Июл 31 Производство печатных плат. SMD монтаж

Невская электронная компания оказывает услуги поверхностного монтажа – наиболее распространенной в производстве электроники технологии сборки электронных модулей. 

Востребованность методики мотивирована выгодным для производителей и потребителей сочетанием скорости решения производственных задач и меньшей себестоимости конечного продукта. Стоимость единицы компонентов, предназначенных для SMD монтажа, ниже на 20-50%, чем у аналогов, применяемых при сквозном монтаже, а реализация сборочного процесса характеризуется высоким уровнем автоматизации. В итоге, при прецизионной точности позиционирования деталей, сокращаются сроки исполнения заказов и возрастают объемы производства.    

Терминология

Зародившаяся в 60-х годах минувшего столетия технология поверхностного монтажа печатных плат в буквальном сокращении от английского названия Surface Mount Technology выглядит как SMT (по-русски ТМП, «Технология монтажа на поверхность»). 

Surface Mount Device, SMD – это отдельный компонент (деталь, устройство), которое устанавливают на поверхность, а не методика. Иное, часто встречающееся название SMD-элементов – чип-компоненты, в номенклатуру которых входят чип-резисторы, чип-транзисторы, чип-конденсаторы и т.п.

Однако в России устоялась традиция термином SMD-монтаж именовать сам технологический процесс установки деталей и сборки узлов на печатной плате. Технология выгодна, прежде всего, при серийном производстве, хотя создает проблемы для радиолюбителей.

Поверхностный монтаж SMD: технология и этапы

Алгоритм поверхностного монтажа SMD печатных плат скрупулезно отработан на протяжении последних 40 лет. Выполняют операции в такой последовательности:

  • используя трафареты и высокоточные принтеры на контактные площадки наносят паяльную пасту;

  • устанавливают предназначенные для монтажа SMD на плату с помощью автоматизированного оборудования;

  • проводят групповую пайку компонентов методом оплавления в конвейерных конвекционных печах. Подбор температурного профиля при этом зависит от специфики решаемых задач;

  • омывание платы для удаления излишков флюса, нанесение влагозащитного покрытия;

image

Преимущества

image

Поверхностный монтаж печатных плат отличают такие достоинства:

  • минимизация массы, шага выводов, размерных параметров печатных узлов и элементной базы;
  • повышенная плотность компоновки и трассировки;
  • улучшенные электрические характеристики: сокращение длины выводов в сочетании с ростом плотности компоновки помогло повысить качество передачи слаботочных и ВЧ сигналов с одновременным уменьшением индуктивности и паразитной емкости;
  • хорошая ремонтопригодность при условии использования специального инструментария и соблюдения технологического регламента;
  • использование, при производственной необходимости, обеих сторон печатной платы для монтажа SMD;
  • автоматизация рабочего процесса, что повышает скорость монтажных операций и исключает влияние человеческого фактора на качество итогового результата;
  • низкая себестоимость готовой продукции, благодаря чему появляется возможность установить выгодную цену для конечного потребителя.

При этом для производителей SMD монтаж создает и некоторые сложности, которые выражаются в повышенных требованиях:

  • к проектированию трассировки печатных плат, которая строится с учетом распределения тепловых полей;
  • к точности расчетов и неукоснительному соблюдению температурного профиля пайки;
  • к качественным параметрам используемых в производстве технологических материалов и к иным факторам. 

Нашим клиентам

«Невскую электронную компанию» отличает оснащенность производственных участков передовым высокотехнологичным оборудованием, конфигурация которого определяется индивидуально под конкретный проект. Сквозной многоступенчатый контроль качества компонентов, параметров технологического процесса и готовых изделий перед отправкой заказчику – гарантия надежной и долговечной работы печатных плат, созданных по технологии поверхностного монтажа. Приятным бонусом станут минимальные сроки исполнения заказов и выгодная стоимость услуг «НЭК».

—>

Компания «Райт Электроникс» специализируется на производстве электронных модулей различной сложности, используемых в производстве отечественной электроники. Для этого мы используем технологию монтажа компонентов на печатную плату, известную как поверхностный SMD монтаж печатных плат.

Особенности и преимущества поверхностного монтажа

Поверхностный монтаж SMD компонентов пришел на смену устаревшей технологии монтажа в отверстия (Through-Hole Technology). При поверхностном монтаже установка компонентов производится на поверхности печатной платы, что позволяет существенно автоматизировать монтаж, увеличить его плотность и значительно сэкономить место. Кроме того, существенно повышается технологичность изделия и уменьшается стоимость монтажных работ.

Основные этапы технологии поверхностного монтажа:

  • Нанесение паяльной пасты на поверхность платы с помощью дозатора или через стальной трафарет. Данный этап является своеобразным фундаментом для всех последующих операций, поэтому к нему предъявляются наиболее жесткие требования. В этой связи на современном производстве электроники для этой операции используются полностью автоматические станки, которые называются принтерами; Они позволяют минимизировать влияние человеческого фактора на поверхностный монтаж и значительно увеличить его качество и скорость.  
  • Непосредственно поверхностный монтаж радиоэлементов. Установка современных электронных компонентов на печатные платы осуществляется высокоточными интеллектуальными станками в полностью автоматическом режиме. Одна автоматизированная линия поверхностного монтажа обычно включает в себя несколько таких станков, их еще называют установщиками. Они имеют множество программируемых функций и отличаются высокой скоростью и точностью установки электронных компонентов;
  • Оплавление припоя в специализированных печах.

Технология поверхностного монтажа характеризуется следующими преимуществами:

  • возможность максимальной автоматизации производства электроники;
  • низкая себестоимость при серийном производстве;
  • малые масса и размер печатных плат, достигаемые за счет уменьшения размеров устанавливаемых электронных компонентов, а также компактного их размещения на обеих сторонах платы;
  • высокие электро-технические и эргономические характеристики, достигаемые путем повышения плотности компоновки и сокращения длины выводов у отдельных компонентов;
  • упрощение ремонтных процессов, не требующих прогрева и удаления припоя в отверстиях.

Преимущества компании Райт Электроникс

Мы ориентированы на российские компании, занимающиеся разработкой и производством электроники. В первую очередь, сотрудничество с Райт Электроникс будет интересно тем компаниям, кто ищет надежного партнера для решения всех возможных задач в области производства электроники. А также предприятиям, которые только собираются выйти на рынок и еще не имеют достаточного опыта в организации производства. Наши цены на поверхностный SMD монтаж печатных плат в Москве являются одними из самых конкурентных. Невысокая стоимость наших услуг в Москве и Московской области достигается путем постоянной оптимизации производственных и бизнес процессов, а также благодаря небольшому и эффективному управленческому персоналу. Вместе с тем, мы имеем оптимальный штат высококвалифицированных специалистов и современное технологичное производственное оборудование.

Заказывая монтаж элементов на печатную плату в нашей компании, вы делаете верный шаг на пути дальнейшего развития вашего бизнеса!

Смотрите также:

Добро пожаловать на ресурс «Электрические схемы»! Несмотря на тотальное увлечение «юзерством», любители «ковыряться» в электронике и конструировать  еще не перевелись, что не может не радовать. У нас  те, кто не забыл, как держать в руках паяльник, найдут  электрические схемы отечественных и импортных телевизоров, радиоприемников и других бытовых приборов, справочную информацию по электронным компонентам, а также описания и схемы интересных любительских разработок.

В разделе «Новости» вы можете познакомиться с последними достижениями в мире электроники, а на странице Программ поискать полезное для радиоконструктора ПО. Все материалы в свободном доступе без ограничений и скачивание их не требует ни регистрации, ни «подтверждения человечности». Единственная просьба – не использовать материалы, полученные практически даром, в шкурных целях.

Заранее спасибо и Welcome!

Для просмотра документов в формате .djvu можно воспользоваться программой просмотра формата, которая не требует установки и может работать с любого носителя. Размер архива — 487 КБ.

Скачать

Если вы не нашли необходимую информацию, то к вашим услугам простая форма обратной связи. Заполните ее, и мы постараемся вам помочь.Эта же форма даст возможность ресурсу публиковать именно те материалы, которые вам интересно было бы увидеть.

Производство микросхем осуществляется комбинированием работы высокоточных станков и труда опытных мастеров. На пластину диэлектрика, покрытую фольгированными дорожками с контактными площадками и металлизированными отверстиями припаиваются поверхностные и выводные элементы.

Для фиксации компонентов первой категории применяется СМД-монтаж. Преимущественно он выполняется на специальном оборудовании. Однако часто припаивание контактов осуществляется вручную. В данном экскурсе мы опишем этот процесс подробнее.

Этапы выполнения СМД-монтажа вручную

Изготовление печатных плат силами квалифицированных мастеров осуществляется в несколько этапов:

  • Утверждение технического задания. ТЗ определяет параметры комплектующих и порядок выполнения монтажных операций. В процессе завершающей проверки ОТК конфигурация изделий сопоставляется с нормами технического задания.
  • Планирование производства. Когда ТЗ утверждено, заказчиком одобрена смета и заключен официальный контракт, подрядчик приступает к подбору комплектующих. Он подготавливает диэлектрические пластины к работе, наносит на них электропроводящие цепи, покрывает защитным слоем.
  • Ручной SMD-монтаж — solderpoint.ru/montazh-pechatnyx-plat-smd-ruchnoj. На данном этапе пошагово припаиваются все поверхностные компоненты. Каждый выводной контакт соединяется с площадками на плате. Такая работа выполняется мастером вручную. Он использует комплект паяльников с различной длиной и толщиной жала.
  • Постпроизводственная обработка. В процессе изготовления на некоторые контактные точки может быть нанесено избыточное количество припоя. При необходимости, специалист снимает его с помощью паяльника. Чаще всего это осуществляется по ходу выполнения работы.
  • Проверка ОТК. Готовая плата в обязательном порядке проходит проверку отдела технического контроля. Комплексное тестирование позволяет оценить работоспособность ее компонентов и определить соответствие реальных показателей с номинальными значениями.

Ручной поверхностный монтаж микросхем обходится дороже, чем машинный. Это объясняется тем, что на оплату труда квалифицированных специалистов уходит больше денег, чем на обслуживание станков.

Правда, если речь идет об ограниченной партии изделий, а не массовом производстве, настройка и адаптация функционального оборудования для изготовления нескольких микросхем может не окупиться. А в случае ремонта электронных плат ручная пайка и вовсе является единственным вариантом.

15.12.2020

Содержание:

Определение и назначение

Настоящая инструкция предназначена для оценки качества паяных соединений поверхностно – монтируемых электронных компонентов  после пайки печатных узлов методом конвекционного оплавления паяльной пасты.

Инструкция предназначена для инженеров – технологов по подготовке производства, инженеров по наладке и испытаниям, инженеров по процессам, операторов  сборочно-монтажного цеха, контролеров ОТК.

Требования инструкции  являются обязательными для  должностных лиц цеха, эксплуатирующих и обслуживающих оборудование линий поверхностного  монтажа, осуществляющих монтаж и контроль качества электронных модулей.

Термины и определения

  • Изделие электронной техники (ИЭТ) —  комплектующее изделие, предназначенное для применения в качестве элемента электрической схемы электронного устройства.
  • Поверхностно-монтируемое изделие электронной техники (ПМИ или SMD)выводное или безвыводное  ИЭТ, конструкция которого предназначена для монтажа на контактные площадки печатной платы без предварительной подготовки: обрезки, формовки выводов.
  • Поверхностный монтажэлектромонтаж ПМИ на поверхность печатной платы с распайкой выводов или контактных поверхностей к контактным площадкам платы без использования монтажных отверстий.
  • Вывод ИЭТэлемент конструкции корпуса ИЭТ, предназначенный для соединения соответствующего электрода с внешней электрической цепью
  • Печатный узелпечатная плата с подсоединенными к ней электрическими и механическими элементами и /или другими печатными платами и выполненными всеми процессами обработки.
  • Пайкаобразование соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их оплавления, их смачивания припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации. Температура пайки всегда выше точки плавления для того, чтобы дать металлу большую текучесть и хорошую смачивающую способность.
  • Пайка оплавлениемпайка с дозированным количеством предварительно нанесенной паяльной пасты и последующим нагревом различными способами.
  • Смачиваниеобразование однородной, гладкой, не имеющей разрывов пленки припоя, прилипающей к металлу.
  •  Cмачиваемость определяется степенью загрязнения контактных поверхностей, которая непосредственно зависит от условий хранения и транспортировки.
  •  Паяемостьсвойство металлической поверхности, позволяющее смачивание ее припоем.
  • Галтель припоя — поверхность, образованная припоем в процессе пайки.

Обозначения и сокращения

  •  IPC – The Institute for Interconnecting аnd Packaging  Electronic Circuits —  международная ассоциация компаний  —  производителей электроники. Область деятельности: конструирование, производство, стандартизация, сертификация в  электронной отрасли промышленности.
  •  SMD — компонент Surface Mount  Device – компонент, монтируемый на поверхность печатной  платы                    
  •  ПП – печатная плата  
  •  КП – контактная площадка

Технические данные

Определение требований к качеству паяного соединения производится с учётом Класса изделия. Все изделия разделяются на три Класса по надёжности, долговечности, сложности, функциональным требованиям и частоте обслуживания.

При запуске в производство для каждого изделия в технологической документации указывается его Класс.

Классы аппаратуры по стандарту IPC– A– 610С  «Критерии качества паяных соединений»:

1 класс – бытовая электроника

(Изделия, к которым не предъявляются высокие требования по надежности: бытовая электроника, приборы, в которых допустимы косметические дефекты. Основная цель – принципиальная функциональность печатной платы).

2 класс – промышленная электроника

(Изделия с повышенными требованиями к надежности. Системы связи и управления, другие устройства, функционирование которых необходимо в течение длительного срока, однако выход из строя не является критическим. Допустимы небольшие косметические дефекты).

3 класс – спецтехника военная,  аэро-космическая, системы жизнеобеспечения

(Изделия с максимальными требованиями к надежности. Оборудование, которое должно функционировать при любых обстоятельствах. Системы поддержания жизнедеятельности, системы управления полетом и т. п. Недопустимы любые отклонения от предполагаемых

характеристик,  влияющие на функциональность и надежность устройства).

Изделия автомобильной электроники отнесены разработчиками изделий к 3 классу аппаратуры.

Общие требования к паяному соединению

  Поверхность паяного соединения в общем случае должна быть гладкой, блестящей или светло-матовой без темных пятен и посторонних включений. В особых случаях, например, при использовании бессвинцовых припоев  или специальных процессов пайки (если это дополнительно оговорено в технологическом процессе), поверхность паяного соединения может быть серой, матовой или зернистой.

  Переход от контактной площадки к запаиваемой поверхности или выводу компонента должен быть плавным. Допустима видимая линия раздела в зоне, где происходит смешивание используемого припоя с покрытием контактной поверхности компонента или печатной платы, при условии, что есть смачивание контактной поверхности припоем.

  Зарубины или царапины, мелкие раковины, неглубокие поры в паяном соединении не должны ухудшать его целостность.

Дефекты паяных соединений

Дефектами паяного соединения считаются:

  •  Паяные соединения с трещинами.
  •  Разрушенные паяные соединения.
  •  Галтель припоя нарушает минимальный электроизоляционный промежуток между контактными площадками или выводами компонента,  или касается корпуса компонента.
  • Отсутствие  смачивания или плохая смачиваемость контакта или контактной площадки —  отсутствие (полное или частичное) способности смачивания контактной площадки  или металлизированного контакта компонента расплавленным припоем, уменьшение площади контактной площадки или вывода, покрытой припоем.
  • Перемычки припоя между соединениями, кроме случаев, когда электрический контакт между этими соединениями предусмотрен конструкцией изделия.

Простые корпуса для пассивных компонентов:

Чип   ? безвыводные корпуса прямоугольной формы – чип-резисторы, чип-конденсаторы, чип-индуктивности, чип-варисторы.  Наиболее распространенные корпуса чип-компонентов: 0402, 0603, 0805, 1206, 2220 (цифры указывают на габаритные размеры корпуса в дюймах)
MELF ? корпуса цилиндрической формы с вмонтированными в торцах металлизированными электродами – MELF (Metal Electrode Face  Bonded)

Сложные корпуса для многовыводных полупроводниковых приборов и микросхем:

SOT ? малогабаритный транзисторный корпус ((Small Outline Transistor)
SOD, DO ? малогабаритный диодный корпус ((Small Outline Diode)
SO ? малогабаритный корпус ((Small Outline) в большинстве случаев для интегральных микросхем – в форме прямоугольного параллелепипеда
SOL ? увеличенный малогабаритный корпус ((Small Outline Large) для интегральных микросхем
SOJ ? малогабаритный корпус c J-образной формой выводов (Small Outline J Leads)
SOIC ? корпус SO в форме прямоугольного параллелепипеда – для микросхем
PLCC ? пластмассовые кристаллоносители с выводами (Plastic Leaded Chip Carrier), корпус в форме квадратного параллелепипеда
LCCC ? безвыводные керамические кристаллоносители (Leadless Ceramic Chip Carrier), корпус в форме квадратного параллелепипеда
LDСС ? керамические кристаллоносители с выводами (Leaded Ceramic Chip Carrier)
QFP ? плоский корпус с четырехсторонним расположением выводов
BGA ? матрица с шариковыми выводами (Ball Grid Array)
CSP ? корпус в размер кристалла
DSA ? прямое присоединение чипа
Flip-chip ? перевернутый кристалл
Fine-pitch ? микросхемы с шагом выводов менее 0,6 мм
VSO ? сверхтонкие корпуса с уменьшенными расстояниями между выводами

Основные группы корпусов SMD-компонентов

Форма выводов или контактов (безвыводных) SMD – компонентов

    Выводы или контакты (безвыводных) электронных компонентов могут иметь следующую форму согласно международному стандарту  IPC- A- 610С:

  • Прямоугольные или квадратные (сhip-резисторы, chip-конденсаторы, MELF с квадратными контактами и т.п.).
  • Цилиндрические – Melf
  •  «Крыло чайки» — Gull Wing
  • «Плоская лента» — Flat Ribbon
  •   L-образные;  L-образные, отформованные  внутрь под корпус
  •   J-образные
  •  Круглые – Round
  •   Сплющенные – Flattened (Coined)
  •  Корончатые  — Castellated termination (безвыводные)
  •  Неформованные  планарные  выводы
  •  Плоские контакты снизу под корпусом

Требования к качеству паяных соединений SMD-компонентов

1.  Компоненты с прямоугольными или квадратными контактами (CHIP-резисторы, CHIP-конденсаторы, MELF с квадратными контактами и т.п.)

Качество пайки компонентов с прямоугольными или квадратными контактами должно соответствовать таблице 3 и рисунку 9 в соответствии с классом изделия. Допускается контакт галтели припоя с нижней поверхностью компонента.

При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.

Таблица 1. SMD-компоненты с прямоугольными или квадратными контактами

image

  Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток.

(2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Припой может выходить за пределы контактной площадки и заходить на верхнюю плоскость вывода, но касание корпуса компонента не допускается.

image

  Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток.

(2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Припой может выходить за пределы контактной площадки и заходить на верхнюю поверхность вывода, но касание корпуса компонента не допускается.

(5) Не распространяется на компоненты с контактами только на торцах.

image

  Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток.

(2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Длина «D» измеряется от края корпуса.

image

   Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток.

(2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Галтель может подниматься дальше верхнего изгиба вывода. Припой не должен касаться корпуса компонента или изолятора (за исключением низкопрофильных SMD- компонентов, таких как SOIC и SOT).

Припой не должен проникать под корпус низкопрофильного SMD-компонента, если он изготовлен из паяемого материала.

(5) В случае компонента с пологой конфигурацией выводов галтель должна быть не ниже, чем середина нижнего изгиба вывода.

(6) Для компонентов с мелким шагом минимальная длина паяного соединения должна быть 0,5 мм.

image

  Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток

 2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Галтель может подниматься дальше верхнего изгиба вывода. Припой не должен касаться корпуса компонента или изолятора (за исключением низкопрофильных SMD-компонентов, таких как SOIC и SOT). Припой не должен распространяться под корпус низкопрофильного SMD-компонента, если он изготовлен из паяемого материала.

(5) В случае компонента с пологой конфигурацией выводов галтель должна быть не ниже, чем середина нижнего изгиба вывода.

image

 Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток.

(2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Припой не должен касаться корпуса компонента.

image

Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток.

(2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Припой не должен касаться корпуса компонента на внутренней части изгиба вывода.

 Если вывод разделён на два зубца, то требования должны выполняться для каждого из них.

image

Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток.

(2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Если вывод предназначен для запайки под корпусом компонента и контактные площадки спроектированы с учётом этого,  должно быть смачивание вывода припоем в области «М».

Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток.

(2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Из-за конструктивных особенностей контактная поверхность может не доходить до края компонента, и корпус компонента может выходить за пределы контактной площадкой печатной платы. При этом контактная поверхность компонента не должна смещаться за пределы контактной площадки  печатной платы.

Примечания:

(1) Величина не должна нарушать минимальный изоляционный промежуток.

(2) Неопределённая или переменная величина.

(3) Есть смачивание вывода компонента припоем.

(4) Если вывод предназначен для запайки под корпусом компонента и контактные площадки спроектированы с учётом этого,  должно быть смачивание вывода припоем в области «М».

Критерии оценки качества электронных сборок

Узлы поверхностного монтажа … Далее

Похожее

Предыдущая статья Обеспечение работников смывающими и (или) обезвреживающими средствами

Следующая статья Система оповещения в случае возникновения проблем на предприятии

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий