Как паять smd конденсаторы: SMD компоненты. SMD компоненты Замена smd конденсатора большим напряжением

Содержание

SMD компоненты. SMD компоненты Замена smd конденсатора большим напряжением

Мы уже познакомились с основными радиодеталями: резисторами, конденсаторами, диодами, транзисторами, микросхемами и т.п., а также изучили, как они монтируются на печатную плату. Ещё раз вспомним основные этапы этого процесса: выводы всех компонентов пропускают в отверстия, имеющиеся в печатной плате. После чего выводы обрезаются, и затем с обратной стороны платы производится пайка (см. рис.1).
Этот уже известный нам процесс называется DIP-монтаж. Такой монтаж очень удобен для начинающих радиолюбителей: компоненты крупные, паять их можно даже большим «советским» паяльником без помощи лупы или микроскопа. Именно поэтому все наборы Мастер Кит для самостоятельной пайки подразумевают DIP-монтаж.

Рис. 1. DIP-монтаж

Но DIP-монтаж имеет очень существенные недостатки:

Крупные радиодетали не подходят для создания современных миниатюрных электронных устройств;
— выводные радиодетали дороже в производстве;
— печатная плата для DIP-монтажа также обходится дороже из-за необходимости сверления множества отверстий;
— DIP-монтаж сложно автоматизировать: в большинстве случаях даже на крупных заводах по производству электронику установку и пайку DIP-деталей приходится выполнять вручную.

Это очень дорого и долго.

Поэтому DIP-монтаж при производстве современной электроники практически не используется, и на смену ему пришёл так называемый SMD-процесс, являющийся стандартом сегодняшнего дня. Поэтому любой радиолюбитель должен иметь о нём хотя бы общее представление.

SMD монтаж

SMD компоненты (чип-компоненты) — это компоненты электронной схемы, нанесённые на печатную плату с использованием технологии монтирования на поверхность — SMT технологии (англ. surface mount technology).Т.е все электронные элементы, которые «закреплены» на плате таким способом, носят название SMD компонентов (англ. surface mounted device). Процесс монтажа и пайки чип-компонентов правильно называть SMT-процессом. Говорить «SMD-монтаж» не совсем корректно, но в России прижился именно такой вариант названия техпроцесса, поэтому и мы будем говорить так же.

На рис. 2. показан участок платы SMD-монтажа. Такая же плата, выполненная на DIP-элементах, будет иметь в несколько раз большие габариты.

Рис.2. SMD-монтаж

SMD монтаж имеет неоспоримые преимущества:

Радиодетали дешёвы в производстве и могут быть сколь угодно миниатюрны;
— печатные платы также обходятся дешевле из-за отсутствия множественной сверловки;
— монтаж легко автоматизировать: установку и пайку компонентов производят специальные роботы. Также отсутствует такая технологическая операция, как обрезка выводов.

SMD-резисторы

Знакомство с чип-компонентами логичнее всего начать с резисторов, как с самых простых и массовых радиодеталей.

SMD-резистор по своим физическим свойствам аналогичен уже изученному нами «обычному», выводному варианту. Все его физические параметры (сопротивление, точность, мощность) точно такие же, только корпус другой. Это же правило относится и ко всем другим SMD-компонентам.

Рис. 3. ЧИП-резисторы

Типоразмеры SMD-резисторов

Мы уже знаем, что выводные резисторы имеют определённую сетку стандартных типоразмеров, зависящих от их мощности: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W и т. п.
Стандартная сетка типоразмеров имеется и у чип-резисторов, только в этом случае типоразмер обозначается кодом из четырёх цифр: 0402, 0603, 0805, 1206 и т.п.
Основные типоразмеры резисторов и их технические характеристики приведены на рис.4.

Рис. 4 Основные типоразмеры и параметры чип-резисторов

Маркировка SMD-резисторов

Резисторы маркируются кодом на корпусе.
Если в коде три или четыре цифры, то последняя цифра означает количество нулей, На рис. 5. резистор с кодом «223» имеет такое сопротивление: 22 (и три нуля справа) Ом = 22000 Ом = 22 кОм. Резистор с кодом «8202» имеет сопротивление: 820 (и два нуля справа) Ом = 82000 Ом = 82 кОм.
В некоторых случаях маркировка цифробуквенная. Например, резистор с кодом 4R7 имеет сопротивление 4.7 Ом, а резистор с кодом 0R22 – 0.22 Ом (здесь буква R является знаком-разделителем).
Встречаются и резисторы нулевого сопротивления, или резисторы-перемычки. Часто они используются как предохранители.

Конечно, можно не запоминать систему кодового обозначения, а просто измерить сопротивление резистора мультиметром.

Рис. 5 Маркировка чип-резисторов

Керамические SMD-конденсаторы

Внешне SMD-конденсаторы очень похожи на резисторы (см. рис.6.). Есть только одна проблема: код ёмкости на них не нанесён, поэтому единственный способ ёё определения – измерение с помощью мультиметра, имеющего режим измерения ёмкости.
SMD-конденсаторы также выпускаются в стандартных типоразмерах, как правило, аналогичных типоразмерам резисторов (см. выше).

Рис. 6. Керамические SMD-конденсаторы

Электролитические SMS-конденсаторы

Рис.7. Электролитические SMS-конденсаторы

Эти конденсаторы похожи на своих выводных собратьев, и маркировка на них обычно явная: ёмкость и рабочее напряжение. Полоской на «шляпке» конденсатора маркируется его минусовой вывод.

SMD-транзисторы


Рис.8. SMD-транзистор

Транзисторы мелкие, поэтому написать на них их полное наименование не получается. Ограничиваются кодовой маркировкой, причём какого-то международного стандарта обозначений нет. Например, код 1E может обозначать тип транзистора BC847A, а может – какого-нибудь другого. Но это обстоятельство абсолютно не беспокоит ни производителей, ни рядовых потребителей электроники. Сложности могут возникнуть только при ремонте. Определить тип транзистора, установленного на печатную плату, без документации производителя на эту плату иногда бывает очень сложно.

SMD-диоды и SMD-светодиоды

Фотографии некоторых диодов приведены на рисунке ниже:

Рис.9. SMD-диоды и SMD-светодиоды

На корпусе диода обязательно указывается полярность в виде полосы ближе к одному из краев. Обычно полосой маркируется вывод катода.

SMD-cветодиод тоже имеет полярность, которая обозначается либо точкой вблизи одного из выводов, либо ещё каким-то образом (подробно об этом можно узнать в документации производителя компонента).

Определить тип SMD-диода или светодиода, как и в случае с транзистором, сложно: на корпусе диода выштамповывается малоинформативный код, а на корпусе светодиода чаще всего вообще нет никаких меток, кроме метки полярности. Разработчики и производители современной электроники мало заботятся о её ремонтопригодности. Подразумевается, что ремонтировать печатную плату будет сервисный инженер, имеющий полную документацию на конкретное изделие. В такой документации чётко описано, на каком месте печатной платы установлен тот или иной компонент.

Установка и пайка SMD-компонентов

SMD-монтаж оптимизирован в первую очередь для автоматической сборки специальными промышленными роботами. Но любительские радиолюбительские конструкции также вполне могут выполняться на чип-компонентах: при достаточной аккуратности и внимательности паять детали размером с рисовое зёрнышко можно самым обычным паяльником, нужно знать только некоторые тонкости.

Но это тема для отдельного большого урока, поэтому подробнее об автоматическом и ручном SMD-монтаже будет рассказано отдельно.

В наш бурный век электроники главными преимуществами электронного изделия являются малые габариты, надежность, удобство монтажа и демонтажа (разборка оборудования), малое потребление энергии а также удобное юзабилити (от английского – удобство использования).

Все эти преимущества ну никак не возможны без технологии поверхностного монтажа – SMT технологии (S urface M ount T echnology ), и конечно же, без SMD компонентов.

Что такое SMD компоненты

SMD компоненты используются абсолютно во всей современной электронике. SMD (S urface M ounted D evice ), что в переводе с английского – “прибор, монтируемый на поверхность”. В нашем случае поверхностью является печатная плата, без сквозных отверстий под радиоэлементы:

В этом случае SMD компоненты не вставляются в отверстия плат. Они запаиваются на контактные дорожки, которые расположены прямо на поверхности печатной платы. На фото ниже контактные площадки оловянного цвета на плате мобильного телефона, на котором раньше были SMD компоненты.


Плюсы SMD компонентов

Самыми большим плюсом SMD компонентов являются их маленькие габариты. На фото ниже простые резисторы и :



Благодаря малым габаритам SMD компонентов, у разработчиков появляется возможность размещать большее количество компонентов на единицу площади, чем простых выводных радиоэлементов. Следовательно, возрастает плотность монтажа и в результате этого уменьшаются габариты электронных устройств. Так как вес SMD компонента в разы легче, чем вес того же самого простого выводного радиоэлемента, то и масса радиоаппаратуры будет также во много раз легче.

SMD компоненты намного проще выпаивать. Для этого нам потребуется с феном. Как выпаивать и запаивать SMD компоненты, можете прочитать в статье как правильно паять SMD . Запаивать их намного труднее. На заводах их располагают на печатной плате специальные роботы. Вручную на производстве их никто не запаивает, кроме радиолюбителей и ремонтников радиоаппаратуры.

Многослойные платы

Так как в аппаратуре с SMD компонентами очень плотный монтаж, то и дорожек в плате должно быть больше. Не все дорожки влезают на одну поверхность, поэтому печатные платы делают многослойными. Если аппаратура сложная и имеет очень много SMD компонентов, то и в плате будет больше слоев. Это как многослойный торт из коржей. Печатные дорожки, связывающие SMD компоненты, находятся прямо внутри платы и их никак нельзя увидеть. Пример многослойных плат – это платы мобильных телефонов, платы компьютеров или ноутбуков (материнская плата, видеокарта, оперативная память и тд).

На фото ниже синяя плата – Iphone 3g, зеленая плата – материнская плата компьютера.



Все ремонтники радиоаппаратуры знают, что если перегреть многослойную плату, то она вздувается пузырем. При этом межслойные связи рвутся и плата приходит в негодность. Поэтому, главным козырем при замене SMD компонентов является правильно подобранная температура.

На некоторых платах используют обе стороны печатной платы, при этом плотность монтажа, как вы поняли, повышается вдвое. Это еще один плюс SMT технологии. Ах да, стоит учесть еще и тот фактор, что материала для производства SMD компонентов уходит в разы меньше, а себестоимость их при серийном производстве в миллионах штук обходится, в прямом смысле, в копейки.

Основные виды SMD компонентов

Давайте рассмотрим основные SMD элементы, используемые в наших современных устройствах. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности с малым номиналом, и другие компоненты выглядят как обычные маленькие прямоугольники, а точнее, параллелепипеды))

На платах без схемы невозможно узнать, то ли это резистор, то ли конденсатор то ли вообще катушка. Китайцы метят как хотят. На крупных SMD элементах все-таки ставят код или цифры, чтобы определить их принадлежность и номинал. На фото ниже в красном прямоугольнике помечены эти элементы. Без схемы невозможно сказать, к какому типу радиоэлементов они относятся, а также их номинал.


Типоразмеры SMD компонентов могут быть разные. Вот есть описание типоразмеров для резисторов и конденсаторов. Вот, например, прямоугольный SMD конденсатор желтого цвета. Еще их называют танталовыми или просто танталами:


А вот так выглядят SMD :



Есть еще и такие виды SMD транзисторов:


Которые обладают большим номиналом, в SMD исполнении выглядят вот так:



Ну и конечно, как же без микросхем в наш век микроэлектроники! Существует очень много SMD типов корпусов микросхем , но я их делю в основном на две группы:

1) Микросхемы, у которых выводы параллельны печатной плате и находятся с двух сторон или по периметру.


2) Микросхемы, у которых выводы находятся под самой микросхемой. Это особый класс микросхем, называется BGA (от английского Ball grid array – массив из шариков). Выводы таких микросхем представляют из себя простые припойные шарики одинаковой величины.

