Виды пайки печатных плат

Электронные микросхемы создаются одним из двух способов:

  • SMD;

  • TNT (DIP).

     

Первый метод монтажа является поверхностным, второй — выводным. СМД вид пайки печатных плат характеризуется фиксацией чип-компонентов на металлизированные дорожки, нанесенные на плату, ДИП — пайкой контактных элементов в отверстия на пластине. 25-30 лет назад подавляющее большинство микросхем создавалось выводным способом. Однако с тех пор поверхностный монтаж стабильно набирал популярность и сегодня является основным методом изготовления печатных плат.

Если необходимо создать сложную и функциональную микросхему, используются оба вида пайки. Диэлектрическая пластина содержит и фольгированные дорожки, и металлизированные отверстия. На нее монтируются сначала СМД-элементы, затем — ДИП. При смешанном монтаже компоненты фиксируются на полуавтоматических станках и вручную.

Преимущества и недостатки поверхностной технологии пайки печатных плат 

Стабильно возрастающая популярность SMD-монтажа обусловлена рядом его достоинств: 

  • высокая степень автоматизации производства печатных плат;

  • сокращение времени изготовления микросхем;

  • возможность использования обеих сторон диэлектрической пластины в качестве рабочих поверхностей;

  • компактность электронных компонентов и готовой платы;

  • снижение себестоимости микросхем за счет минимизации ручного труда.

При поверхностном монтаже чип-элементы устанавливаются в несколько этапов:

 

  • на контактные площадки наносится припойная паста с помощью трафаретов;

  • устанавливаются электронные компоненты на полуавтоматических станках;

  • осуществляется групповая пайка плат в печи.

     

Все эти операции обособлены. Поэтому каждый элемент паяется не отдельно, а вместе с остальными. Выходит, экономится время на фиксацию всех компонентов. Паяльная паста содержит флюс и припой. В исходном виде она представляет собой мелкозернистый порошок, который при нагреве становится жидким. 

SMD-монтаж осуществляется с применением полуавтоматического оборудования. При такой технологии пайки печатных плат паста наносится распределителями, компоненты устанавливаются гриммерами, непосредственно пайка выполняется в печах. Это не только ускоряет производственный процесс, но и удешевляет его, ведь минимизируется ручной труд высокооплачиваемых инженеров. 

Поверхностные микросхемы отличаются легкостью и компактностью. Это особенно актуально при современных тенденциях уменьшения веса и габаритов как бытового, так и производственного оборудования. Однако СМД-монтаж имеет не только преимущества, но и недостатки: 

  • необходимость наличия дорогостоящих полуавтоматических станков;

  • потребность в использовании электронных компонентов высшего качества;

  • невозможность предотвращения производственного брака при неверных настройках оборудования (в отличие от ручного труда опытного инженера);

  • необходимость строгого соблюдения температурного режима при групповой пайке.

     

Поверхностные элементы можно паять и вручную. Однако решение этой задачи целесообразно осуществлять на полуавтоматических станках. Они дорого стоят, но позволяют наладить серийное производство микросхем любой сложности в сжатые сроки. Монтируемые компоненты должны быть высокого качества и при пайке важно учитывать их термо-технические характеристики. Малейший перегрев приводит к повреждению элементов и готовая плата становится нерабочей. Поэтому СМД-монтаж следует доверить профессионалам специализированного центра по изготовлению микросхем, которые быстро и гарантированно предоставят необходимый результат.

Преимущества и недостатки выводного способа пайки печатных плат

Хотя поверхностный монтаж является основным методом изготовления микросхем, сквозной также используется при создании сложных и многослойных плат. Его отличительная особенность заключается в том, что выводы ДИП-компонентов фиксируются в отверстиях диэлектрической пластины, а не на металлизированные дорожки. Основные достоинства сквозной пайки:

  • предотвращение производственного брака за счет ручного выполнения операций опытным инженером;

  • возможность использования компонентов среднего качества;

  • основной рабочий инструмент — ручной паяльник, а не дорогостоящие полуавтоматические станки.

     

При таком способе пайки микросхем каждый элемент обрабатывается по отдельности. Поэтому предотвращается риск перегрева и повреждения компонентов, характерный для поверхностного монтажа. Однако наряду с преимуществами, выводная пайка имеет и недостатки:

  • увеличение срока производства платы за счет выполнения всех операций вручную;

  • повышение себестоимости микросхемы;

  • необходимость пред- и постпроизводственной обработки плат;

  • увеличение веса и габаритов готового изделия.

     

На станках операции выполняются шаблонно и быстро. В ручном же режиме на пайку каждого элемента уходит больше времени. Поэтому ДИП-платы изготавливаются в разы дольше СМД. Труд квалифицированных инженеров также обходится дороже, чем настройка и поддержание работы полуавтоматических станков. Сами же элементы имеют большие выводы, которые проходят пластину насквозь. Значит, нужно сверлить отверстия на плате и обрезать бугорки припоя после монтажа.

Основные методы пайки печатных плат

 Электронные микросхемы создаются двумя способами:

  • вручную;

  • на полуавтоматическом оборудовании.

     

Каждый из методов характеризуется обязательным применением ручного труда. Однако при поверхностном монтаже его доля минимальная, при выводном — максимальная. Базовый процесс производства печатных плат осуществляется в несколько этапов:

  • изучение технической документации;

  • создание диэлектрических заготовок, их обработка (металлизация, создание отверстий);

  • изготовление трафаретов для нанесения припойной пасты;

  • подбор комплектующих и подготовка производства;

  • нанесение паяльной пасты;

  • установка SMD-компонентов;

  • групповая пайка плат в печи;

  • отмывка и сушка микросхем (удаление остатков флюса, припоя);

  • ручной монтаж DIP-элементов;

  • проверка ОТК.

     

Если плата изготавливается исключительно выводным способом, трафареты не создаются, ведь флюс и припой наносит инженер вручную. Однако подавляющее большинство микросхем создается преимущественно поверхностным методом, при котором сначала наносится паста на контактные площадки, а затем устанавливаются все СМД-компоненты. И только после их пайки выполняется монтаж ДИП-элементов.