Способы контактной сборки плат
Печатная плата представляет собой основу из диэлектрического материала. На пластину наносятся фольгированные электропроводящие цепи для поверхностного монтажа и в ней создаются сквозные отверстия для пайки выводных компонентов. Когда основа полностью подготовлена, осуществляется сборка печатной платы.
В зависимости от типов используемых электронных компонентов, она выполняется одним из способов:
— поверхностным;
— выводным;
— смешанным.
Поверхностный монтаж SMD представляет собой процесс пайки элементов на контактные площадки, расположенные на одной или обеих сторонах пластины. Выводы компонентов соединяются припоем непосредственно к фольгированным дорожкам. Сквозной монтаж — THT или DIP — это процесс фиксации элементов в металлизированные отверстия. При его выполнении выводы компонентов проходят насквозь через пластину.
Изготовление сложных устройств часто требует комбинирования способов. В таких случаях применяется смешанный монтаж плат.
Как осуществляется сборка плат
При создании электроники используется ручной труд опытных инженеров и функциональное автоматическое и полуавтоматическое оборудование. Более 90% электронных устройств производится преимущественно методом поверхностного монтажа. При его проведении основные операции выполняются на специальных сборочных станках. Фиксация поверхностных электронных компонентов осуществляется в несколько этапов:
— нанесение паяльной пасты с использованием трафаретов;
— установка SMD-элементов;
— термообработка платы в печи.
Паяльная паста наносится, как правило, на полуавтоматическом оборудовании. При дополнительной обработке небольших участков она также распределяется специальными шприцами. Припойная паста представляет собой мелкофракционный порошок. В его состав входит флюс и припой. Первый компонент выполняет очищающую функцию. Флюс удаляет с контактных площадок следы окисления.
Припой же обеспечивает молекулярное соединение выводов электронных компонентов с электропроводящей цепью. Оба компонента преобразуются из порошкообразного состава в жидкую смесь. Это достигается во время групповой пайки элементов в печи после сборки платы.
Если на пластину требуется установить также выводные элементы, они монтируются THT-способом. Выполнение такой операции осуществляется после завершения SMD-монтажа. Фиксация сквозных компонентов производится в ручном режиме. Сначала паяльником наносится флюс, затем — припой. При этом прочное соединение выводов элементов со стенками отверстий достигается в результате предварительного разогрева последних. После сквозного монтажа требуется обрезка бугорков из припоя на обратной стороне пластины.
Преимущества автоматической сборки электронных плат
Применение поверхностного монтажа характеризуется множеством достоинств:
— минимальные габаритно-весовые параметры электронных компонентов и готового изделия;
— возможность использования обеих сторон платы в качестве рабочих поверхностей;
— отсутствие необходимости сверлить и металлизировать отверстия в пластине.
Одним из основных достоинств SMD- монтажа является возможность автоматизации монтажных операций. Сборка электронных плат поверхностным способом осуществляется преимущественно на специальных станках. При этом нанесение паяльной пасты, установка элементов и пайка выполняются как обособленные технологические операции.
Полуавтоматический монтаж имеет ряд важных преимуществ:
— шаблонное выполнение операций по компьютерным алгоритмам исключает ошибки за счет отсутствия человеческого фактора;
— автоматическая сборка может осуществляться одновременно на нескольких линиях и практически круглосуточно;
— использование станков уменьшает долю ручного труда в готовом изделии, что снижает его себестоимость;
— автоматизация производства создает резервы для сокращения высокооплачиваемого штата инженеров.
На фоне представленных преимуществ можно выделить и недостатки автоматической сборки:
— потребность в дорогостоящем оборудовании;
— невозможность устранения дефектов предыдущих этапов (отсутствие интеллектуальной составляющей человека).
Если собирать платы планируется в собственных цехах, то на покупку функциональных станков придется потратить немало денег. Однако при обращении в специализированный центр по производству электроники такая необходимость отпадает, ведь в нем имеется требуемое оборудование для качественной и быстрой сборки электронных компонентов.