Каждый из нас пользуется электротехникой каждый день. И многие даже не подозревают, как же устроена эта техника, какие компоненты она в себе содержит и как они работают и взаимосвязаны между собой. И далеко не каждый знает, что 99% современной электротехники содержит в себе чип-детали. Поэтому, любой, кто имеет хотя бы поверхностное отношение к электронике, должен понимать, что под собой представляют SMD.
Сначала восьмидесятых годов появилась тенденция к замене традиционной сквозной технологии монтажа радиокомпонентов на поверхностную (SMT). SMT - технология использует приборы (радиокомпоненты) для поверхностного монтажа. Внедрённая в принципе для автоматизированного производства по мере распространения она стала применяться даже врадиолюбительском сообществе. Эта тенденция будет продолжаться, т.к. многиеновые компоненты выпускаются только в SMD - исполнении.
Метод SMT открывает преимущества и новые применения через миниатюризацию компонентов и увеличение надёжности. К сожалению, промышленные стандарты позволяют большинству SMD - компонентов не иметь чёткой маркировки. Из - за малого размера компонентов они маркируются кодом. Поэтому уверенная идентификация компонентов невозможна без соответствующей технической документации. Более того, полярностьи распиновка различных компонентов невозможна без даташитов (спецификаций технических данных ТУ). Из - за всех этих факторов начинающим тяжело работать с SMD - компонентами.
SMD - компоненты располагаются на «стороне пайки» печатной платы, их металлические цоколи - контакты припаиваются к медным площадкам со стороны печати. Благодаря этому обе стороны печатной платы могут быть использованы, как активные области. Толщина печатных плат, используемых для монтажа SMD - компонентов, составляет от 0.8 до 1 мм. Исторически SMD ведут происхождение от гибридных схем на керамических подложках (середина семидесятых), но значительное промышленное применение началось в начале восьмидесятых годов.
Миниатюризация SMD не прекращается. Расстояния между соединительными выводами уменьшилось до 0.5 мм ( в прошлом 1.27 мм). Достигнутый стандарт для конденсаторов и резисторов 0402 (1.0 * 0.5мм). Стандарт 0402 требует в десять раз меньшую площадь, чем стандарт 1208 и в 5 раз меньшую, чем стандарт 0805.
SMD припаивают обычно с помощью стандартного припоя. Также необходим паяльник. В идеале у него должно быть тонкое жало. Сам же процесс монтажа можно разделить на пункты:
1) Необходимо нанести припой. Наносится н на контактную пощадку.
2) В основном, при помощи пинцета, элемент подносят на необходимую позицию. Одной рукой держат пинцет с компонентом, а другой греем один из выводов. Когда удалось припаять один элемент, можно убрать пинцет. Так как этого весьма достаточно, чтобы объект держался, пока паяется второй элемент.
Так существует и ручная паяйка. Но это намного более трудозатратный процесс. А также, для этого необходимо затратить много времени. Обычно такой метод используют в исключительных случаях, когда надо припаять какой-то определенный единичный компонент.
Тем более, на масштабных производствах данные процессы давно автоматизированы. Ведь это было бы не выгодно с точки зрения временных затрат и затрат на оплату труда.
Как известно, припой представляет собой проволоку. Она состоит из сплава олова и свинца. Во время нагревания, она, проволока, плавится. Но как только она остывает, то очень хорошо фиксирует припаянные выводы. При этом не нарушается электро-контакт.
Также, припой может быть и в виде пасты. Её называют паяльная паста. Данная паста содержит флюс. А также микро-частицы олова. Принцип работы с ней подобен, как и в случае и проволокой. Пасту нагревают. Она становится жидкой. А при остывании – застывает.
Данная пасту необходимо наносить на все площадки контакта. Пасту наносят, при ручной работе, специальным шприцем. Иногда даже и зубочисткой. Когда работа осуществляется с очень мелкими деталями. Когда же производство нацелено на крупные партии, то уже используют иной способ. Для начала делается трафарет. Он состоит из нержавеющей стали. Лист должен быть тонким. В нём необходимо сделать отверстия. Они должны быть идентичны с контактными площадками печатной платы. Далее, получившийся трафарет необходимо прижать к печатной плате. Далее наносится паста. После, необходимо её выровнять. Делается это специальным шпателем. После трафарет убирается. А паяльная паста остаётся на необходимых местах.
Далее уже можно установить компоненты. Устанавливаются они не хаотично, а на конкретные отведённые для этого места. Люди, которые не работают на масштабном производстве или делают что-то для себя, в основном работают в ручную. И с помощью вакуумного пинцета. А на крупных предприятиях, которые работают на масштабных поставках, эти функции выполняют роботы. Они могут установить сотни деталей за минуту.
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.
После того, как пайка окончена, нужно промыть плату. Делается это для того, чтобы убрать остатки флюса. Далее производится сушка. После проверка. Важно, что DIP-компоненты паяются в последнюю очередь. Если они, конечно, там есть. Дело в том, что автоматизировать DIP-процесс очень сложно и дорого, именно поэтому современная радиоэлектроника в основном проектируется на SMD-компонентах.
