Вакуумни пинсети за smd. Запояване на SMD компоненти у дома. Предимства на електрическите вакуумни пинсети

Много хора се чудят как правилно да запояват SMD компоненти. Но преди да се заемем с този проблем, е необходимо да изясним какви са тези елементи. Surface Mounted Devices – в превод от английски този израз означава повърхностно монтирани компоненти. Основното им предимство е по-голямата им плътност на монтаж в сравнение с конвенционалните части. Този аспект засяга използването на SMD елементи в масовото производство печатни платки, както и тяхната рентабилност и технологичност на монтажа. Конвенционалните части с проводници от тип проводник са загубили широкото си използване заедно с бързо нарастващата популярност на SMD компонентите.

Грешки и основни принципи на запояване

Някои занаятчии твърдят, че запояването на такива елементи със собствените си ръце е много трудно и доста неудобно. Всъщност подобна работа с VT компоненти е много по-трудна. По принцип тези два вида части се използват в различни областиелектроника. Въпреки това, много хора правят определени грешки при запояване на SMD компоненти у дома.

Основният проблем, с който се сблъскват любителите, е изборът на тънък накрайник за поялник. Това се дължи на съществуването на мнението, че при запояване обикновен поялникМожете да оцветите краката на SMD контактите с калай. В резултат на това процесът на запояване е дълъг и болезнен. Подобна преценка не може да се счита за правилна, тъй като в тези процеси капилярният ефект, повърхностното напрежение и силата на намокряне играят важна роля. Пренебрегването на тези допълнителни трикове затруднява извършването на работата „направи си сам“.

За да запоявате правилно SMD компоненти, трябва да следвате определени стъпки. За да започнете, приложете върха на поялника към краката на взетия елемент. В резултат на това температурата започва да се повишава и калайът започва да се топи, което в крайна сметка напълно тече около крака на този компонент. Този процес се нарича сила на намокряне. В същия момент под крака изтича калай, което се обяснява с капилярния ефект. Заедно с намокрянето на крака, подобно действие се случва и върху самата дъска. Резултатът е равномерно запълнен пакет от дъски с крака.

Контактът на спойката със съседните крака не възниква поради факта, че силата на опън започва да действа, образувайки отделни капки калай. Очевидно е, че описаните процеси протичат сами, само с малко участие на поялника, който само загрява краката на детайла с поялник. При работа с много малки елементи те могат да залепнат за върха на поялника. За да не се случи това, двете страни са запоени отделно.

Фабрично запояване

Този процес се извършва на базата на групов метод. Запояването на SMD компоненти се извършва с помощта на специална спояваща паста, която се разпределя равномерно в тънък слой върху подготвената печатна платка, където вече има контактни площадки. Този метод на приложение се нарича ситопечат. Използваният материал по своя външен вид и консистенция наподобява паста за зъби. Този прах се състои от спойка, към която е добавен и смесен флюс. Процесът на отлагане се извършва автоматично, докато печатната платка преминава през конвейера.

След това роботи, монтирани по дължината на лентата за движение, подреждат всички необходими елементи в необходимия ред. Докато платката се движи, частите се задържат здраво на място поради достатъчната лепкавост на спояващата паста. Следващата стъпка е загряването на конструкцията в специална пещ до температура, малко по-висока от тази, при която се топи спойката. В резултат на такова нагряване спойката се топи и тече около краката на компонентите, а потокът се изпарява. Този процес прави частите запоени в техните места. След фурната платката се оставя да изстине и всичко е готово.

Необходими материали и инструменти

За да извършите работата по запояване на SMD компоненти със собствените си ръце, ще трябва да имате определени инструменти и Консумативи, които включват следното:

• поялник за запояване на SMD контакти;
• пинсети и странични ножове;
• шило или игла с остър край;
• спойка;
• лупа или лупа, което е необходимо при работа с много малки части;
• неутрален течен поток без почистване;
• спринцовка, с която можете да нанесете флюс;
• при липса на последния материал можете да преминете с алкохолен разтвор на колофон;
• За да улеснят запояването, занаятчиите използват специален сешоар за запояване.

