Какие инструменты, оборудование и методы вы используете для пайки деталей SMT с малым шагом?

Прежде чем я начну, это много вопросов в одном вопросе. Пожалуйста, в следующий раз постарайтесь немного разбить его.

Первый: используете ли вы часовую линзу или какое-либо другое увеличительное стекло при пайке этих миниатюрных компонентов? Что было бы оптимальнее всего, чтобы увидеть более крупную картину?

Этот вопрос обсудил оптику более подробно. У меня есть лупа с 10-кратным увеличением, которую я использую для осмотра паяных соединений, когда я не на рабочем месте микроскопа в школе или на работе, но нет никаких сомнений в том, что стереомикроскоп — лучший инструмент. Стерео дает вам ощущение глубины.
Что касается просмотра более крупной картины, уменьшение масштаба (микроскопы, которые я использовал, имеют увеличение от ~ 3x до 40x) дает вам достаточно места, чтобы найти свое место, если вас это беспокоит. Однако увеличение масштаба — это когда сияет прицел. Какое-то время вы будете сжигать высокие пластиковые детали (например, кожухи разъемов), но в конце концов вы почувствуете, где ваше железо находится за пределами поля зрения. Хороший микроскоп даст вам около 3 дюймов фокусного расстояния (в отличие от дешевой лупы, моя, вероятно, около 1,5 дюйма для 1/4 увеличения), поэтому вы можете махать паяльником на полпути между двумя, пока не увидите нечеткое коричневое пятно. облако, движущееся через ваше поле зрения. Отодвиньте утюг назад, пока не увидите жало, и только после этого опускайте его на паяльную площадку. На мой взгляд, диоптрийная линза с подсветкой не дает достаточного увеличения. чтобы оправдать навязчивость наличия объектива на пути. То же самое с лупами на руках помощи.

Второе: как припаивать компоненты, где контактные площадки находятся под корпусом? У меня нет печи оплавления, и я пытался игнорировать эти корпуса, но больше не могу. Существуют ли какие-либо методы ручной пайки BGA, iLCC, CSP среди прочих?

Если возможно, держитесь подальше от корпусов типа BGA для ручной пайки. В крайнем случае, корпуса iLCC (и более распространенный QFN) можно изготовить, поместив небольшие купола припоя на контактную площадку (которая должна выходить за пределы границ чипа), флюсовать нижнюю часть компонента и нагревать припой. Если все пойдет хорошо, припой расплавится, нагреет контакт на чипе, и поверхностное натяжение стянет соединение. Для устройств с небольшим количеством выводов это работает достаточно хорошо, включая кварцевые генераторы.. Если контакты выходят за пределы чипа, просто нагрейте их. Другой вариант — термофены или термовоздушные паяльные станции. Steinel производит хорошие пневматические пистолеты, и многие паяльные станции имеют пневматические насадки. Я обнаружил, что пневматические пистолеты более эффективны, чем паяльные станции для нанесения / оплавления чипов, они просто распределяют тепло более равномерно и устойчиво. Обратите внимание на профили оплавления: вы хотите начать нагревать его медленно, в течение минуты или двух, и только потом прикладывать настоящий нагрев. Термический стресс здесь представляет собой реальную проблему. Обратите внимание, что я использовал этот метод только для доработки; Я не пробовал это для сборочных циклов.

Третье: какие инструменты вы используете, кроме пинцета, паяльника, припоя и яркого/освещенного рабочего места. Любая подходящая «третья рука», которую вы нашли, которая имеет огромное значение?

Припой фитиль. Мили и мили вещей. Для большинства работ, даже с мелким шагом, подойдет обычный материал 0,11 дюйма, но лучше использовать материал меньшего размера (0,05 дюйма или 0,03 дюйма). параллельно краю чипа, ткните кончиком паяльника в край, ближайший к контактной площадке, и двигайте его по печатной плате, пока он не коснется края чипа. В
качестве рук помощи я использовал Panavise 301 с основанием подноса 312. Он удерживает работу на расстоянии 10 дюймов от стола, что позволяет вам фиксировать локти. Тем не менее, некоторые люди любят класть работу на стол (конечно, на антистатическую подкладку), чтобы вместо этого можно было опереться ладонью.
Последнее и, вероятно, самое главное, вам понадобится флюс. Ручки с флюсом дешевы и их легко найти, но у меня есть маленькая бутылочка-капельница, которая мне больше нравится — вам не нужно беспокоиться о том, чтобы что-то повредить, если вы капнете флюс на печатную плату. Это, конечно, обязывает держать под рукой немного изопропилового спирта и ватных промокательных салфеток, чтобы время от времени удалять остатки. О, и вам также понадобится катушка с проволочной обмоткой 30-го калибра, чтобы исправить ошибки.

Четыре: существует ли определенная толщина жала для паяльника, как насчет калибра припоя?

Это полностью зависит от того, что вы делаете. У меня есть конус 1/32 дюйма, который я использую практически для всего, и я использую стандартный припой 0,031 дюйма для разъемов, сквозных отверстий и проводных работ, а также 0,01 дюйма Kester 44 для тонкой работы. Вам просто нужно эксперимент.

Пятое: для прототипирования, если не всегда возможно изготовить печатную плату, вы припаиваете эти компоненты к плате или покупаете переходную плату?

Обычно я вырезаю крошечные компоненты: приклейте суперклеем верхнюю часть, прикрепите к макетной плате (например, Twin Industries 8200-45-LF), а затем проложите провод 30-го калибра к каждой из площадок, вот так , и подключите к разъемам или к чему вам нужно . делать. (Примечание: фото чужой работы, не моей). Затем, убедившись, что все находится в правильных местах, нанесите на все это каплю горячего клея, чтобы уменьшить натяжение проводов.

Я использую:

• Стереомикроскоп (с дополнительным объективом, увеличивающим фокусное расстояние) и оптоволоконный осветитель микроскопа.
• Термовоздушная паяльная станция (дешевая китайская хрень, существенно модифицированная).
• Качественный паяльник. (У меня паяльная станция OKI-Metcal RF Heated).

• Шприц паяльной пасты

• а главное хороший пинцет

Я бы сказал, что самое главное для успеха — это хороший пинцет и паяльная паста. Вам не нужен трафарет для пайки. Простой шприц с тонким дозирующим наконечником дает вам гораздо лучший контроль над объемом припоя, чем при использовании проволочного припоя. Я даже могу обойтись без использования паяльника большую часть времени.

Корпуса BGA и другие типы корпусов с большим количеством выводов на нижней стороне устройства в значительной степени доступны для простой ручной сборки, поскольку для проверки вашей пайки требуется станция рентгеновского контроля. Кроме того, совмещение маски становится все более важным по мере того, как детали становятся меньше, а ручное дозирование паяльной пасты становится неэффективным. Возможно, можно обойтись приспособлением для трафаретной пайки и печью для оплавления, но у меня нет большого опыта в этом, и исправить некачественную пайку, вероятно, будет очень сложно.

Я использую USB-микроскоп Veho (около 40 фунтов стерлингов на eBay) или лупу x15.

Иногда я использую крошечный кусочек липкой ленты, чтобы удерживать компонент на месте. Флюс необходим, как и фитиль для устранения ошибок.

Я склонен гравировать свои собственные разделительные доски, их покупка ужасно дорогая.

Если мы строим в любом количестве, мы используем машину для захвата и размещения. Или попросите вашего CM (контрактного производителя) использовать его. Есть даже CM, которые делают короткие тиражи.

Инструменты

Hakko 936 дешевы (на работе это стоило около 85 долларов от поставщика), но работают отлично. Они не нагреваются так быстро, как некоторые новые утюги (те, у которых «наконечник» включает нагревательный элемент), но менее чем за минуту. Стандартный наконечник, который они поставляются с ними, я использовал для пайки всего до 0,50 мм QFN. Они даже делают из них подделки , если вы пытаетесь сэкономить.

И да, пинцет. Возьмите несколько разных стилей и, если они сильно погнутся, выбросьте их.

Материалы

Для работы с умеренным шагом 0,015 дюйма обычно, но есть 0,025 или 0,031 для сквозного отверстия, поэтому вы не используете дюйм припоя на соединение.

Я обнаружил, что использование липкого флюса вместо флюсовых ручек работает очень хорошо. Я получил 30-граммовый тюбик какого-то липкого неочищаемого флюса RMA Kester (забыл номер) от своего представителя бесплатно (срок годности истек), когда купил очиститель флюса, и оказалось, что он работает намного лучше, хотя и немного менее удобен. Тонкий наконечник с люэровским замком, и я могу поставить точку именно там, где хочу. Он также может довольно хорошо удерживать мелкие детали и как бы гасить вибрацию рук при подталкивании деталей.

Провод 30 AWG Kynar (wire-wrap) отлично подходит, когда это соединение каким-то образом проскальзывает через DRC вашего пакета макета или вы FUBAR распиновку, и вам нужно повернуть деталь, и половина ее висит в воздухе.

Техники

Что касается техники изготовления некоторых безвыводных/нижних колодок, я обычно пользуюсь подходом reemrevnivek «мертвый жучок», если не могу получить ту же деталь в более удобной упаковке с выводами.

Если вы хотите поместить их на плату, нижние контактные площадки иногда можно припаять вручную с достаточно большим сквозным отверстием под контактной площадкой, даже с BGA с большим шагом (лично не делал BGA). Кроме того, вы можете прикрепить бесвыводные компоненты с помощью паяльной пасты и оплавления на горячей пластине перед ручной обработкой компонентов с выводами.

Я обхожу проблему размещения SMT из третьих рук, нанося минимальное количество припоя на одну контактную площадку (будь то для TQFP-64 или 2512), а затем прикрепляя деталь. Для IC вам, возможно, придется просто подтолкнуть его, чтобы правильно выровнять, затем прикрепить противоположный угол и приступить к работе. Не забудьте снова ударить по местам прихватки, чтобы получить правильное соединение.

Я использую один из этих стереопрепаровальных микроскопов SM-20.

Для пайки я использую систему Metcal. Они дороги, если покупать новые, но старый блок питания STSS часто можно дешево купить на Ebay и использовать с более поздними наконечниками и картриджами MX-500. Я думаю, что его также можно использовать с последними аксессуарами MX-5000, но я их не пробовал.

Вам может показаться интересным это руководство Джона Оксера из Freetronics.

Самый необходимый инструмент для меня - это лупа с оголовьем: