Быстрые подходы к пайке/сборке печатных плат

Наша команда (трое любителей сейчас разрабатывают наше первое серьезное устройство) заинтересована в пайке/сборке примерно 200 печатных плат. Мы уже нашли недорогого производителя сырых плат, так что остается только сборка.

Конечно, мы хотели бы сохранить общее время сборки и стоимость на достаточно низком уровне, и поэтому рассматриваем различные подходы.

Цифры следующие:

  • 200 односторонних печатных плат
  • Размер доски 5 см X 5 см
  • 30 конденсаторов и резисторов (размер 0603)
  • 5 компонентов QFN/QFP
  • 4 компонента SOIC/SSOP
  • 1 USB-разъем
  • 1 разъем для SD-карты

Необработанные доски могут поставляться в виде групп/панелей в процессе производства, но, по сути, мы хотим, чтобы в среднем каждая отдельная доска была готова менее чем за 20 минут в идеале.

Какой из следующих вариантов вы бы предложили как лучший? (учитывая ограничения по стоимости и желаемое время на плату, указанные выше):

  • Вариант А: вручную установить компоненты с помощью пинцета, припаять резисторы и колпачки утюгом и припаять QFN с помощью термофена.
  • Вариант B: Нанесите паяльную пасту (возможно, с помощью трафарета), поместите компоненты вручную с помощью пинцета, затем используйте тостер/печь для оплавления?
  • Вариант C: Сделать это полностью в сборочном цеху?

Примечание . Все трое из нашей команды имеют примерно 6-месячный опыт работы с традиционным методом пайки (пинцет, паяльник и фен). Мы не возражаем против необходимой ручной работы, потому что мы определенно в восторге от нашей платы, но было бы хорошо знать, что мы выбираем эффективный подход.

Я бы предложил B. Мы делаем это самостоятельно, и это намного быстрее и лучше, чем A. C может быть дорогим.
@Rocketmagnet: Под «лучше» вы подразумеваете и «точнее»? До сих пор я выполнял только ручное размещение, но в варианте B должно ли размещение QFN и SOIC быть очень точным в сценарии до печи? Думаю, я косвенно спрашиваю, какую продолжительность вы регистрируете для фазы размещения.
Нанимайте подростков на смену зарплаты!
СОИК прост. Совсем не обязательно быть точным. Чип самовыравнивается. С QFN вы должны быть немного более точными, в зависимости от шага упаковки. Стоит инвестировать в линзы для глаз.
@TFD - я не знаю о подростках в Новой Зеландии, но те, кто в Европе, довольно умны; их уже не так легко обмануть потерей сдачи :-(.
@Rocket - согласен с SOIC, вы можете делать это с завязанными глазами. Однако им придется решить, будет ли это SOIC или SSOP: SSOP нужна такая же точность, как и QFP.
SSOP дает вам немного лучшую видимость, чем QFN, и его легче исправить даже с помощью слегка тупого паяльника.

Ответы (3)

C: определенно сборочный цех, если у вас есть на это кошелек. Это вам решать. Спросите несколько цитат и решите, стоит ли делать это самостоятельно. Поскольку это хобби-проект, вы можете думать, что ваше время свободно, но ведь оно должно оставаться и веселым, не так ли?


только что получил это в рассылке от DesignSpark: сбор средств может помочь вам начать делать это в магазине. Эрик собрал 313 218 долларов при цели в 5 000 долларов.
(конец редактирования)

В качестве альтернативы, B: Опять же, получить цитату для трафарета. Тем не менее, даже нанесение паяльной пасты вручную займет меньше времени, чем ручная пайка, которую я бы не рекомендовал: резисторы и конденсаторы не представляют большой проблемы, но микросхемы могут занять довольно много времени, если вы хотите сделать это правильно, т.е. все контакты пропаяны, короткого замыкания нет.

Не A: это занимает слишком много времени и грязно. Я бы сделал это сам, только если бы мог использовать духовку.

Помните, что Джобс и Воз также вручную собрали свою первую партию компьютеров Apple :-)

Последняя строка «меняет все» ;) Предположим, что мы должны были поместить их вручную и обжарить в тостере: по вашему опыту, менее 20 минут кажутся вероятным средним значением для количества компонентов, которое я перечислил, после того, как мы войдем в цикл? Меня особенно интересует время размещения, потому что я не знаю, насколько точным должно быть размещение перед печью.
@Orlando - При правильном количестве паяльной пасты детали будут тянуться в правильное положение из-за капиллярности пасты, поэтому отклонение в полмм для 0603 не должно быть проблемой. Вы можете сэкономить много времени, работая с одной панелью за раз (или с половиной панели, если вся панель не помещается в печь): поместите все R1 на разные печатные платы, затем все R2, работайте как можно больше. с той же лентой и катушкой. Духовка требует длительного предварительного нагрева, поэтому вам придется прервать размещение, чтобы проверить, готова ли ваша панель. Это может потерять вас некоторое время, но особенно. на панели 20' должно быть хорошо.
Но когда были сделаны первые компьютеры Apple, компоненты были достаточно большими, чтобы их можно было использовать в качестве подставок для книг :)

Варианты А и Б: Нет, забудьте! Вы, безусловно, испортите несколько QFN / QFP, в конечном итоге потратив слишком много времени на устранение неполадок плат, чтобы оно того стоило, даже для любителя. QFP с шагом до 0,5 можно паять вручную, если вы хорошо разбираетесь ... Разъемы SD могут быть или не быть возможными в зависимости от шага. QFN только доставят вам неприятности.

В моем распоряжении есть люди с многолетним опытом пайки, но каждый раз, когда мы хотим быть дешевыми и делать такие вещи сами, у нас возникают проблемы, в итоге получается что-то более дрянное и более дорогое, чем то, что мы могли бы получить от профессионалов.

Всегда найдется множество местных, небольших SMD-сборочных компаний, которые были бы рады выполнить работы в таком объеме за приемлемую цену. Не спрашивай больших драконов.

Хм; какая приемлемая цена? Мы получили котировки от нескольких компаний, которые заявили около 13 долларов США каждая. Очевидно, что это не оправдано, если мы можем сделать это самостоятельно менее чем за 20 минут на доску. Но, с другой стороны, мы бы уделили больше внимания тому, чтобы держаться подальше от QFN/других неточностей, о которых вы заявили.
@OrlandoCastillo Если вы выбираете вариант А, мы говорим не о минутах, а о часах. Вариант B, возможно, возможен, но тогда все зависит от того, насколько точны компоненты и насколько вы опытны в выполнении таких работ при пайке. Ничего не зная о рынке сборки печатных плат в США, 13 долларов кажутся мне несколько завышенными. Но поскольку большая часть затрат связана с настройкой машины: если ваша спецификация содержит много разных значений, то цена может быть оправдана.
Проголосовали против, потому что рекомендации по покупкам не по теме.
@Passerby Ага, рекомендации по припою - это рекомендации по покупкам. Я вижу, это имеет смысл. А теперь извините меня, пока я иду покупать некоторые компоненты с моим магазинным утюгом.

200 печатных плат — это слишком много для вариантов A и B. Если у вас много свободного времени и есть приличные инструменты, вы можете сделать это с помощью модифицированного варианта B.

Во-первых, вам обязательно понадобится трафарет. Вместо того, чтобы идти в дорогой магазин за трафаретом для лазерной резки, попробуйте этот метод, используя банку из-под газировки, лазерный принтер и некоторые основные химические вещества, чтобы сделать это дома. Это не так уж и сложно и сэкономит вам массу времени.

Во-вторых, забудьте про пинцет. Я использую пинцет в течение долгого времени, и он может быть удобен для небольших работ, но становится очень трудоемким при заполнении большого количества компонентов. Кроме того, я обнаружил, что это приемлемо для нескольких резисторов, но когда вы работаете с более крупными компонентами, то есть больше, чем губки вашего пинцета, становится действительно трудно разместить что-то, не размазав паяльную пасту вокруг.

Всасывающие инструменты могут быть полезны, но не используйте ничего, где вы контролируете вакуум рукой. Вы аккуратно размещаете компоненты рукой, нет смысла добавлять еще одну работу, чтобы сбить с толку вашу точность. У меня есть устройство SteadyHands , и оно отлично работает как с большими, так и с маленькими компонентами. Это ЛЕГКО сокращает время сборки на треть, но, что более важно, избавляет меня от необходимости рвать на себе волосы!

Для оплавления я обнаружил, что тостер работает просто отлично. После нескольких попыток вы узнаете, сколько тепла использовать и когда его отключить. Я использую термопару, направляемую в печь, но на этом этапе я уверен, что смогу обойтись и без нее, потому что я могу видеть, когда припой плавится и попадает на компоненты. У меня есть друзья, которые используют сковородки и добились определенного успеха, но я не пробовал.