Използването на флюс е абсолютно необходимо и трябва да е течно. В това състояние този материал се обезмаслява работна повърхност, а също така отстранява образувалите се оксиди върху запоения метал. В резултат на това върху спойката се появява оптимална сила на намокряне и капката за запояване по-добре запазва формата си, което улеснява целия работен процес и елиминира образуването на „сополи“. Използването на алкохолен разтвор на колофон няма да ви позволи да постигнете значителен резултат и резултатът бяло покритиеЕдва ли ще бъде премахнат.

Изборът на поялник е много важен. Най-добрият инструмент е този, който ви позволява да регулирате температурата. Това ви позволява да не се притеснявате за възможността за повреда на части поради прегряване, но този нюанс не се отнася за моменти, когато трябва да разпоявате SMD компоненти. Всяка запоена част може да издържи на температури от около 250–300 ° C, което се осигурява от регулируем поялник. Ако такова устройство не е налично, можете да използвате подобен инструмент с мощност от 20 до 30 W, предназначен за напрежение 12–36 V.

Използването на поялник от 220 V няма да доведе до най-добри последици. Свързано е с висока температуранагряване на върха му, под въздействието на което течният поток бързо се изпарява и не позволява частите да бъдат ефективно намокрени с спойка.

Експертите не препоръчват използването на поялник с коничен връх, тъй като е трудно да се нанесе спойка върху части и се губи много време. Най-ефективен е ужилването, наречено "Микровълнова". Неговото очевидно предимство е малкият отвор на среза за по-удобно захващане на припоя точното количество. С такъв накрайник на поялника е удобно да се събира излишната спойка.

Можете да използвате всякакъв припой, но е по-добре да използвате тънка тел, с която удобно да дозирате количеството на използвания материал. Частта, която ще бъде запоена с такъв проводник, ще бъде по-добре обработена поради по-удобен достъп до нея.

Как да запоявам SMD компоненти?

Работен ред

Процесът на запояване, с внимателен подход към теорията и натрупване на известен опит, не е труден. И така, цялата процедура може да бъде разделена на няколко точки:

1. Необходимо е да поставите SMD компоненти върху специални подложки, разположени на платката.
2. Течен поток се нанася върху краката на частта и компонентът се нагрява с помощта на накрайник на поялник.
3. Под въздействието на температурата контактните площадки и самите крака на детайла се наводняват.
4. След изливането извадете поялника и оставете компонента да изстине. Когато спойката се охлади, работата е свършена.

Когато извършвате подобни действия с микросхема, процесът на запояване е малко по-различен от горния. Технологията ще изглежда така:

1. Краката на SMD компонентите са монтирани точно в техните контактни точки.
2. В зоните на контактните подложки намокрянето се извършва с флюс.
3. За да поставите точно детайла в седалката, първо трябва да запоите един от външните му крака, след което компонентът може лесно да се подравни.
4. По-нататъшното запояване се извършва с най-голямо внимание и спойка се нанася върху всички крака. Излишната спойка се отстранява с накрайник за поялник.

Как да спойка със сешоар?

При този метод на запояване е необходимо да смажете седалките. специална паста. След това необходимата част се поставя върху контактната площадка - в допълнение към компонентите, това могат да бъдат резистори, транзистори, кондензатори и др. За удобство можете да използвате пинсети. След това частта се нагрява с горещ въздух, подаван от сешоар, при температура около 250º C. Както в предишните примери на запояване, потокът се изпарява под въздействието на температурата и спойката се топи, като по този начин наводнява контактните релси и крака на частите. След това сешоарът се отстранява и дъската започва да се охлажда. Когато се охлади напълно, запояването може да се счита за завършено.

Непромишленото проектиране и производство на радиоустройства и устройства е свързано с огромен брой проблеми технически план, включително липса на необходимите технологични елементи, ограничен избор на материали и компоненти, липса на опит или професионални умения. Индустрията днес предлага широка гама от спомагателни устройства, които значително опростяват много от задачите, пред които са изправени радиолюбителите дизайнери. Вакуумни пинсети- един от тях.

Предназначение

Устройството е много популярно сред професионалистите и любителите за извършване на работа, свързана с прецизно позициониранесравнително малки или чупливи части.

В обичайния смисъл пинсетите (от френски pincette) са устройство с две челюсти за хващане и носене на предмети, с които тактилният контакт е нежелан или невъзможен. За разлика от обикновените пружинни метални пинсети, вакуумните пинсети не изискват допълнителни усилия за фиксиране на елемента. Тази отговорност се възлага на въздуха или по-скоро на липсата му - вакуум.

Област на приложение на устройството

Обхватът на приложение се определя от необходимостта от извършване на деликатна работа. В бижутерията уредът се използва за прецизен монтаж скъпоценни камъни(вложки) във восъчни модели Елементът се потапя на необходимата дълбочина, без да се нарушава структурната цялост на модела.

В електронната индустрия и аматьорските работилници пинсетите улесняват хващането и задържането на радиокомпоненти, миниатюрни пластмасови и метални части. Друг важна собственост- повечето устройства са антистатични. Микроелектрониката днес се характеризира с невероятна плътност на активните компоненти в кристала на чипа. Въпреки малката величина на електростатичния разряд, последствията за вътрешна структураинтегралната схема може да е критична. И това, от своя страна, не изключва отказ на цялото, понякога скъпо, електронно оборудване.

Вакуумните пинсети ще бъдат добра помощ при манипулиране на части от часовникови механизми с елементи, съдържащи опасни химикали.

Механични устройства

Устройствата с механично (ръчно) задвижване са по-достъпни за бюджет. В най-простия случай пинсетите са гумена крушка с вендуза в края. Такъв инструмент (Например, Bubl-Vac (САЩ) може да побере до 115 грама). Представляват най-икономичното решение, но не са много удобни за работа с много малки части.

Вакуумните пинсети FFQ939 имат по-усъвършенстван и елегантен дизайн. Максималното тегло на повдиганата част е 40 гр. Оборудвана е с три топлоустойчиви вендузи с различен диаметър (4, 6 и 10 мм). Надежден и лесен за използване. По същество това е същата гумена крушка, но скрита в красив сребрист цилиндър (малко по-дебел от обикновен молив), завършващ с иглоподобна дюза.

Подобен дизайнима манипулатор “Vampire” (Elme, Италия), но вместо круша е с бутало. Класическият пакет изглежда малко по-богат. Вендузи на вакуумни пинсети са представени в различни опции: мощност - за монтиране на микросхеми в гнезда, топлоустойчиви - за отстраняване на горещи чипове по време на разпояване.

Значителен недостатък на такива устройства е постепенното намаляване на налягането и в резултат на това отслабването или пълната загуба на фиксиране на частта.

Домашни вакуумни пинсети

Сега, дори в отдалечена провинция, използвайки услугите на World Wide Web, можете да поръчате всеки инструмент от онлайн магазини с доставка до най-близката пощенска служба. Но ако нямате достатъчно сили да чакате (жаждата за творчество изгаря), всъщност можете да направите най-простите вакуумни пинсети със собствените си ръце само за пет минути. Всичко необходимо за това можете да закупите в най-близката аптека или строителен магазин:

• медицинска спринцовка за еднократна употреба (2-5 ml) с игла;
• кръвопреливане);
• Силиконов уплътнител или фум лента.

Вместо бутало, краят на пластмасова тръба от капкомер се вкарва в спринцовка със съвместно уплътнение - и вакуумни пинсети собствено производствоготов!

Всички са пили коктейли през сламка като дете, така че механизмът на действие на устройството не е труден за разбиране. Той повдигна иглата, всмука въздух през другия край на тръбата и елементът беше фиксиран.

Електрическо задвижване

Дизайнът на електрическите вакуумни пинсети е изключително разнообразен. Ако желаете, всеки може да избере инструмент въз основа на финансовите възможности - от демократични модели на домашни или произведено в Китайкъм сложните технически комплекси на западните чудовища в електронната индустрия.

Вакуумът върху работните части на такива устройства (150-600 mbar) се създава от електрически диафрагмени помпи (компресори) с мощност от 5 до 30 вата. Комплектът обикновено включва сменяеми антистатични термоустойчиви вендузи различни диаметрии крайни игли в няколко конфигурации. Може да държи части с тегло до 200 грама. Струва си да се отбележи, че всички произведени устройства са доста компактни и с нисък шум.

Преглед на популярни модели

Вакуумните пинсети "Master", произведени от едноименния научно-технически център в Саратов, са малък и ергономичен инструмент. Теглото на устройството е само 40 грама, електрическа енергия- 3 W, разрядна сила - 150 mBar. Оборудвана е със силиконови вендузи с три размера: 3, 6 и 9 мм.

Друг представител Руско производство- VM-0.8 (NTF TERMOPRO LLC, Москва) се позиционира като супермощен, бърз и удобен инструмент, препоръчан за серийно инсталиране на радиокомпоненти. Удобната работа на оператора се осигурява от крачен педал за управление на изпомпването на въздуха. Нивото на вакуум се регулира непрекъснато от 200 до 450 mBar. Консумирана мощност - 5 W. Комплектът включва три вендузи (5, 8 и 13 mm) и четири иглени накрайника.

Завършва Бърз преглед 381A (КНР). Консумирана мощност - 15 W. Вакуум от 250 mbar ви позволява да манипулирате части с тегло до 120 грама. Теглото на самото устройство е около килограм. Оборудвана е със сменяеми вендузи, игли и крачен педал.

Професионално оборудване

За промишлена употреба се произвеждат доста сложни и скъпи системи. Може да има както едноканални (с един вакуумен изход към пинсетите), така и многоканални системи, обслужващи няколко работни станции едновременно. Професионални продуктищедро оборудван със сменяеми дюзи, допълнителни аксесоарии много полезни функции.

Например, V8-100A от Virtual Industries (Колорадо, САЩ) е оборудван с 9 стандартни размера вендузи и 16 игли с различни конфигурации, много стойки, държачи и скоби. За управление може да се използва ръчна или крачна помпа, която се включва и изключва автоматично, когато ръкохватката се извади от държача. Комфортната работа е гарантирана от лупа голяма площна подвижна скоба и LED лампи за подсветка.

Как да превърнете ръчния вакуум в електрически

Много радиолюбители правят свои собствени електрически вакуумни пинсети от ненужен аквариумен компресор. Цялата модификация обаче се състои в херметичното свързване на неговия вход (фитинг за всмукване на въздух) с входа на домашна или закупена (същата FFQ939) скоба. За свързване се използва известната пластмасова прозрачна тръба от капкомер. Ако използвате ненужна компютърна клавиатура или DVD устройство като вендузи и в същото време осигурите херметичността на всички връзки, ще получите добра вакуумна пинсета.

Аквариумният компресор е идеален като мощност и ще осигури необходимото количество вакуум. Можете да контролирате вакуума, като пробиете 2-3 mm дупка в тялото на пинсетата. И по-нататъшното усъвършенстване на устройството е въпрос на лична инициатива и техническо творчество. Винаги има към какво да се стремите в тази област.

Работа с SMD компоненти

Използването на SMD елементи гарантира увеличаване на плътността на монтажа. При масовото производство технологичната верига за производство на печатни платки е опростена (отпада операцията по пробиване на отвори). Поради това SMD частите постепенно заменят традиционните с проводници, както в промишлеността, така и в любителската радиоелектроника.

Елементите за повърхностен монтаж са удобни, но миниатюрни. Вакуумните пинсети за SMD монтаж не са лукс, а необходимост. Тя ви позволява бързо и точно да поставите части върху дъската.

BGA компоненти

По-нататъшно подобряване на технологията за повърхностен монтаж на радиокомпоненти, желанието на разработчиците електронни устройстваза минимизиране на линейните размери на техните продукти доведе до създаването на микрочипове в BGA пакет (съкращение от англ. - масив от топки). Контактите на монтажната топка са разположени по цялата долна повърхност на тялото на микросхемата, което значително увеличава плътността на монтажа. В допълнение към увеличаването на размера, BGA компонентите се характеризират с повишено разсейване на топлината. Чрез намаляване на дължината на проводниците значително се намалява влиянието на фоновия шум, което дава възможност да се увеличат работните честоти и скоростта на обмен на информация.

Единственият минус е трудността при извършване на ремонтни и възстановителни работи. Извършването на демонтаж, реболинг (възстановяване на контактни топки за спояване) и инсталиране на BGA елементи изисква не само богат опит, специални умения, стриктно спазване на технологията, но и наличност професионално оборудванеи оборудване. Вакуумните пинсети за BGA са незаменим атрибут на такъв комплект.

Като част от системите

Радиолюбителите в своя арсенал, в допълнение към вакуумните пинсети, трябва да имат определена спойка, поток, маска за спойка, инфрачервен станция за запояванеили добър пистолет за горещ въздух.

Професионалистите използват специални комплекси за изпълнение на такива задачи. Например TF-550 е конвекционна система, предназначена за работа с BGA елементи с разстояние между подложките до 1 mm. Това е доста сложно интелигентно устройство с настройка на топлинния профил на конвекционния поток, долно нагряване на платката и т.н. Бих искал да се спра по-подробно на дизайна на термичния поялник. Това е много ергономичен инструмент, който включва и регулируема вакуумна пинсета (захват), разположена с накрайника на една ос.

По време на работа пинсетите не само фиксират елемента, но и служат като опора за поялника. Това освобождава радиомонтьора от необходимостта да гарантира, че разстоянието между дюзата и тялото на елемента е постоянно.

Кратко обобщение

За повечето радиолюбители въпросът за необходимостта от вакуумни пинсети в техния арсенал от оборудване отдавна е решен - това определено е необходимо! Въпреки че ще има скептици, които ще твърдят, че повърхностно монтираните елементи са перфектно позиционирани с пръсти. Както се казва, имат право.

Но дори някой да обича да си изгаря ръцете, модерни технологиидиктуват своите условия. Плътност на поставяне на частите върху електронни табласе доближава до такива величини, че не само пръсти, но и миниатюрни челюсти не могат да бъдат поставени между тях. Вакуумните пинсети за микросхеми в QFP пакети също нямат алтернатива. Тънките плоски щифтове около периметъра на чипа са лесни за огъване или повреда с всеки друг инструмент.

Но кой модел да избере, всеки решава за себе си, въз основа на естеството и обема на извършената работа. Асортиментът представен на модерен пазар, ви позволява да правите това с лекота.

Всичко е рестайлизирано моделна гамавакуумни пинсети.

Вакуумни пинсети - специални устройствапроектиран за лесно, безвредно повдигане и преместване електронни компонентис гладка непореста повърхност с максимално тегло до 200 гр. Използват се предимно при монтаж на SMD елементи.

Предимства на електрическите вакуумни пинсети:

1. Удобство. Вакуумните пинсети позволяват на радиоинсталатора да инсталира SMD компоненти с минимални усилия. Поради високата си мощност те могат да се използват за работа с всякакви електронни компоненти за извършване на всякакви операции по време на ремонт и производство.
2. Скорост. Квалифициран служител, използващ професионалист SMD вакуумманипулатор, който може да инсталира до 600 електронни компонента на час на платка. Това значително повишава производителността на труда и ефективността на предприятието.
3. Няма риск от повреда на електронните компоненти. За преместването и инсталирането им се използват топлоустойчиви вендузи, които не увреждат микросхемите при контакт. Вакуумните пинсети за SMD елиминират възможността за повреда на електронни компоненти със значително тегло и размери.
4. Лекота на използване. За по-лесна работа, електрическите вакуумни пинсети са оборудвани с крачен педал. Това ви позволява да увеличите скоростта на операциите и също така да намалите натоварването на оператора.
5. Минимален риск от електростатично увреждане. Дръжката, вендузите и маркучът за въздух са изработени от антистатични материали. Благодарение на това вероятността от повреда на електронни компоненти по време на работа на оператора е сведена до минимум.

Както вероятно вече сте забелязали, аз активно използвам SMD монтаж. Особено всяко малко нещо като SMD резистори(На практика вече не използвам изходни) или кондензатори. Вече съм показвала как ги запечатвам със сешоар - става бързо и красиво, но най-мрачното все пак е подреждането на елементите. Доскоро използвах обикновена тънка пинсета, с която частта се подхваща отстрани и се поставя върху дъската.

Обикновените пинсети имат много проблеми:

• Тромави - те трябва да хванат частта точно за ръбовете и след това да я освободят, за да не докоснат вече инсталираните съседни.
• Захващането на пинсетите не ви позволява да го завъртите, като инсталирате частта под желания ъгъл.
• Пинцетите държат детайла отстрани, така че след монтажа не можете веднага да го притиснете към дъската, трябва да го пуснете и да натиснете отгоре с пинсети.
• Върховете на челюстите на пинсетите постоянно се забиват във флюса, който покрива дъската и малките неща започват глупаво да се залепват по нея - това е ужасно досадно и смущаващо.

За този случай е изобретен мега инструмент - вакуумни пинсети. Мега нещо! Той хваща частта с вакуум и я освобождава при натискане на бутона. Има различни вендузи за различни устройства. Като цяло това е чар, а не инструмент. Едно лошо нещо е, че не можете да го купите от нас, а доставката е скъпа и не вярвам много на закупуването на китайски инструмент през интернет - трябва да го усетите в магазин, за да не се сблъскате с дефекти.

Като цяло, докато не знам къде да купя този уред, реших да го направя от лайна и клизма пръчици и тръби.

И така, имах нужда от:

• Празен пълнител за гел писалка
• Дюза за запалка
• Пишещ блок от друга гел химикалка
• Мека тръба (използвах PVC, но капкомер ще свърши работа, стига да не се прищипва)
• Детска клизма. Купен в аптека за 20 рубли.

Накрайник към пръта вместо пишещ модул. Изработваме адаптер от друг пишещ блок и го свързваме с тръба към клизма. Готов!

След това е просто - натиснете крушката и изсмучете частите към дюзата. Отново го натиснах малко и изчезна. Едно натискане е достатъчно, за да задържите резистора или кондензатора за около 30-40 секунди, повече от достатъчно, за да го поставите на място.

Ето как изглежда в действие. Вярно, че нямам какво да запоявам в момента, но поне ще влача резисторите така:

Отначало, когато все още не бях купил клизма, го направих още по-просто - сложих тръба в устата си и продължете напред, изпомпвайки дробовете си. Вярно, не знам за вас, но главата ми бързо започна да се напуква от такива упражнения. Опитах се и да закача компресор от аквариума, но не стана - по някаква причина въздухът беше издухан от него, явно клапаните бяха напълно умрели - имам древен блок, вероятно на 20 години :) Така че правила за клизма. И за да не използвам другата си ръка, натискам крушата с коляно, притискайки я към плота отдолу, тъй като дължината на тръбата го позволява.

Можете също да опитате да направите вендузи от нещо. Мисля, че можете да опитате да ги излеете от силиконов уплътнител или да ги купите, ако ги продават. Те ще стоят на по-лека дюза като тяхната собствена, но в най-лошия случай ще ги поставите на игла на спринцовка. Опитах също да потопя върха на дюзата силиконов уплътнителда го имаш тънък слой. Помогна - стана по-добре да го държа, но след това случайно го съборих и ме мързеше да го навия отново.

Животът стана по-добър, животът стана по-забавен.

ZY
Изпратих третата част от документацията - демо програма, базирана на фоново обновяване на LCD дисплея и работа с терминала. Първата част също е актуализирана - появиха се снимки на фабричната платка. Така че има смисъл да изтеглите, ако сте любопитни.

Ако някой не го е получил, значи или е попаднало в спам, или сам си е виновен и вече ви проклех :)
О да. Даша, поне не включвай поялника, иначе ще стане доста жестоко;))) Кой знае ще разбере, да...

Основата беше две половини пинсети. Проводници от ненужни сонди са запоени към половинките. Две меки гумени тръби са опънати върху всяка половина на пинсетата, те създават необходимото съпротивление и разстояние при натиск. Половинките се свързват една с друга с електрическа лента, след което вкарваме предмет между половинките, с който регулираме разстоянието между контактите.

Получените пинсети изпълняват всички функции на конвенционалните сонди. Собственото съпротивление на пинсетите беше около 0,8 ома.

Освен това можете да направите адаптер за измерване на капацитет. От ненужен мултицет - същият DT832 - платка с гнезда за свързване на сонди беше разпоена и отрязана. Разширих гнездата с два „щифта“, които след това се вкарват във фабричния адаптер от мултиметъра (можете и без него). Вкарваме сондите и продължаваме - измерваме капацитета!

Специално за измерване на малки капацитети на SMD кондензатори, направих специален адаптер от парче текстолит с два щифта за контакти.