвода тепла к поверхности печатной платы.

Smt монтаж печатных плат что это. mikroshemy v korpusah dlya poverhnostnogo montazha. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-mikroshemy v korpusah dlya poverhnostnogo montazha. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка mikroshemy v korpusah dlya poverhnostnogo montazha

Как видим, микросхемы не имеют выводов, а только контактные площадки.

Под №3 – микросхема MAX5486EUG+. Стереофонический регулятор звука с кнопочным управлением. Корпус – TSSOP24.

В последнее время производители электронных компонентов стремятся избавиться от выводов и выполняют их в виде боковых контактных площадок. Во многих случаях площадь контакта переносят и под нижнюю часть корпуса, где он выполняет ещё и роль теплоотвода.

Smt монтаж печатных плат что это. novye korpusa dlya smd komponentov. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-novye korpusa dlya smd komponentov. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка novye korpusa dlya smd komponentov

Так как SMD-элементы имеют небольшие размеры и установлены на поверхности печатной платы, то любая её деформация или изгиб может повредить элемент или нарушить контакт.

Так, например, многослойные керамические конденсаторы (MLCC) могут трескаться от давления на них при монтаже или из-за чрезмерной дозации припоя.

Вот один из примеров того, как излишки припоя на контактах приводят к появлению трещин в структуре конденсатора.

Smt монтаж печатных плат что это. treshchina v keramicheskom smd kondensatore. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-treshchina v keramicheskom smd kondensatore. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка treshchina v keramicheskom smd kondensatore

Фото взято из доклада фирмы TDK «Common Cracking Modes in Surface Mount Multilayer Ceramic Capacitors». Так что, много припоя не всегда хорошо.

А теперь маленькая загадка, чтобы оживить наш затянувшийся рассказ. Посмотрите на фото.

Smt монтаж печатных плат что это. kondensator termistor drossel. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-kondensator termistor drossel. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка kondensator termistor drossel

Определите, какие из элементов показаны на фото. Как, по-вашему, что скрывается под первым номером? Конденсатор? Может индуктивность? Нет, наверное, это какой-то особенный резистор.

№1 – керамический конденсатор типоразмера 1206;

№2 – NTC-термистор (терморезистор) B57621-C 103-J62 на 10 кОм (типоразмер 1206);

№3 – дроссель подавления электромагнитных помех BLM41PG600SN1L (типоразмер 1806).

К сожалению, из-за своих размеров на подавляющее большинство SMD-компонентов просто-напросто не наносят маркировку. Также как и в приведённом примере, спутать элементы очень легко, так как все они очень похожи друг на друга.

Порой, данное обстоятельство осложняет ремонт электроники, особенно в тех случаях, когда на аппарат невозможно найти технической документации и схему.

Наверняка уже заметили, что SMD-детали упаковывают в перфорированную ленту. Её же в свою очередь скручивают в катушку-бобину. Зачем это надо?

Дело в том, что лента эта используется неспроста. Она очень удобна для подачи компонентов в автоматическом режиме на монтажно-сборочных станках (установщиках).

Smt монтаж печатных плат что это. avtomaticheskiy ustanovshchik smd komponentov. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-avtomaticheskiy ustanovshchik smd komponentov. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка avtomaticheskiy ustanovshchik smd komponentov

В промышленности монтаж и пайка SMD-компонентов производится с помощью специального оборудования. Если не вдаваться в детали, то процесс выглядит следующим образом.

С помощью трафаретов на контактные площадки под элементы наносится паяльная паста. Для крупносерийного производства применяются автоматы трафаретной печати (принтеры), а для мелкосерийного используются системы дозирования материала (дозирование паяльной пасты и клея, заливка компаунда и пр.). Автоматические дозаторы нужны для производства изделий требовательных к условиям эксплуатации.

Затем происходит автоматизированная установка SMD-компонентов на поверхность платы с помощью автоматов установки компонентов (установщиков). В некоторых случаях детали на поверхности фиксируются каплей клея. Станок-установщик оснащён системой забора компонентов (с той самой ленты), системой технического зрения для их распознавания, а также системой установки и позиционирования компонентов на поверхность платы.