Каждый из нас пользуется электротехникой каждый день. И многие даже не подозревают, как же устроена эта техника, какие компоненты она в себе содержит и как они работают и взаимосвязаны между собой. И далеко не каждый знает, что 99% современной электротехники содержит в себе чип-детали. Поэтому, любой, кто имеет хотя бы поверхностное отношение к электронике, должен понимать, что под собой представляют SMD.
Сначала восьмидесятых годов появилась тенденция к замене традиционной сквозной технологии монтажа радиокомпонентов на поверхностную (SMT). SMT - технология использует приборы (радиокомпоненты) для поверхностного монтажа. Внедрённая в принципе для автоматизированного производства по мере распространения она стала применяться даже врадиолюбительском сообществе. Эта тенденция будет продолжаться, т.к. многиеновые компоненты выпускаются только в SMD - исполнении.
Метод SMT открывает преимущества и новые применения через миниатюризацию компонентов и увеличение надёжности. К сожалению, промышленные стандарты позволяют большинству SMD - компонентов не иметь чёткой маркировки. Из - за малого размера компонентов они маркируются кодом. Поэтому уверенная идентификация компонентов невозможна без соответствующей технической документации. Более того, полярностьи распиновка различных компонентов невозможна без даташитов (спецификаций технических данных ТУ). Из - за всех этих факторов начинающим тяжело работать с SMD - компонентами.
SMD - компоненты располагаются на «стороне пайки» печатной платы, их металлические цоколи - контакты припаиваются к медным площадкам со стороны печати. Благодаря этому обе стороны печатной платы могут быть использованы, как активные области. Толщина печатных плат, используемых для монтажа SMD - компонентов, составляет от 0.8 до 1 мм. Исторически SMD ведут происхождение от гибридных схем на керамических подложках (середина семидесятых), но значительное промышленное применение началось в начале восьмидесятых годов.
Миниатюризация SMD не прекращается. Расстояния между соединительными выводами уменьшилось до 0.5 мм ( в прошлом 1.27 мм). Достигнутый стандарт для конденсаторов и резисторов 0402 (1.0 * 0.5мм). Стандарт 0402 требует в десять раз меньшую площадь, чем стандарт 1208 и в 5 раз меньшую, чем стандарт 0805.
SMD припаивают обычно с помощью стандартного припоя. Также необходим паяльник. В идеале у него должно быть тонкое жало. Сам же процесс монтажа можно разделить на пункты:
1) Необходимо нанести припой. Наносится н на контактную пощадку.
2) В основном, при помощи пинцета, элемент подносят на необходимую позицию. Одной рукой держат пинцет с компонентом, а другой греем один из выводов. Когда удалось припаять один элемент, можно убрать пинцет. Так как этого весьма достаточно, чтобы объект держался, пока паяется второй элемент.
Так существует и ручная паяйка. Но это намного более трудозатратный процесс. А также, для этого необходимо затратить много времени. Обычно такой метод используют в исключительных случаях, когда надо припаять какой-то определенный единичный компонент.
Тем более, на масштабных производствах данные процессы давно автоматизированы. Ведь это было бы не выгодно с точки зрения временных затрат и затрат на оплату труда.
Как известно, припой представляет собой проволоку. Она состоит из сплава олова и свинца. Во время нагревания, она, проволока, плавится. Но как только она остывает, то очень хорошо фиксирует припаянные выводы. При этом не нарушается электро-контакт.
Также, припой может быть и в виде пасты. Её называют паяльная паста. Данная паста содержит флюс. А также микро-частицы олова. Принцип работы с ней подобен, как и в случае и проволокой. Пасту нагревают. Она становится жидкой. А при остывании – застывает.
Данная пасту необходимо наносить на все площадки контакта. Пасту наносят, при ручной работе, специальным шприцем. Иногда даже и зубочисткой. Когда работа осуществляется с очень мелкими деталями. Когда же производство нацелено на крупные партии, то уже используют иной способ. Для начала делается трафарет. Он состоит из нержавеющей стали. Лист должен быть тонким. В нём необходимо сделать отверстия. Они должны быть идентичны с контактными площадками печатной платы. Далее, получившийся трафарет необходимо прижать к печатной плате. Далее наносится паста. После, необходимо её выровнять. Делается это специальным шпателем. После трафарет убирается. А паяльная паста остаётся на необходимых местах.
Далее уже можно установить компоненты. Устанавливаются они не хаотично, а на конкретные отведённые для этого места. Люди, которые не работают на масштабном производстве или делают что-то для себя, в основном работают в ручную. И с помощью вакуумного пинцета. А на крупных предприятиях, которые работают на масштабных поставках, эти функции выполняют роботы. Они могут установить сотни деталей за минуту.
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.
После того, как пайка окончена, нужно промыть плату. Делается это для того, чтобы убрать остатки флюса. Далее производится сушка. После проверка. Важно, что DIP-компоненты паяются в последнюю очередь. Если они, конечно, там есть. Дело в том, что автоматизировать DIP-процесс очень сложно и дорого, именно поэтому современная радиоэлектроника в основном проектируется на SMD-компонентах.
