Projekt:
ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ
Téma:
MEIII - 3.2 METODY MONTÁŽE SMD SOUČÁSTEK
Obor:
Mechanik elektronik
Ročník:
3.
Zpracoval(a): Jiří Kolář Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Obsah 1 Zásady pro montáž součástek ..............................................................................3 1.1 Požadované teplotní kriteria pro vytvoření kvalitního pájeného spoje ..........3 1.2 Technické požadavky na pájené spoje...........................................................3 1.3 Požadavky pro osazování čipových pouzder .................................................4 1.4 Požadavky pro osazování pouzder IO...........................................................6 2 Metody montáže SMD............................................................................................8 2.1 Kontaktní metoda............................................................................................8 2.2 Bezkontaktní metoda......................................................................................8 3 Postup montáže SMD součástek ..........................................................................9 3.1 Montáž SMD mikropájkou...............................................................................9 Postup pro pájecí stanici CT-938 .........................................................................9 3.2 Montáž SMD přetavením pájecí pasty............................................................9 Postup pro pájecí stanici SMD Easy 850 ...........................................................10 Použitá literatura.....................................................................................................11
1 ZÁSADY PRO MONTÁŽ SOUČÁSTEK Na typické montážní desce je obvykle součástka určená k odpájena obklopena jinými součástkami.
Pro
bezpečnou
demontáž
vadné,
nesprávně
osazené/zapájené
i
mimotoleranční součástky je nutno respektovat následující zásady: •
součástku nepoškodit teplotně nebo mechanicky (včetně vývodů).
•
teplotně ani mechanicky nepoškodit montážní plošky, korespondující plošky i plošně vodiče nebo substrát.
•
vyhnout se nadměrnému ohřevu okolních součástek nebo pájených spojů nad 150°C, nebezpečí rekrystalizace pájeného spoje.
1.1 POŽADOVANÉ TEPLOTNÍ KRITERIA PRO VYTVOŘENÍ KVALITNÍHO PÁJENÉHO SPOJE •
Teplota uvnitř součástky max. 220°C.
•
Teplota uvnitř teplotně citlivé součástky max.150°C.
•
Maximální teplota na přípojných spojích 150°C.
•
Vytvoření spájeného spoje 220°C po 2-4 sec.
•
Ochlazení pájeného spoje na 100°C za 5 sec.
•
Teplota pájecího hrotu (max.) 385°C.
1.2 TECHNICKÉ POŽADAVKY NA PÁJENÉ SPOJE •
Na charakter případných závad pájení má vliv typ použité technologie (technologie pájení vlnou, přetavením a ruční pájení součástek).
•
Platí zde obdobná pravidla jako u klasické montáže.
•
Nejdříve se posuzuje celkový stav zapájené desky: 1. Povlak pájky je stejnoměrně lesklý na celé straně spojů. Povrch pájeného spoje musí být hladký, nepřerušovaný a pravidelný. Musí být kovově čistý bez kráterů, krápníků a trhlin. 2. Kužel spoje musí být uzavřený a křivka konkávní, stykový úhel ostrý.
3. Obrysy a hrany vývodů musí být znatelné.
1.3 POŽADAVKY PRO OSAZOVÁNÍ ČIPOVÝCH POUZDER •
Maximální stranový přesah:
Vyhovuje, je-li alespoň 50 % pokovení každého konce součástky na pájecí plošce, jsou-li též dodrženy požadavky na minimální vzdálenost mezi vodiči. •
Maximální délkový přesah:
Vyhovuje, kryje-li se hrana součástky s hranou plošky. •
Maximální pootočení součástky :
Vyhovuje maximální pootočení součástky nesmí přesáhnout 50%šířky součástky, jsou-li též dodrženy požadavky na minimální vzdálenost mezi vodiči. •
Výška pájeného spoje:
Vyhovuje, je-li výška pájeného spoje alespoň 25 % výšky pokovení každého konce součástky, nebo 0,5 mm (kteroukoli z těchto hodnot, která je menší). •
Šířka pájeného spoje:
Vyhovuje, je-li spoj zapájený z minimálně 50 %šířky pokovení každého konce součástky. •
Smáčecí úhel - vyhovuje je-li smáčecí úhel pájeného spoje menší než 90 stupňů.
•
Zvednutí součástky: Prostor mezi tělesem součástky a terminálovými vývody musí být taková, aby po procesu čištění nezůstávaly pod součástkami kontaminace. 1. délkové zvednutí
Vyhovuje, je-li výškový rozdíl mezi součástkou a ploškou max. 0,5 mm. 2. příčné zvednutí
Vyhovuje, je-li výškový rozdíl mezi součástkou a ploškou max. 0,5 mm. 3. minimální tloušťka spoje
1.4 POŽADAVKY PRO OSAZOVÁNÍ POUZDER IO •
Maximální stranový přesah: Vyhovuje, přesahuje-li vývod pájecí plošku max. 50 % šířky vývodu.
•
Maximální délkový přesah:
Vyhovuje, přesahuje-li vývod pájecí plošku max. o 25 % šířky vývodu nebo 0,5mm. •
Maximální pootočení součástky:
Vyhovuje, je-li vývod pootočen max. o 50% šířky vývodu. •
Minimální délka kontaktní plošky:
Vyhovuje, je-li délka kontaktní plošky mezi vývodem a pájecí ploškou minimálně rovna šířce vývodu. Pata vývodu nesmí přesahovat pájecí plošku.
•
Maximální zvednutí součástky:
Vyhovuje, je-li zvednutí vývodu nad pájecí ploškou maximálně rovno trojnásobné tloušťce vývodu nebo 0,5mm. •
Množství pájky na patě vývodu: Max. Vyhovuje, dosahuje-li pájka do horního ohybu ale nesmí se dotýkat tělesa součástky nebo pouzdra vývodu, spoj v patě vývodu mezi vývodem a pájecí ploškou musí být spojitý.
Min. Vyhovuje, zasahuje-li pájka v patě vývodu nad ohyb vývodu, spoj v patě vývodu mezi vývodem a pájecí ploškou musí být spojitý.
2 METODY MONTÁŽE SMD 2.1 KONTAKTNÍ METODA •
Provádí se vyhřátým nástrojem.
•
Teplo se přenáší na součástku z vyhřívaného pájecího hrotu.
•
Metoda je vhodná pro všechny typy pouzder, kromě BGA.
•
Zaručuje rychlý a spolehlivý proces montáže. Pro vícevývodová pouzdra typu PLCC, QFP aj. se používá tzv. minivlna, která simuluje dynamické vlastnosti pájecí vlny.
•
Používá se trubičková pájka.
Hlavní zásada: efektivní přenos tepla při co nejnižších pracovních teplotách s vhodnými pracovními nástroji a optimalizací doby teplotní expozice DPS i součástky.
2.2 BEZKONTAKTNÍ METODA •
Provádí se horkým vzduchem nebo plynem.
•
Médium je přiváděno ze speciální trysky/trysek na pouzdro součástky, nebo jen na vývody.
•
Metoda je vhodná pro všechny typy pouzder.
•
Teplota v okolí nesmí překročit 150°C, aby nedošlo k rekrystalizaci pájeného spoje nebo poškozeni okolních součástek.
•
Používá se pájecí pasta nanesená na pájecí místa.
•
Pro spolehlivý proces je nutno dodržovat pracovní postup s použitím správných hrotů a nástavců s odpovídajícími pracovními teplotami nástrojů a dobou teplotního působení.
•
Po provedení montážní operace je nutno opravované místo odpovídajícím způsobem očistit.
3 POSTUP MONTÁŽE SMD SOUČÁSTEK 3.1 MONTÁŽ SMD MIKROPÁJEČKOU POSTUP PRO PÁJECÍ STANICI CT-938 •
Nastavte teplotu na 330 – 340oC.
•
Navlhčete houbu na čištění hrotu.
•
Očistěte a pocínujte hrot pomoci mokré houby a cínu.
•
Naneste tavidlo na pájecí plošky.
•
Pocínujte pájecí plošky – doporučené.
•
Pomocí pinzety uchopte a přeneste součástku na místo určení.
•
Zajistěte správné natočení a kontakt součástky s pájecími ploškami.
•
Naneste kapku cínu na hrot páječky, hrot namočte do kalafuny a připájejte vývod součástky.
•
Po fixaci součástky, lze ostatní vývody zapájet nahřátím vývodu hrotem páječky s přiložením cínu.
•
Hrot páječky uložte zpět do odkládacího stojánku.
•
Proveďte čištění zbytků tavidla a optickou kontrolu.
3.2 MONTÁŽ SMD PŘETAVENÍM PÁJECÍ PASTY •
Při tomto technologickém postupu se součástky osazují do pájecí pasty, která se přetaví při teplotě, která je vyšší jak bod tání pájky obsažené v pastě.
•
Během pájení jsou součástky povrchovým napětím "vycentrovány" na plošky DPS.
•
Pájí se montážní celky osazené čistou povrchovou montáží jednostrannou či oboustrannou i typy kombinované povrchové montáže.
•
Pro přetavení pájecí pasty je možno použít prakticky všechny způsoby přenosu tepla.
POSTUP PRO PÁJECÍ STANICI SMD EASY 850 •
Nastavte teplotu pájecí stanice na 420oC. (heater – st. 4, air – st.5).
•
Sundejte trysku z horkovzdušného pájedlo.
•
Zapněte horkovzdušnou stanici.
•
Naneste malé množství pájecí pasty na každou pájecí plošku pomocí dispenzeru (injekční stříkačka s jehlou).
•
Umístěte součástky na pájecí plošky pomocí pinzety.
•
Směřujte horký vzduch přes součástku ze vzdálenosti asi 2,5cm tak, aby došlo k předsušení pájecí pasty.
•
Po předsušení pájecí pasty se přibližte do vzdálenosti asi 0,5 cm a dokončete přetaveni pasty.
•
Uložte zpět horkovzdušné pájedlo do odkládacího stojánku.
•
Proveďte čištění od zbytků pájecí pasty a optickou kontrolu.
POUŽITÁ LITERATURA 1. STARÝ, J., ŠANDERA, J., KAHLE, P.: Plošné spoje a povrchová montáž. Skriptum VUT- FEKT, PC-DIR 1999.
