Технология на повърхностния монтаж
Методи за повърхностен монтаж
Изтегляне 78 Kb.
|
| 3. Методи за повърхностен монтаж
Съществуват два основни метода за повърхностен монтаж - чисто повърхностен (едностранен или двустранен) и смесен монтаж, при който паралелно с повърхностния монтаж се извършва и монтаж на елементи с аксиални и радиални изводи в отвори на комутационната платка. При чисто повърхностния монтаж елементите се запояват върху лицевата страна на комутационната платка. За целта върху контактните площадки първоначално се нанася спояваща паста чрез ситопечат, след което елементите се позиционират и фиксират с изпичане на пастообразния припой около 30 мин. при 75°С. Следва запояване чрез разтапяне на дозирания припой в парогазова среда, с инфрачервено или лазерно нагряване и почистване на комутационната платка. На фиг. 7.15а са показани три начина за запояване на елементи и модули с различни видове корпуси върху повърхността на печатна платка. В случая с 1 е означен чип-елемент (резистор или кондензатор), с 2 - модул за повърхностен монтаж с изводи тип крила на чайка и с 3 - модул с J-образни изводи. При двустранен повърхностен монтаж върху обратната страна на платката с помощта на лепило (адхезив) се фиксират прости елементи (чип-елементи и елементи в корпуси тип SOT). Лепилата съдържат бързосъхнещи епоксидни смоли и водоразтворими състави и най-често се нанасят върху платката чрез ситопечат. Изсушаването на лепилото се извършва при температура 80°...150°С в продължение на 3...5 мин. или за целта се използва ултравиолетов нагревател. Запояването на елементите върху обратната страна на платката става чрез двойна вълна на припоя, след което платката се почиства от остатъците от флюс и други замърсявания, които могат да предизвикат корозия и нарастване на утечните токове. Този начин на монтаж е приложим само за безизводни елементи, които издържат температура 260°С в продължение на 5 мин., без това да повлияе на корпуса и на кристала. Методът не е приложим при много малко разстояние между контактните площадки, тъй като съществува опасност от къси съединения. Методът на смесения монтаж може да се реализира в три варианта. При първия, който се използва рядко, върху лицевата страна на платката се монтират както конвенционални елементи с аксиални и радиални изводи, така и елементи за повърхностен монтаж. Вторият вариант на смесен монтаж, който се среща най-често, изисква върху лицевата страна на платката да се монтират конвенционалните елементи и модули, а върху обратната страна -простите елементи за повърхностен монтаж. Характерно за третия вариант е това, че върху лицевата страна на платката се монтират както конвенционални елементи и модули, така и сложни компоненти за повърхностен монтаж (интегрални схеми в корпуси SOIC, PLСС), а върху обратната се разполагат простите елементи за повърхностен монтаж. Последователността на технологичните операции при втория вариант на смесен повърхностен монтаж е следната: 1) нанасяне на адхезив върху обратната страна на комутационната платка; 2) позициониране на елементите за повърхностен монтаж; 3) изсушаване на адхезива; 4) обръщане на платката, разместване и фиксиране на конвенционалните елементи в нейните отвори; 5) нанасяне на флюс и запояване на елементите чрез двойна вълна на припоя; 6) почистване на платката. За илюстриране на начина на запояване при този метод на фиг. 7.15б е показан разрез на част от платката. Най-сложен за реализиране е третият вариант на смесен повърхностен монтаж, включващ следните технологични операции: 1) нанасяне на спояваща паста върху лицевата страна на комутационната платка чрез ситошаблон; 2)позициониране и фиксиране на сложните елементи и модули за повърхностен монтаж; 3) запояване чрез разтопяване на дозирания припой; 4) разместване и фиксиране на конвенционалните елементи в отворите на платката; 5) завъртане на платката и нанасяне на адхезив; 6) позициониране и фиксиране на простите елементи за повърхностен монтаж; 7) завъртане на платката и спояване с двойна вълна на припоя на простите елементи за повърхностен монтаж и на изводите на конвенционалните елементи и модули; 8) почистване на платката. Елементите за повърхностен монтаж, които се доставят подредени в ленти, в специални тръбни магазини или насипно, се монтират върху платките със специални автомати. Те съдържат система за подаване и позициониране на платките, една подвижна или (и) няколко неподвижни монтажни глави за последователно, паралелно или смесено нареждане на елементите, модул за ултравиолетово изсушаване на адхезива и др. Подаването на елементите се управлява програмно, при което вакуумната глава хваща избрания елемент, прокарва го по барабан, покрит със спояваща паста или адхезив и го поставя върху необходимото място на платката. Както беше вече споменато, запояването на елементите за повърхностен монтаж чрез разтапяне на дозирано количество припой може да се извърши в атмосфера на наситена пара (кондензационно запояване). За целта платката се разполага над кипяща течност (най-често съдържаща флуор), чийто пари се кондензират върху повърхността й. В резултат на отделената при този процес енергия платката се нагрява равномерно до температурата на кипене на течността, вследствие на което припоят се разтопява. Методът осигурява висока чистота на средата и не изисква специални системи за поддържане на температурата, но в същото време при него се използва скъпо оборудване и течности. По-икономично е запояването чрез инфрачервено нагряване, което се извършва в контролируема газова среда или във вакуум. В този случай дозираният припой се разтопява с кварцови лампи, излъчващи в тесния вълнов диапазон от 1 до 5 m, чието топлинно поле се формира с помощта на различни по форма отражатели (рефлектори). Когато излъчването трябва да се фокусира в една точка или по дължината на линия се използват отражатели с елиптична форма, в близкия фокус на които се разполага източникът, а в далечния - нагряваният обект. Равномерно разпределение на излъчването по повърхността на платката се постига чрез отражатели с параболична или хиперболична форма. Рефлекторите се изработват от мед, месинг, алуминий, като вътрешната им повърхност се полира. Инфрачервеното нагряване позволява при запояване на елементите за повърхностен монтаж да се използва както индивидуален, така и групови методи. За ограничаване на зоната на нагряване и намаляване на влиянието на температурното поле върху запоени елементи се използват защитни маски от метал. Най-голяма е ефективността на метода за запояване, при който дозираният припой се разтопява чрез лазерно нагряване. Основни предимства на лазерното запояване са високата скорост и безинерционност на нагряването, възможността за управление на излъчването с прости оптични средства и за разцепване на лъча с помощта на огледала на няколко направления и др. Като източник на лазерно излъчване се използват твърдотелни лазери, работещи с дължина на вълната 1,06 m. За да се намалят разрушителните последици от термоудара, на изхода на оптичния генератор лазерният лъч се разделя на два лъча с различна интензивност, които се подават към изводите на спояваните елементи по световоди. Лъчът с по-малка интензивност е предназначен за предварително нагряване на съединенията, а другият - за запояване на изводите към контактните площадки. Тестването на платките за повърхностен монтаж се извършва с автоматично оборудване, включващо двустранни контактни приспособления, които са снабдени със специални сонди на разстояние 1,25 mm една от друга. Някои фирми предвиждат още при проектиране на платката специални контактни площадки за тестване, което позволява за целта да се използва стандартна контролно-измервателна апаратура. Изтегляне 78 Kb. Сподели с приятели:
|