Далее заготовку отправляют в печь, где происходит оплавление паяльной пасты. В зависимости от техпроцесса оплавление может производиться методом конвекции или инфракрасным излучением. Например, для этого могут применяться печи конвекционного оплавления.

Отмывка печатной платы от остатков флюса и других веществ (масло, жир, пыль, агрессивные вещества), сушка. Для этого процесса используются специальные системы отмывки.

Естественно, в производственном цикле используется куда больше различных станков и приборов. Например, это могут быть системы рентгеновского контроля, испытательные климатические камеры, автоматы оптической инспекции и многое другое. Всё зависит от масштабов производства и требований к конечному продукту.

Стоит отметить, что, несмотря на кажущуюся простоту SMT-технологии, на деле всё обстоит по-другому. Примером могут служить дефекты, которые образуются на всех стадиях производства. Некоторые из них вы могли уже наблюдать, например, шарики припоя на плате.

Smt монтаж печатных плат что это. pripoynyy sharik ryadom s kontaktom. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-pripoynyy sharik ryadom s kontaktom. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка pripoynyy sharik ryadom s kontaktom

Они образуются из-за смещения трафарета или избыточного количества паяльной пасты.

Также не редкостью является образование пустот внутри паяного соединения. Они могут быть заполнены остатками флюса. Как ни странно, но наличие небольшого количества пустот в соединении положительно сказывается на надёжности контакта, так как пустоты препятствуют распространению трещин.

Некоторые из дефектов даже получили устоявшиеся названия. Вот некоторые из них:

«Надгробный камень» – это когда компонент «встаёт на дыбы» перпендикулярно плате и запаивается одним выводом только лишь к одному контакту. Более сильное поверхностное натяжение с одного из торцов компонента заставляет его подняться над контактной площадкой.

«Собачьи уши» – неравномерное распределение пасты в отпечатке при условии достаточного её количества. Вызывает припойные перемычки.

«Холодная пайка» – некачественное паяное соединение из-за низкой температуры пайки. Внешний вид паяного соединения имеет сероватый оттенок, а также пористую, бугроватую поверхность.

Эффект «Поп-Корна» («Popcorn effect«) при пайке микросхем в корпусе BGA. Дефект, который возникает из-за испарения влаги поглощённой корпусом микросхемы. При пайке влага испаряется, внутри корпуса образуется полость вздутия, которая схлопываясь, образует трещины в корпусе микросхемы. Интенсивное парообразование при нагреве также выдавливает припой с площадок, что образует неравномерное распределение припоя среди шариков-контактов и образование перемычек. Данный дефект выявляется с помощью рентгена. Образуется из-за неправильного хранения компонентов, чувствительных к влаге.

Довольно важным расходным материалом в технологии SMT является паяльная паста. Паяльная паста состоит из смеси очень мелких шариков припоя и флюса, который облегчает процесс пайки.

Флюс улучшает смачиваемость за счёт уменьшения поверхностного натяжения. Поэтому при нагреве, расплавившиеся шарики припоя легко покрывают поверхность контакта и выводы элемента, образуя паяное соединение. Флюс также способствует удалению окислов с поверхности, а также защищает её от воздействия окружающей среды.

В зависимости от состава флюса в припойной пасте, он может выполнять и функцию клея, который фиксирует SMD-компонент на плате.

Если вы наблюдали процесс пайки SMD-компонентов, то могли заметить действие эффекта самопозиционирования элемента. Выглядит это очень здорово. За счёт сил поверхностного натяжения компонент как бы сам выравнивается относительно поверхности контакта на плате, плавая в жидком припое.

Вот так, казалось бы, такая простая идея установки электронных компонентов на поверхность печатной платы позволила уменьшить общие габариты электронных устройств, автоматизировать производство, снизить затраты на компоненты (SMD компоненты на 25–50% дешевле обычных) а, следовательно, сделать бытовую электронику более дешёвой и компактной.

Источник

Поверхностный монтаж. Часть 1. Печатные платы

После моего поста про СМД-компоненты на меня подписалось почти 30 человек, были просьбы описать технологии поверхностного монтажа. Я решил разбить всё на части иначе получится довольно таки объёмно.

Smt монтаж печатных плат что это. 1631193407149154457. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631193407149154457. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631193407149154457

Собственно, на фото ниже классическая групповая заготовка (все сноски расписаны чуть ниже).

Smt монтаж печатных плат что это. 163126895517944828. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-163126895517944828. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 163126895517944828

Вернёмся к основным элементы групповой заготовки.

Smt монтаж печатных плат что это. 1631269698153198972. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631269698153198972. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631269698153198972

Smt монтаж печатных плат что это. 1631270893156430755. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631270893156430755. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631270893156430755

Любое искажение реперного знака влияет на его считываемость машиной. Поэтому вскрытие маски делается с бОльшим диаметром.
Кстати, реперный знак может быть и другой формы: крест, ромб, квадрат и т.д.

4. Скрайбирование или V-cut. По сути, это фрезеровка канавки с обеих сторон заготовки V-образной фрезой, отсюда и название.

Smt монтаж печатных плат что это. 163127116415986160. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-163127116415986160. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 163127116415986160

Скрайбирование предназначается для последующего разделения групповой заготовки на отдельные модули специальной установкой-разделителем. V-cut используется в случаях когда грань модуля прямая.

5. Отрывной мостик либо single/double-side breakout.

Smt монтаж печатных плат что это. 1631271221152198338. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631271221152198338. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631271221152198338

Мостик используется для соединения модуля с технологическими полями в сложных местах (где её невозможно будет разделить прямолинейным движением). Различия между single/double заключаются в наличии отверстий с одной либо двух сторон, бывают вообще без отверстий. В последствии мостик выламывается специальным гильотинным разделителем.

Smt монтаж печатных плат что это. 1631271535124894650. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631271535124894650. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631271535124894650

На фото DataMatrix размером 5х5 мм выжжен на слое шелкографии. Видны горизонтальные линии прохода лазера. Время выжигания одного такого штрихкода где-то 0.5 сек.

Теперь немного о структуре самой ПП.
На следующей картинке двухслойная печатная плата в разрезе (имеются в виду слои металлизации, их может быть и 20 штук. В таком случае все слои с проводниками кроме верхнего и нижнего расположены между слоями стеклотекстолита. Все эти дополнительные слои нужны для того чтобы чтобы проводники не пересекались друг с другом там где это не нужно, т.е. слои выполняют функцию перемычек. Чем сложнее изделие, тем больше слоёв).

Smt монтаж печатных плат что это. 163119181314476657. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-163119181314476657. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 163119181314476657

А вот, собственно, и срез реальной платы. Поставщики иногда присылают такие образцы. На левом образце переходные отверстия разных диаметров. Переходное отверстие связывает между собой разные слои платы. На правом образце срез отверстия для монтажа выводного компонента.

Smt монтаж печатных плат что это. 1631272038185945274. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631272038185945274. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631272038185945274

Теперь поговорим немного о финишных покрытиях печатных плат. Финишное покрытие необходимо для обеспечения хорошей смачиваемости припоем контактных площадок, и сохранения данного свойства длительное время.
Основные финишные покрытия:
1.HASL (Hot Air Solder Levelling) оно же «горячее лужение». Все контактные площадки лудятся припоем (окунаются в ванну с расплавленным припоем). К преимуществам можно отнести хорошую паяемость, невысокую стоимость и срок хранения до 12 месяцев. Ну а из недостатков можно выделить неровную поверхность ( наплывы до 0.2мм что довольно много) и, как следствие, плохое качество пайки BGA- компонентов. Также использование свинца не соответствует директиве ROHS, которая ограничивает содержание вредных веществ. Есть ещё бессвинцовый HASL, в отдельный тип выносить не буду, все тоже самое, только отсутствует свинец.

Smt монтаж печатных плат что это. 163127306011455351. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-163127306011455351. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 163127306011455351

Если присмотреться, хорошо видны наплывы финишного покрытия на контактных площадках.

2.Иммерсионное золото (ENIG – Electroless Nickel/Immersion Gold). Химическое осаждение слоя золота на никелевый подслой. Толщина слоя золота составляет 0.05-0.1мкм, а никелевого подслоя 3-7мкм. Для сравнения, толщина человеческого волоса составляет 80-100мкм.

Smt монтаж печатных плат что это. 163127388918593510. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-163127388918593510. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 163127388918593510

В принципе, это два основных финишных покрытия, есть ещё иммерсионное серебрение и другие, здесь их рассматривать не буду, и так пост получился не маленький.

Некоторые вещи, не относящиеся к печатным платам напрямую, здесь описал очень поверхностно дабы не лепить все в кучу. Все основные процессы с подробностями будут в следующих частях. Постараюсь не затягивать с написанием следующей части.
Если что-то не понятно, спрашивайте, постараюсь ответить.

Всем хороших выходных!

Спасибо! Жду продолжения, часть не знал, очень познавательно.

А почему у золочёных плат срок хранения меньше, чем у лужёных? Золото же не окисляется.

круть, а я установщик смд собираю потихоньку)

Smt монтаж печатных плат что это. 163135978419828615. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-163135978419828615. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 163135978419828615

Smt монтаж печатных плат что это. 1631359787238821973. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631359787238821973. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631359787238821973

Поверхностный монтаж. Часть 2. Паяльная паста, трафаретная печать

Всем привет! Кому-то была полезна первая часть, поэтому продолжаю серию постов про поверхностный монтаж. Ссылка на предыдущий пост: Поверхностный монтаж. Часть 1. Печатные платы

Сегодня поговорим о паяльной пасте. Паяльная паста представляет собой массу, состоящую из смеси порошкообразного припоя с частицами, обычно сферической формы, и флюса-связки. Свойства паяльной пасты зависят от процентного содержания металлической составляющей, типа сплава, размеров частиц порошкообразного припоя и типа флюса.

Smt монтаж печатных плат что это. 1631604704163526818. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631604704163526818. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631604704163526818

Кстати, ящик из-под пасты отлично зарекомендовал себя как походный холодильник для прохладительных напитков. В один ящик влезает 12 жестяных банок объёмом 0.5л, а также один аккумулятор холода, замороженный в лёд. Через 12 часов жаркого летнего дня аккумулятор остался частично ледяным, а напитки очень холодными.

Но, вернемся к пасте. На фото ниже банка 0.5кг и два SEMCO картриджа на 0,5кг и 1 кг пасты.

Smt монтаж печатных плат что это. 1631605860179158458. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631605860179158458. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631605860179158458

На следующем фото паяльная паста нанесена на контактные площадки, видны сферические частицы припоя, также виден блеск от более жидких составляющих пасты.

Smt монтаж печатных плат что это. 163160600818644731. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-163160600818644731. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 163160600818644731

При длительном хранении паяльной пасты она расслаивается из-за разной массы составляющих, перед применением пасту необходимо перемешать до однородности. Есть два способа:

1. Достать банку из холодильника на ночь, утром тщательно перемешать пасту шпателем. Как результат, имеем однородную пасту комнатной температуры.
2. Непосредственно перед использованием размешать в специальном миксере (смотрите видео ниже). При необходимости размешивается сразу две банки, если нужна только одна банка, во второй слот вставляется противовес (банка, заполненная песком, например) чтобы не было вибраций.

Как результат, имеем однородную пасту комнатной температуры (во время перемешивания между частицами припоя возникают силы трения, из-за этого паста нагревается до комнатной температуры за несколько минут). Время перемешивания выбирается для каждой пасты индивидуально, зависит от размеров частиц, количества флюса и других составляющих пасты.

Кстати, паяльная паста в SEMCO картриджах специально разработана с целью уменьшения разделения флюсующей и металлической составляющих и не требует перемешивания перед началом использования.

Паяльные пасты бывают с содержанием свинца, а также бессвинцовые. Далее пасты разделяются на более универсальные либо направленные на уменьшение каких-либо дефектов, смотря что нужно заказчику. Далее несколько типов с сайта производителя для примера:
* Паяльная паста с длительным временем жизни;

* Паяльная паста для хранения при комнатной температуре;

* Бессвинцовая серия паяльных паст с высокой стойкостью к термоударам;

* Паяльная паста для микро-элементов (до 0201);

* Паяльная паста для пайки по сильно окисленным поверхностям;
* Высокопроизводительная паяльная паста с низким образованием пустот и широким диапазоном настройки термопрофиля;
* Паяльная паста, разработанная по заказу корпорации TOYOTA (да, есть даже такое).

И это только часть типов, каждый производитель постоянно разрабатывает что-то новенькое. Характеристикам паяльной пасты уделяется большое внимание, ведь по статистике, до 60% дефектов поверхностного монтажа возникает именно при нанесении паяльной пасты (также зависит от качества/характеристик самой пасты).

Трафарет для нанесения паяльной пасты в большинстве случаев представляет собой лист нержавеющей стали толщиной 0.1-0.15 мм и размерами примерно 500×500мм, закрепленный на жесткой раме либо без нее.

Smt монтаж печатных плат что это. 1631615661187151113. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631615661187151113. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631615661187151113

Smt монтаж печатных плат что это. 1631613313127351651. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631613313127351651. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631613313127351651

Smt монтаж печатных плат что это. 1631614047141380536. Smt монтаж печатных плат что это фото. Smt монтаж печатных плат что это-1631614047141380536. картинка Smt монтаж печатных плат что это. картинка 1631614047141380536

Таким образом, если мы совместим реперные знаки на плате с реперными знаками на трафарете, то апертуры трафарета лягут ровно на контактные площадки. Здесь очень важный момент: реперный знак на фото выше изготавливается на одном слое/операции вместе с контактными площадками. Таким образом не создается проблема рассовмещения. Иными словами, у нас всегда расстояние из фото выше будет 5мм и 20мм соответственно.

Нанесение паяльной пасты на плату состоит из нескольких этапов:
1. Загрузка ПП в принтер трафаретной печати;
2. Считывание реперных знаков на ПП и трафарете;
3. Совмещение ПП с трафаретом;
4. Нанесение паяльной пасты проходом ракеля;
5. Отделение групповой заготовки от трафарета;
6. Передача ПП с нанесенной паяльной пастой следующему оборудованию.

На видео есть все шаги кроме первого, плата уже находится в принтере.

Машина камерой определяет координаты центров реперных знаков на трафарете и плате, в зависимости от конфигурации принтера двигает стол с платой или трафарет таким образом, чтобы при прижимании ПП к трафарету центры реперных знаков на ПП и трафарете совпали. Соответственно, совпадут и апертуры трафарета с контактными площадками что и нужно для качественного нанесения пасты. К слову, камера в принтере не обычная, она смотрит одновременно на трафарет и плату, то есть и вверх и вниз. На камере установлена система линз и зеркал + подсветка.

Далее ракель двигаясь по трафарету катит перед собой валик с пастой, в это время паста через апертуры трафарета продавливается на контактные площадки печатной платы.

После прохода ракеля стол начинает очень медленно опускаться в течение нескольких секунд, т.к. плата некоторое время прилипает к трафарету под действием поверхностного натяжения пасты, особенно если плата маленькая/легкая/тонкая. После этих нескольких секунд стол с платой возвращается в свое исходное состояние, плата конвейером передается на следующее оборудование.

Кстати, возможно у вас возник вопрос: «зачем же так усложнять, можно в качестве реперного знака использовать любую площадку?». Конечно можно, но не всегда. И скорее всего повторяемость качественного нанесения паяльной пасты будет такая себе. Помните в предыдущей части я говорил про вскрытие маски на реперном знаке с бОльшим диаметром? Так вот, на контактных площадках не делают вскрытие маски намного больше размеров самой площадки, либо делают но с очень небольшим запасом. И при сдвиге маски центр реперного знака-площадки изменится, соответственно при совмещении ПП с трафаретом получим смещение. На фото с нанесенной пастой вначале поста как раз есть смещение маски, но оно незначительное.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *