Quali strumenti, attrezzature e tecniche utilizzate per saldare parti SMT a passo fine?


42

Forse sono state poste molte domande sulla saldatura di parti smd, ma non ho trovato risposte specifiche, come:

  1. Usi una lente per orologiai o qualche altro tipo di lente d'ingrandimento durante la saldatura di questi componenti in miniatura? Quale sarebbe meglio per vedere un'immagine più grande?

  2. Come si saldano i componenti in cui si trovano gli elettrodi sotto il pacco, non possiedo un forno di riflusso e ho cercato di ignorare questi pacchi ma non posso più farlo. Esistono tecniche per saldare manualmente BGA, iLCC, CSP tra gli altri.

  3. Quali strumenti usi, a parte pinzette, saldatore, filo per saldatura e un ambiente di lavoro luminoso / illuminato. Qualche "terza mano" adatta che hai trovato che fa la differenza per un mostro?

  4. Esiste uno spessore specifico della punta da utilizzare per il saldatore, per quanto riguarda l'indicatore del filo di saldatura?

  5. Per la prototipazione, se non fosse sempre possibile realizzare un pcb, saldate questi componenti su una veraboard o acquistate una breakout board?

Potresti aggiungere altro a questi in base alla tua esperienza e saggezza ...

Il tuo turno.

Risposte:


29

Prima di iniziare, ci sono molte domande in una domanda. La prossima volta prova a romperlo un po 'di più.

Uno: usi una lente per orologiai o qualche altro tipo di lente d'ingrandimento mentre saldi questi componenti in miniatura? Quale sarebbe meglio per vedere un'immagine più grande?

Questa domanda ha discusso dell'ottica in modo più dettagliato. Ho una lente di ingrandimento 10x che uso per ispezionare i giunti di saldatura quando non sono al microscopio a scuola o al lavoro, ma non c'è dubbio che lo stereo microscopio sia lo strumento migliore. Lo stereo ti dà la percezione della profondità.
Per quanto riguarda l'immagine più grande, lo zoom indietro (i microscopi che ho usato vanno da ~ 3x a 40x) ti dà un sacco di spazio per trovare il tuo posto se ne sei preoccupato. Lo zoom, tuttavia, è quando un ambito brilla. Per un po 'brucerai parti in plastica alte (come le protezioni dei connettori), ma alla fine avrai la sensazione di dove il tuo ferro è fuori dal campo visivo. Un buon microscopio ti fornirà una lunghezza focale di 3 "(contrasto con una lente di ingrandimento economica, la mia è probabilmente di circa 1,5" per 1/4 di ingrandimento), quindi puoi agitare il saldatore a metà strada tra i due fino a vedere un marrone sfocato nuvola che si muove attraverso il tuo campo visivo. Sposta il ferro indietro fino a quando non vedi la punta, e solo allora abbassalo sul pad che stai saldando. Una lente diottrica illuminata non fornisce abbastanza ingrandimento, secondo me, per giustificare l'obiettività di avere l'obiettivo in mezzo. Lo stesso vale per le lenti d'ingrandimento che aiutano le mani.

Due: come si saldano i componenti in cui si trovano gli elettrodi sotto il pacco, non possiedo un forno di riflusso e ho cercato di ignorare questi pacchi ma non posso più farlo. Esistono tecniche per saldare manualmente BGA, iLCC, CSP tra gli altri.

Se possibile, stare lontano dai pacchetti di tipo BGA per la saldatura manuale. In un pizzico, i pacchetti iLCC (e i più comuni QFN) possono essere realizzati posizionando piccole cupole di saldatura sul pad (che deve estendersi oltre i confini del chip), fondendo la parte inferiore del componente e riscaldando la saldatura. Se tutto va bene, la saldatura si scioglierà, riscalderà il contatto sul chip e la tensione superficiale tirerà insieme il giunto. Per i dispositivi a basso numero di pin, funziona abbastanza bene, compresi gli oscillatori a cristallo. Se i contatti si estendono sul lato del chip, riscaldali. Un'altra opzione sono le pistole ad aria calda o le stazioni di saldatura ad aria calda. Steinel è un buon fucile ad aria compressa e molte stazioni di saldatura hanno attacchi ad aria. Ho scoperto che le pistole ad aria sono più efficaci delle stazioni di saldatura per l'applicazione / il riflusso dei chip, sembrano solo applicare il calore in modo più uniforme e sostenibile. Presta attenzione ai profili di riflusso: vuoi iniziare a riscaldarlo lentamente, per un periodo di un minuto o due, e solo allora applicare effettivamente il calore reale. Lo stress termico è una vera preoccupazione qui. Nota che ho sempre usato questo metodo per rilavorare; Non l'ho provato per le esecuzioni di assemblaggio.

Tre: quali strumenti usi, a parte pinzette, saldatore, filo per saldatura e un ambiente di lavoro luminoso / illuminato. Qualche "terza mano" adatta che hai trovato che fa la differenza per un mostro?

Stoppino per saldatura. Miglia e miglia di roba. Per la maggior parte del lavoro, anche con intonazioni fini, le normali .11 "cose ​​vanno bene, ma le cose più piccole (.05" o .03 ") sono utili. La maggior parte dei tutorial ti farà applicare in modo piuttosto indiscriminato. Per un lavoro eccellente, vuoi posare parallelamente al bordo del chip, colpire il bordo più vicino al pad con la punta del saldatore e farlo scorrere sul PCB fino a quando non tocca il bordo del chip. Diffidare di lasciare che piccoli brandelli si rompano e causino cortocircuiti .
Per aiutare le mani, ho usato un Panavise 301 con la base di 312 cassetto . Essa detiene il lavoro 10" fuori dal tavolo, che consente di costante i gomiti. Tuttavia, ad alcune persone piace mettere il lavoro sul tavolo (su un tappetino antistatico, ovviamente), in modo da poter invece stabilizzare il tallone della mano.
Infine, e probabilmente soprattutto, vorrai il flusso. Le penne Flux sono economiche e facili da trovare, ma ho un flacone contagocce che mi piace di più - Non devi preoccuparti di danneggiare nulla se goccioli il flusso sul PCB. Questo, naturalmente, impone di tenere a portata di mano delle macchie di alcool isopropilico e cotone per rimuovere il residuo in modo intermittente. Oh, e vorrai anche una bobina di filo da 30 spessori per riparare gli errori.

Quattro: esiste uno spessore specifico della punta da utilizzare per il saldatore, che ne è del calibro del filo di saldatura?

Questo dipende completamente da quello che stai facendo. Ho un cono da 1/32 "che uso per quasi tutto, e uso una saldatura standard .031" per i connettori, i fori passanti e il cablaggio, e .01 "Kester 44 per il lavoro eccellente. Devi solo sperimentare.

Cinque: per la prototipazione, se non fosse sempre possibile realizzare un pcb, saldate questi componenti su una veraboard o acquistate una breakout board?

Di solito ho minuscoli componenti minuscoli: supercolla la parte superiore, si attacca alla scheda protettiva (come Twin Industries 8200-45-LF), quindi faccio passare un filo calibro 30 a ciascuno dei pad, in questo modo , e collego alle intestazioni o tutto ciò di cui hai bisogno fare. (Nota: foto del lavoro di qualcun altro, non mia). Quindi, dopo aver verificato che tutto è nei posti giusti, metti una goccia di colla a caldo su tutto per dare un po 'di tensione ai fili.


umile +1, senza parole !!
Kevin Boyd,

Per i BGA, quando non puoi assolutamente evitarli, c'è schmartboard: schmartboard.com/index.asp?page=products_bga
fceconel

Ri: BGA - Incido uno stampino e lo rifletto su una piastra calda. Probabilmente puoi trovare un negozio d'arte locale per tagliare il laser in mylar per lo stencil e comprare un forno per tostapane per il reflow se non riesci a trovare una piastra calda.
krapht,

OK, quindi è possibile eseguire BGA. Tuttavia, non è possibile ispezionarli senza apparecchiature a raggi X. Ho pensato che chiunque avesse l'attrezzatura e il know-how per fare i BGA sarebbe improbabile che leggesse questo post, e che chi leggesse questo post sarebbe improbabile che avesse quell'attrezzatura e quel know-how. Si scopre che ho sbagliato due volte.
Kevin Vermeer,

@ fceconel: hai usato schmartboard? cosa ne pensi?
Kevin Boyd,

16

Io uso:

  • Microscopio stereo (con lente aggiuntiva per distanza focale crescente) e illuminatore per microscopio a fibra ottica.
  • Stazione di saldatura ad aria calda (merda cinese economica, significativamente modificata).
  • Saldatore di buona qualità. (Ho una stazione di saldatura riscaldata RF OKI-Metcal).
  • Una siringa di pasta per saldatura

  • e soprattutto buone pinzette

Direi che le cose più importanti per il successo sono una buona coppia di pinzette e pasta per saldatura. Non è necessario uno stencil per saldatura. Una semplice siringa con una punta di erogazione fine offre un controllo molto migliore sul volume di saldatura rispetto all'uso della saldatura a filo. Posso persino scappare senza usare la saldatura-wik per la maggior parte del tempo.

I pacchetti BGA e altri tipi di pacchetto con molti cavi nella parte inferiore del dispositivo sono praticamente alla portata di un semplice assemblaggio manuale, poiché il controllo del lavoro di saldatura richiede una stazione di ispezione a raggi X. Inoltre, la registrazione della maschera diventa progressivamente più importante man mano che le parti si riducono e l'erogazione manuale del collante non è più efficace. Potrebbe essere possibile gestire con una maschera di saldatura a stencil e un forno di riflusso, ma non ho molta esperienza lì e probabilmente è molto difficile sistemare un lavoro di saldatura pasticciato.


+1 bello! Che cosa usi il microscopio? L'hai trovato molto utile nei confronti di un singolo oculare. Non ho mai sentito parlare di stazioni di saldatura riscaldate a RF prima, proverò a fare un po 'di tessitura per queste.
Kevin Boyd,

1
I ferri da saldatura Metcal e ora Oki-Metcal riscaldano induttivamente la punta del saldatore usando rf. Fondamentalmente il ferro ha una bobina di filo rivestito in ceramica nel manico e induce correnti parassite nella punta effettiva che lo riscaldano resistivamente. Ha una capacità termica istantanea molto grande, il che significa che è possibile saldare componenti di grandi dimensioni utilizzando una punta piccola e il tempo di permanenza su ogni cavo del componente può essere inferiore, il che riduce la possibilità di danneggiare qualcosa.
Connor Wolf,

Per quanto riguarda il microscopio, non lo uso mai in modo monoculare. Avere una percezione della profondità è tremendamente utile. Per quanto riguarda il marchio, è una cosa cinese cheapo.
Connor Wolf,

7

Uso un microscopio USB Veho (circa £ 40 su eBay) o una lente di ingrandimento x15.

A volte uso un piccolo punto di blu-tack per tenere in posizione un componente. Il flusso è essenziale, così come lo stoppino di saldatura per la pulizia degli errori.

Tendo a incidere le mie schede breakout, sono incredibilmente costose da acquistare.


+1, buoni pensieri! Che ne dici di saldare BGA ecc. Mai provato quelli? Bella idea sul blu-tack. Quale stazione di saldatura preferisci?
Kevin Boyd,

Il mio ferro da stiro a casa è spazzatura. Mi piace il Metcal al lavoro però. Per quanto ne so, i BGA sono impossibili per gli appassionati.
Toby Jaffey,

1
Personalmente uso una vecchia stazione Pace. Il controllo della temperatura aiuta enormemente.
Jesse,

6

Se costruiamo in qualsiasi quantità, utilizziamo una macchina pick and place. O fai usare il tuo CM (produttore a contratto). Ci sono anche CM che fanno brevi tirature.


5
Infatti. Stavo per rispondere con "una carta di credito".
Jeanne Pindar,

Perché il down vota? Non tutti qui sono un hobbista, solo costruendo uno e una buona saldatura.
Brian Carlton,

4

Utensili

Gli Hakko 936 sono economici (al lavoro erano ~ $ 85 da un fornitore) ma funzionano alla grande. Non si scaldano velocemente come alcuni dei ferri più recenti (quelli in cui la "punta" include l'elemento riscaldante), ma in meno di un minuto. Il puntale standard che ne deriva è stato usato per saldare tutto fino a QFN da 0,50 mm. Ne fanno persino degli knockoff se stai cercando di risparmiare un dollaro.

E sì, pinzette. Ottieni alcuni stili diversi e se si piegano molto, gettali via.

materiale

Per lavori moderatamente a passo fine, 0,015 "è comune, ma hanno circa 0,025 o 0,031 per foro passante, quindi non stai usando un pollice di saldatura per connessione.

Ho scoperto che usare il flusso appiccicoso invece delle penne flux funziona abbastanza bene. Ho ricevuto una provetta da 30 g di un flusso RMA appiccicoso non pulito di Kester (numero dimenticato) dal mio rappresentante gratuitamente (dopo la data di scadenza) quando ho acquistato un pulitore di flusso e si è dimostrato che funzioni molto meglio, anche se leggermente meno conveniente. Un suggerimento Luer-lock a punta fine e posso mettere un punto proprio dove voglio. Può anche tenere abbastanza bene le parti sottili e smorzare un po 'le vibrazioni della mano quando si spingono le parti.

Il filo Kynar da 30 AWG (avvolgicavo) è eccezionale quando quella connessione in qualche modo scivola attraverso il DRC del pacchetto di layout o si FUBAR il pinout e si deve ruotare la parte e farla sospendere in aria per metà

tecniche

Per quanto riguarda le tecniche per alcune parti senza piombo / fondo pad, di solito seguo l'approccio dead-bug di reemrevnivek se non riesco a ottenere la stessa parte in un pacchetto con piombo più conveniente.

Se si desidera posizionarli su una scheda, i cuscinetti inferiori possono occasionalmente essere saldati a mano con una via sufficientemente grande sotto il cuscinetto, anche i BGA a passo elevato (non hanno fatto personalmente i BGA). In alternativa, è possibile collegare i componenti senza piombo con pasta saldante e riflusso a piastra calda prima di lavorare manualmente i componenti con piombo.

Lavoro intorno al problema di terza mano per il posizionamento SMT mettendo una quantità minima di saldatura su un pad (sia esso per un TQFP-64 o 2512), quindi afferrando la parte verso il basso. Per i circuiti integrati, potrebbe essere necessario spostarlo leggermente in modo da allinearlo correttamente, quindi virare verso il basso su un angolo opposto e poi andare al lavoro. Assicurati di colpire di nuovo i punti virati per ottenere una giuntura corretta.


3

Uso uno di questi microscopi per dissezione stereo SM-20.

Per la saldatura utilizzo un sistema Metcal. Sono costosi se acquistati nuovi, ma una vecchia unità di alimentazione STSS può spesso essere acquistata a buon mercato su Ebay e utilizzata con i successivi manipoli e cartucce MX-500. Penso che possa essere utilizzato anche con gli ultimi accessori MX-5000, ma non li ho provati.


upvote !, Non hai mai usato nessuno dei Metcal prima, quali sono i vantaggi di questi rispetto ad altri saldatori o stazioni?
Kevin Boyd,

1
Riscaldamento molto rapido all'accensione, eccellente controllo della temperatura, ampia gamma di cartucce e elevata capacità termica.
Leon Heller,

3

Potresti trovare questo tutorial interessante, di Jon Oxer di Freetronics.


+ molto informativo!
Kevin Boyd,

2

Lo strumento più essenziale per me è una lente d'ingrandimento della fascia: testo alternativo


Grazie per l'immagine, di che marca è, qual è il tuo feedback su questo dispositivo?
Kevin Boyd,

@Kevin Boyd, proviene da modelcraftcollection.com . La lente d'ingrandimento è molto conveniente, permettendoti di vedere i componenti da qualsiasi angolazione (a differenza di una lente d'ingrandimento manuale la cui posizione è fissa.) La lampada è meno importante in quanto generalmente hai una lampada da scrivania puntata sull'oggetto comunque.
Finnw,
Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.