ТОП-10 основных проблем при монтаже печатных плат

Технология поверхностного монтажа печатных плат часто обозначается как ТМП — технология монтажа на поверхность, либо заимствованными аббревиатурами:

• SMT, от английского «surface mount technology»
• или SMD-технология, от английского «surface mounted device» (устройство монтируемое на поверхность)

Электронные компоненты для поверхностного монтажа  — «чип-компоненты». ТМП стала наиболее распространённым способом проектирования, конструирования и сборки электронных узлов печатных плат. Основное отличие монтажа на поверхность от технологии сквозного монтажа (в отверстия): компоненты монтируются на поверхность печатной платы только поверх стороны токопроводящих дорожек и для этого не используются отверстия. Сквозной монтаж в отверстия и SMT/SMD при необходимости совмещаются и применяются в рамках одного проекта печатной платы. Превосходство современной ТМП очевидно, она превосходит классические методы в силу особенностей элементной базы комплектующих, а также практики конструирования и созданных для производства печатных узлов технологических карт.

Отсутствие достаточного отступа от края

Эта проблема заключается в меди, которая являясь прекрасным проводником, а также склонна к коррозии под воздействием факторов окружающей среды. Чтобы справиться с этой проблемой, производитель покрывает проводящий слой защитным материалом. Но что происходит, если вы не делаете достаточный отступ от края платы до проводящего слоя? Это защитное покрытие в процессе производства может отколоться, обнажив слой меди, и тогда жди беды, такой как нежелательное короткое замыкание или коррозия.

Оставьте отступ между проводящим слоем и краем платы. (Изображение переходного отверстия печатной платы вид сбоку)

Эту проблему легко решить. Убедитесь, что вы оставляете достаточно места между проводящим слоем и краем вашей печатной платы. Минимальное расстояние – 0,010 дюйма для внешних слоев, и 0,015 дюйма для внутренних слоев. Вы даже можете указать эти отступы в своих проектных нормах (DRC), чтобы следующий раз, когда начнете проектировать печатную плату, больше не беспокоиться об этом.

SMT-монтаж

Детали для поверхностного монтажа припаиваются контактными частями непосредственно к верхней или нижней поверхности. Поскольку такие компоненты не требуют соединительных проводов, которые проходят через отверстия и припаиваются. Способ поверхностного монтажа делает возможным очень плотное комплектования и использования обеих сторон ПП.

Преимущества:

• качество процессов с возможностью воспроизведения благодаря высокому уровню автоматизации;
• плотность компоновки: возможность использования печатных плат с обеих сторон благодаря креплению на поверхность;
• эффективность процессов благодаря возможности обработки компонентов THR и SMD за одну процедуру.

Перед установкой деталей для поверхностного монтажа на соответствующе покрытые металлом пластинки платы, под давлением наносится паяльная паста. После этого плата комплектуется деталями и весь модуль спаивается. Для верхней поверхности платы используется пайка оплавлением. Компоненты типа SMD на нижней поверхности часто приклеиваются и припаиваются способом пайки волной припоя.

По сравнению с компонентами для сквозного монтажа детали для поверхностного — имеют низкую прочность соединения с печатной платой, поэтому места пайки на схеме, как правило, не рассчитаны на значительные механические нагрузки.

В случаях, когда механические нагрузки, сопоставимые с нагрузками на компоненты сквозного монтажа, используются так называемые паяльные анкеры THR.

Пайка волной припоя

Если это ваш первый проект, где вы полагаетесь на контрактного производителя электроники, который будет изготавливать и собирать ваши устройства для вас, то пайка волной припоя будет для вас новым термином. Это процесс прохождения вашей печатной платы через гигантскую печь, где все электронные компоненты присоединяются к печатной плате в считанные секунды. Как вы можете себе представить, этот процесс более эффективен, чем ручная пайка компонентов вручную и задействованное оборудование может одновременно обрабатывать как сквозные, так и поверхностные компоненты.

Оборудование Сити Электроникс для пайки двойной волной, выглядит как гигантская печь!

Процесс пайки волной припоя использует оборудование для пайки волной, как показано на рисунке выше. Это оборудование представляет собой автономную печь, которая берет пустую плату с размещенными элементами на одном конце и на другом конце вы получаете полностью спаянную плату. Между этой начальной и конечной точкой находятся несколько процессов, в том числе:

• Применение флюса. Ваша печатная плата сначала помещается на ленточный конвейер в начале оборудования для пайки волной припоя и наносится слой флюса. Этот слой очищает все ваши электронные компоненты и гарантирует, что припой правильно прикрепиться к контактным площадкам на плате.

• Прогрев. После прохождения через флюс, ваша плата располагается на подставке для подогрева. Этот процесс нагревает вашу плату ровно настолько, чтобы предотвратить любой тепловой удар, прежде чем она пойдет в сам процесс пайки волной.

• Пайка волной. На этом последнем этапе, ваша плата проходит над жидкой паяльной волной. Нижний слой вашей печатной платы будет контактировать с жидкой волной припоя, образуя соединение между каждым элементом и связанным с ним отверстием или контактной площадкой.

Процесс пайки волной в визуальной форме (на картинке)

Как видите, этот автономный процесс пайки волной имеет много вариаций для ошибок, начиная от неправильного нанесения флюса, до самых финальных этапов процесса пайки волной. Ниже мы рассмотрим, как эти процессы могут взаимодействовать с вашей печатной платой, вызывая некоторые непреднамеренные проблемы.

Не сразу возлагайте вину на себя, если ваша плата испортилась из-за проблем при монтаже печатных плат. Процесс тестирования после изготовления плат покажет основную причину, будь то дефект вашей разработки или это проблема с процессом или материалами вашего производителя. Когда вы или ваш производитель ищете дефекты, всегда полезно иметь идеальный образ в голове как выглядит качественное паяное соединение. Посмотрите ниже на картинке.

Правильное соединение припоя с гладкой поверхностью и углами смачивания от 40-70 градусов. (на картинке)

Способы сборки компонентов на печатной плате

Cуществуют три основных  метода:

1. Сборка THT (сквозное отверстие). Этот метод чаще всего используется при производстве крупногабаритных деталей, например конденсаторов. Соединяемые таким способом узлы создают системы высокой жесткости и механической прочности. В то же время, однако, это метод, требующий гораздо большей работы.
2. Поверхностный монтаж (SMT). Используется при сборке систем, состоящих из тонких и миниатюрных компонентов. Они требуют использования соответствующей технологии, поскольку ручная сборка может привести к их повреждению. В этом методе используется паяльная паста и специальный шаблон для очень точного нанесения.
3. Смешанный монтаж. Используется, когда необходимо получить определенную прочность системы при использовании миниатюрных компонентов.

Добавление контуров элементов неверных размеров или формы

Вы уверены, что все компоненты, которые вы добавили в спецификацию (BOM), будут соответствовать контурам элементов, нанесенным на вашу печатную плату? Если вы нанесли контур элемента с неверными размерами, то, скорее всего, это приведет к тому, что эти детали будут сломаны в процессе монтажа печатных плат, либо не будут припаяны должным образом.

Вот интересный способ установки элемента на плату, контур которого не соответствует элементу! (Изображение элемента, имеющего большие размеры, чем контур на плате)

При нанесении контуров элементов всегда проверяйте, что вы делаете это в соответствии со стандартами IPC. Так ваши физические компоненты и их контуры всегда будут соответствовать друг другу, а вы не столкнетесь с ненужными задержками во время сборки.

Поверхностный и сквозной монтаж печатных плат

разработка Контрактная электроники является для большого компаний числа приоритетным направлением деятельности.

Как контрактная возникает электроника? Разработчик выполняет некий работ комплекс по разработке электронного изделия для Заказчик. заказчика получает его прототип, вместе со документацией свей, а затем сам налаживает серийное изделия производство. Могу сказать, что сегодня часто довольно предметом контрактной разработки являются платы печатные. Многие предприятия предлагают не только монтаж, но и изготовление печатных плат.

Под монтажом печатных плат самом, на понимается деле, монтаж электронных компонентов на плату печатную. Существует два основных вида монтажа такого: сквозной и поверхностный.

Сквозной монтаж – традиционная это технология, считающаяся во многом устаревшей. Но она иногда является экономически более рентабельный, поверхностный “чем монтаж. Это, например, когда в предполагается плате использовать дешёвые электролитические конденсаторы из потому (алюминия что поверхностное их крепление крайне Или). ненадёжно же когда в монтаже нужно применять механические серьёзные нагрузки, например, создавая крупные Компоненты. разъёмы подготавливаются к данному монтажу путём или формовки обрезки. Затем фиксируются с помощью пружинения, пригиба, приклейки. А потом настаёт очередь либо – пайки старым добрым контактным паяльником, автоматической либо волной припоя. Автоматическое оборудование монтажа для в отверстия в наши дни по факту используется не практически.

Сети другое дело – поверхностный монтаж. наиболее Это распространённая технология монтажа электроузлов на Данную. платах технологию ещё называют SMD-компоненты. А технологией для монтажа именуются чип-Главная. компонентами особенность SMD как раз и том в состоит, что чип-компоненты монтируются на платы поверхность а не в отверстия. Полный цикл поверхностного включает монтажа в себя несколько операций. Сначала паяльной специальной пастой обрабатываются контактные площадки. В производстве единичном такая обработка происходит посредством массовом, в дозирования при помощи трафаретной печати. этап Второй – непосредственно установка компонентов. Затем в осуществляется печи групповая пайка. Здесь инфракрасным или нагревом же по методу конвенции нанесённая паста Наконец.

оплавляется плата омывается и обрабатывается защитным Существует. покрытием целая группа финишных металлических это – покрытий например, карбоновое покрытие, иммерсионное иммерсионное, олово золочение, и т. д. После нанесения такого плату покрытия можно считать готовой к использованию.

Пайки оплавлением через сквозное отверстие (THR)

Способ пайки оплавлением через сквозное отверстие сочетает в себе особую механическую устойчивость скреплений со значительным уровнем автоматизации процессов поверхностного монтажа.

Преимущества:

• высокое качество процедуры;
• обеспечение значительной механической стабильности соединительных компонентов;
• возможность обработки компонентов  THR и SMD за одну процедуру.

При монтаже по методу THR в сверленные отверстия на ПП, куда нужно установить запчасти, под давлением через шаблон закладывается паяльная паста, состоящая из флюса и припоя. После этого детали монтируются, вжимаются в заполненные паяльной пастой.

Чрезмерный припой

Избыток припоя накапливается на этом стыке, обратите внимание на округлую форму. (на картинке). Если ваша плата прошла через оборудование пайки волной и потребовала слишком много припоя, то вы получите избыточное накопление

Если ваша плата прошла через оборудование пайки волной и потребовала слишком много припоя, то вы получите избыточное накопление.

Обратите внимание на округлую форму на картинке и хотя этот избыточный припой все еще может образовывать электрическое соединение, становится уже трудно определить, что происходит внутри этой округленной массы. Причины чрезмерного припоя могут быть по следующим причинам:

Причины чрезмерного припоя могут быть по следующим причинам:

• Не правильная ориентации компонентов одного типа в одном направлении.

• Использование неправильной длины свинца к коэффициенту площадки во время вашего процесса проектирования.

• Со стороны производителя, конвейерная лента могла работать слишком быстро.

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:

• применения инновационных и точных технологий;
• наличия специализированных производственных линий;
• трудоустройство опытных специалистов.

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.

Возможно, вам также будет интересно

Восновном, по сложившейся традиции, бороться с деформациями приходится технологам, хотя существует ряд приемов, способных если не предупредить совсем, то существенно уменьшить деформации плат еще на этапе разработки конструкции. Данная статья адресована, по большей части, конструкторам и посвящена выявлению причин возникновения такого рода дефектов, здесь даны рекомендации по устранению их еще на стадии проектирования. Также будут Конечно, утверждения о 15‑летнем ресурсе и энергоэффективности светодиодных ламп вызывают интерес. Такие лампы значительно превышают по этим показателям как люминесцентные лампы, так и лампы накаливания.

 

Но, как показывает практика, большинство потребителей еще не готово приобретать светодиодные лампы по нынешней цене, они ждут, пока цена не упадет до эквивалента $10 или ниже. Цены на лампы начнут падать, только когда светодиодные чипы станут дешевле. Согласно «маршрутным картам» Средства проектирования и анализа систем контроля в новейшей реализации матричной системы MATLAB+Simulink 8.0 (R2012b), появившейся на рынке осенью 2012 года, сосредоточены в пакетах расширения Control System Toolbox и Simulink Control Design. Эта статья описывает возможности таких пакетов расширения на большом числе демонстрационных примеров. Автор благодарит корпорацию The MathWorks Inc. за предоставленную систему MATLAB 8.0 + Simulink 8.0 (R2012b), использованную для подготовки данной серии статей.