Способы пайки компонентов при монтаже на поверхность

Современные требования к высокотехнологичным приборам и оборудованию ускоряют процесс миниатюризации и повышения функциональности элементной базы. Постоянно возрастает уровень сложности компонентов электронного оборудования. Кардинально изменился подход к созданию электронных изделий. Особое значение приобретают такие факторы как габариты модулей и технологии их изготовления. Физические размеры выводов и расстояний между контактами современных компонентов, выполненных по технологиям BGA и flip-chip, измеряются десятыми долями миллиметра. Осуществлять монтаж таких модулей без современного автоматического оборудования становится все сложнее, а при серийном производстве и высоких требованиях к качеству и надежности — и вовсе невозможно. Существует масса факторов, без учета которых количество брака на выходе может превысить 50%. Кроме того, стоимость современных компонентов, устанавливаемых на печатную плату, зачастую превышает затраты на сборку. А при неправильно подобранной и реализованной технологии пайки такие дорогостоящие и чувствительные элементы безвозвратно выходят из строя.

Передовые технологии пайки поверхностно-монтируемых компонентов ушли далеко вперед от простого нанесения расплавленного припоя на контакты. Не затрагивая процесс подготовки к производству, рассмотрим этапы современной технологии поверхностного монтажа, проблемы, возникающие на этих этапах и пути их аппаратного устранения. Пайку элементов при поверхностном монтаже проводят следующими методами: нагретым V-образным инструментом, токами высокой частоты (сдвоенным электродом), концентрированными потоками энергии (лазерным излучением и проч.), горячим газом, в парах специальной жидкости, ИК-излучением и др.

Установка компонентов на печатные платы

Первым звеном в технологической цепочке автоматизированной пайки оплавлением является нанесение паяльной пасты (см. разд. 2.2.1 и 3.2), затем наступает этап установки монтируемых компонентов (см. разд. 3.1).

В современных технологических линиях элементы устанавливаются двумя станками. Первый — высокоскоростной — предназначен для установки основной массы комплектующих: дискретных компонентов и большинства микросхем. Точность таких аппаратов должна быть не менee 30 мкм. Важными моментами здесь являются количество головок для одновременной установки компонентов и наличие автоматизированного магазина для смены головок (под разные типы корпусов). Кроме того, нормой становится наличие функции распознавания элементов «на лету» лазерной видеокамерой с автоматической корректировкой положения элемента в пространстве, проверкой габаритов, функцией исключения бракованных комплектующих. Все это определяет скорость и, соответственно, себестоимость монтажа. Второй аппарат — высокоточный — предназначен для установки микросхем с высокой точностью и малыми размерами выводов (BGA и Flip-Chip), а также для установки нестандартных компонентов, например, разъемов. Требования к точности такого станка гораздо выше и составляют порядка 15 мкм.

Конечно, установить BGA-компоненты может и высокоскоростной станок. Причем, гораздо точнее, чем это делается обычной ручной паяльной станцией. Однако стабильно высокое качество может обеспечить лишь прецизионный аппарат, снабженный специальной системой лазерных видеокамер, позволяющей с высокой точностью определять взаимоположение элементов и платы.

У обоих «установщиков» столы с емкостями для элементов должны быть сменными, что обеспечивает быструю перенастройку производства на другой тип изделия. Это особенно важно в России, где основная масса модулей на сегодняшний день имеет серийность порядка 100-1000 плат.

После проведения контроля установки компонентов наступает этап собственно пайки электрических соединений.

Дата добавления: 2014-10-31