Пайка печатных плат – процесс, предполагающий соединение электронных компонентов на диэлектрической основе с применением расплавленного металла – припоя. Для фиксации элементов на месте может использоваться клей. Познакомимся более подробно с тем, каких видов пайка плат бывает и основными этапами производственного процесса.
Виды пайки печатных плат
Сегодня электронные микросхемы производятся одним из двух методов:
- SMD – поверхностный монтаж.
- TНT (DIP) – выводной монтаж.
SMD монтаж печатных плат
Поверхностный монтаж предполагает установку чип-компонентов на контактные площадки, нанесенные на поверхность платы. Получили наибольшее применение на практике. Именно на его основе сегодня изготавливается большая часть печатных плат.
Поверхностная технология пайки печатных плат наделена следующими преимуществами:
- высокая степень автоматизации;
- минимизация производственного процесса;
- возможность размещения компонентов друг под другом;
- небольшие размеры готового электронного изделия;
- минимизация человеческого труда, что способствует снижению себестоимости процесса, повышению качества товара.
Предполагается групповая пайка. Это одновременное воздействие на всю поверхность пластины, в результате которого закрепляются все установленные на ней элементы.
К недостаткам этой технологии относят повышенную сложность ручного монтажа или необходимость в покупке дорогостоящих станков, применение компонентов исключительно высокого качества. Требуется профессионализм специалистов для точной настройки оборудования. Даже незначительные ошибки в настройках станков повлекут за собой брак. Полноценный запуск линии автоматизированного монтажа для изготовления плат требует значительной работы по подготовке станка (загрузка всех элементов в станок, подготовка программы позиционирования, прогрев печи, остывание печи после выполнения операций), которая делает процесс слишком сложными и дорогостоящим для прототипов. Больше подходит для серийного производства. А еще требуется точное соблюдение температурного режима.
TНT монтаж печатных плат
TНT монтаж преимущественно выполняется при изготовлении прототипов схем для оценки их работы или при производстве мощных систем, для который нет СМД-аналогов. Это селективная установка, при которой каждый из компонентов фиксируется по отдельности непосредственно в отверстия диэлектрической пластины, а не на контактные площадки поверхности. В этом случае можно использовать компоненты среднего качества. Работы выполняются опытным мастером и ему нужен только ручной паяльник. Исключается риск перегрева и повреждения компонентов.
Но в производстве такие платы будут более дорогими, их изготовление потребует больше времени. Размеры готового изделия будут больше, чем в случае СМД-монтажа.
Этапы пайки печатных плат
Пайка печатных плат включает ряд последовательных технологических процессов, которые повторяются цикл за циклом. Изначально на поверхность заготовки (пластины из диэлектрика) наносится клей, припой (паяльная паста). Выполняться это может несколькими способами:
- Методом трафаретной печати. Применяется в случае использования припоя или клея. Для флюса он не подходит. Недостаточная вязкость не сможет обеспечить прочное соединение элементов микросхемы с основой. Трафаретная печать предполагает нанесение массы для соединения электронных компонентов через отверстия в трафарете при помощи ракеля.
- При помощи стержней. Подходит для клея или флюса. Стержень опускают в резервуар, набирают требуемое количество соединительного вещества. Затем его переносят на поверхность основы, нанося в ту точку, где будет выполняться установка компонента. Сам стержень – это только средство для перемещения клея или флюса. К поверхности он не касается, что позволяет исключить деформационные изменения.
- Дозированная подача соединительного вещества насосом. Могут использоваться агрегаты винтового, пульсационного, поршневого типа. Применяется для паяльной пасты и клея. Насосы обеспечивают точную и дозированную подачу соединительной смеси.
Второй этап пайки в процессе изготовления печатных плат – монтаж компонентов. Преимущественно эти работы выполняются вручную, но на крупных предприятиях для этих целей применяют полуавтоматы и автоматы револьверного или портального типа. Ручной монтаж требует от специалиста высокого мастерства и точности действий. В случае автоматического монтажа компонентов, за точность действий отвечает вакуумная головка.
Дальнейшая работа зависит от того, какие группы электронных компонентов используются. Это могут быть обычные компоненты, выполненные в корпусе 0402 с выводным шагом 0,8 мм или компоненты с мелким шагом (корпус не более 0201, шаг менее 0,8 мм). Также могут использоваться микросхемы с матричной расстановкой выводов.
В случае комбинированной пайки, все компоненты проходят через конвейер одновременно. Сперва станок наносит припой, затем станок устанавливает все компоненты далее плата идет в печь.
Также технология процесса предполагает финишное оплавление. Это последний производственный этап. Применяются следующие виды пайки плат:
- При помощи инфракрасного излучения. Используются инфракрасные лампы.
- Путем нагрева в парогазовой фазе. Плата получает тепло от теплоносителя, который испаряется.
- Конвекцией в среде горячего воздуха или азота. Требуется максимально равномерный нагрев для качественного соединения.
Может использоваться волновой припой или лазерный способ. На практике наибольшее применение получил метод конвекции. Он отличается повышенной энергоэффективностью. Большинство современных микросхем создаются методом поверхностного монтажа. И последний этап в этом процессе – монтаж ДИП-элементов, который выполняется уже после установки СМД.
Но все же технология производства во многом зависит от вида и назначения печатной платы. Делая выбор в пользу продукции от надежных и проверенных временем производителей, вы получите стабильно работающие микросхемы, способные выдержать повышенную эксплуатационную нагрузку. Также многие производители предлагают услуги индивидуального изготовления печатных плат под запросы потребителей.