На фото ниже BGA микросхема и обратная ее сторона, состоящая из шариковых выводов.


Микросхемы BGA удобны производителям тем, что они очень сильно экономят место на печатной плате, потому что таких шариков под какой-нибудь микросхемой BGA могут быть тысячи. Это значительно облегчает жизнь производителям, но нисколько не облегчает жизнь ремонтникам.

Резюме

Что же все-таки использовать в своих конструкциях? Если у вас не дрожат руки, и вы хотите сделать, маленького радиожучка, то выбор очевиден. Но все-таки в радиолюбительских конструкциях габариты особо не играют большой роли, да и паять массивные радиоэлементы намного проще и удобнее. Некоторые радиолюбители используют и то и другое. Каждый день разрабатываются все новые и новые микросхемы и SMD компоненты. Меньше, тоньше, надежнее. Будущее, однозначно, за микроэлектроникой.

В элементной базе компьютера (и не только) есть одно узкое место — электролитические конденсаторы. Они содержат электролит, электролит — это жидкость. Поэтому нагрев такого конденсатора приводит к выходу его из строя, так как электролит испаряется. А нагрев в системном блоке — дело регулярное.

Поэтому замена конденсаторов — это вопрос времени. Больше половины отказов материнских плат средней и нижней ценовой категории происходит по вине высохших или вздувшихся конденсаторов. Еще чаще по этой причине ломаются компьютерные блоки питания.

Поскольку печать на современных платах очень плотная, производить замену конденсаторов нужно очень аккуратно. Можно повредить и при этом не заметить мелкий бескорпусой элемент или разорвать (замкнуть) дорожки, толщина и расстояние между которыми чуть больше толщины человеческого волоса. Исправить подобное потом достаточно сложно. Так что будьте внимательны.

Итак, для замены конденсаторов понадобится паяльник с тонким жалом мощностью 25-30Вт, кусок толстой гитарной струны или толстая игла, паяльный флюс или канифоль.

В том случае, если вы перепутаете полярность при замене электролитического конденсатора или установите конденсатор с низким номиналом по вольтажу, он вполне может взорваться. А вот как это выглядит:

Так что внимательнее подбирайте деталь для замены и правильно устанавливайте. На электролитических конденсаторах всегда отмечен минусовой контакт (обычно вертикальной полосой цвета, отличного от цвета корпуса). На печатной плате отверстие под минусовой контакт отмечено тоже (обычно черной штриховкой или сплошным белым цветом). Номиналы написаны на корпусе конденсатора. Их несколько: вольтаж, ёмкость, допуски и температура.

Первые два есть всегда, остальные могут и отсутствовать. Вольтаж: 16V (16 вольт). Ёмкость: 220µF (220 микрофарад). Вот эти номиналы очень важны при замене. Вольтаж можно выбирать равный или с большим номиналом. А вот ёмкость влияет на время зарядки/разрядки конденсатора и в ряде случаев может иметь важное значение для участка цепи.

Поэтому ёмкость следует подбирать равную той, что указана на корпусе. Слева на фото ниже зелёный вздувшийся (или потёкший) конденсатор. Вообще с этими зелёными конденсаторами постоянные проблемы. Самые частые кандидаты на замену. Справа исправный конденсатор, который будем впаивать.

Выпаивается конденсатор следующим образом: сначала находите ножки конденсатора с обратной стороны платы (для меня это самый трудный момент). Затем нагреваете одну из ножек и слегка давите на корпус конденсатора со стороны нагреваемой ножки. Когда припой расплавляется, конденсатор наклоняется. Проводите аналогичную процедуру со второй ножкой. Обычно конденсатор вынимается в два приема.

Спешить не нужно, сильно давить тоже. Мат.плата — это не двухсторонний текстолит, а многослойный (представьте вафлю). Из-за чрезмерного усердия можно повредить контакты внутренних слоев печатной платы. Так что без фанатизма. Кстати, долговременный нагрев тоже может повредить плату, например, привести к отслоению или отрыву контактной площадки. Поэтому сильно давить паяльником тоже не нужно. Паяльник прислоняем, на конденсатор слегка надавливаем.

После извлечения испорченного конденсатора необходимо сделать отверстия, чтобы новый конденсатор вставлялся свободно или с небольшим усилием. Я для этих целей использую гитарную струну той же толщины, что и ножки выпаиваемой детали. Для этих целей подойдет и швейная игла, однако иглы сейчас делают из обычного железа, а струны из стали. Есть вероятность того, что игла схватится припоем и сломается при попытке ее вытащить. А струна достаточно гибкая и схватывается сталь с припоем значительно хуже, чем железо.

При демонтаже конденсаторов припой чаще всего забивает отверстия в плате. Попробовав впаять конденсатор тем же способом, которым я советовал его выпаивать, можно повредить контактную площадку и дорожку, ведущую к ней. Не конец света, но очень нежелательное происшествие. Поэтому если отверстия не забил припой, их нужно просто расширить. А если все же забил, то нужно плотно прижать конец струны или иглы к отверстию, а с другой стороны платы прислонить к этому отверстию паяльник. Если подобный вариант неудобен, то жало паяльника нужно прислонять к струне практически у основания. Когда припой расплавится, струна войдёт в отверстие. В этот момент надо ее вращать, чтобы она не схватилась припоем.

После получения и расширения отверстия нужно снять с его краев излишки припоя, если таковые имеются, иначе во время припаивания конденсатора может образоваться оловянная шапка, которая может припаять соседние дорожки в тех местах, где печать плотная. Обратите внимание на фото ниже — насколько близко к отверстиям располагаются дорожки. Припаять такую очень легко, а заметить сложно, поскольку обзору мешает установленный конденсатор. Поэтому лишний припой очень желательно убирать.

Если у вас нет под боком радио-рынка, то скорее всего конденсатор для замены найдется только б/у. Перед монтажом следует обработать его ножки, если требуется. Желательно снять весь припой с ножек. Я обычно мажу ножки флюсом и чистым жалом паяльника облуживаю, припой собирается на жало паяльника. Потом скоблю ножки конденсатора канцелярским ножом (на всякий случай).

Вот, собственно, и все. Вставляем конденсатор, смазываем ножки флюсом и припаиваем. Кстати, если используется сосновая канифоль, лучше истолочь ее в порошок и нанести его на место монтажа, чем макать паяльник в кусок канифоли. Тогда получится аккуратно.

Замена конденсатора без выпаивания с платы

Условия ремонта бывают разные и менять конденсатор на многослойной (мат. плата ПК, например) печатной плате — это не то же самое что поменять конденсатор в блоке питания (однослойная односторонняя печатная плата). Надо быть предельно аккуратным и осторожным. К сожалению, не все родились с паяльником в руках, а отремонтировать (или попытаться отремонтировать) что-то бывает очень нужно.

Как я уже писал в первой половине статьи, чаще всего причиной поломок являются конденсаторы. Поэтому замена конденсаторов наиболее частый вид ремонта, по крайней мере в моём случае. В специализированных мастерских есть для этих целей специальное оборудование. Если оного нет, приходится пользоваться оборудованием обычным (флюс, припой и паяльник). В этом случае очень помогает опыт.

Главным преимуществом данного метода является то, что контактные площадки платы придётся в значительно меньшей степени подвергать нагреву. Как минимум в два раза. Печать на дешёвых мат.платах достаточно часто отслаивается от нагрева. Дорожки отрываются, а исправить такое потом достаточно проблематично.

Минус данного способа в том, что на плату всё-таки придётся надавить, что тоже может привести к негативным последствиям. Хотя из моей личной практики давить сильно ни разу не приходилось. При этом есть все шансы припаяться к ножкам, оставшимся после механического удаления конденсатора.

Итак, замена конденсатора начинается с удаления испорченной детали с мат.платы.

На конденсатор нужно поставить палец и с лёгким нажатием попробовать покачать его вверх-вниз и влево-вправо. Если конденсатор качается влево-вправо, значит ножки расположены по вертикальной оси (как на фото), в обратном случае по горизонтальной. Также можно определить положение ножек по минусовому маркеру (полоса на корпусе конденсатора, обозначающая минусовой контакт).

Дальше следует надавить на конденсатор по оси расположения его ножек, но не резко, а плавно, медленно увеличивая нагрузку. В результате ножка отделяется от корпуса, далее повторяем процедуру для второй ножки (давим с противоположной стороны).

Иногда ножка из-за плохого припоя вытаскивается вместе с конденсатором. В этом случае можно слегка расширить получившееся отверстие (я делаю это куском гитарной струны) и вставить туда кусок медной проволоки, желательно одинаковой с ножкой толщины.

Половина дела сделана, теперь переходим непосредственно к замене конденсатора. Стоит отметить, что припой плохо пристаёт к той части ножки, которая находилась внутри корпуса конденсатора и её лучше откусить кусачками, оставив небольшую часть. Затем ножки конденсатора, приготовленного для замены и ножки старого конденсатора обрабатываются припоем и припаиваются. Удобнее всего паять конденсатор, приложив его к к плате под углом в 45 градусов. Потом его легко можно поставить по стойке смирно.

Вид в результате, конечно неэстетичный, но зато работает и данный способ намного проще и безопаснее предыдущего с точки зрения нагрева платы паяльником. Удачного ремонта!

Если материалы сайта оказались для вас полезными, можете поддержать дальнейшее развитие ресурса, оказав ему (и мне ) .

Правила проверки и пайки конденсаторов

Считается, что около половины поломок электронных плат связаны с неисправностью конденсатора, без замены которого невозможно дальнейшее функционирование схемы.

Сами эти детали могут различаться как по характеристикам, так и по габаритам; однако всех их объединяет одно – наличие основного контролируемого параметра (ёмкости).

Для того чтобы проверить установленный в схеме конденсатор (включая так называемые «электролиты») необходимо измерить именно его ёмкость. Неисправную деталь придется выпаять из схемы и затем припаять новую. Некоторые виды конденсаторов паять не надо, поскольку они крепятся сваркой или зажимами.

Проверка ёмкости

Проверить электролитические конденсаторы (так же как неэлектролитические) на предмет сохранения ими своего номинала (ёмкости) можно несколькими способами.

Но вначале необходимо ознакомиться с измерительными приборами, которые позволяют правильно оценить величину ёмкости конкретного элемента, прежде чем что-то паять.

Для измерения конденсаторов с номинальными емкостями до 20-ти микрофарад может хватить обычного мультиметра, имеющего соответствующую функцию. В качестве такого измерителя может использоваться недорогой прибор типа DT9802A.

Для оценки состояния элементов с большими номиналами потребуется специальный прибор типа «измеритель RLC». Посредством такого устройства можно проверять не только конденсаторы, но и такие распространённые элементы, как резистор и катушка индуктивности.

Проверка конденсатора цифровым мультиметром:

Часто неисправный конденсатор вздувается, и заметен без применения всяких приборов.

Простой, но не достаточно эффективный метод выявления неисправности – проверка с помощью обычного омметра, по показанию которого можно судить о целостности прокладки из диэлектрика.

Данный способ применяется обычно при отсутствии в приборе функции измерения ёмкости. Для этих целей может использоваться простейший стрелочный прибор, переведённый в режим измерения сопротивления.

При прикосновении концами щупа к ножкам исправного элемента стрелка должна немного отклониться, а затем возвратиться в сходное состояние.

Если же показания на приборе изменились, а стрелка после отклонения остановилась на каком-то конечном значении сопротивления – это значит, что конденсатор пробит и подлежит замене.

Проверка в плате

Один из самых распространённых способов проверки конденсатора без его выпаивания из схемы – включение параллельно ещё одного, заранее исправного конденсатора с известным номиналом.

Указанный метод позволяет судить об исправности элемента по индикатору прибора, показывающего суммарную ёмкость двух параллельно включённых «кондёров». При параллельном включении конденсаторов их ёмкости складываются.

При этом подходе удаётся обойтись без пайки конденсатора с целью извлечения его из схемы, в которой он шунтируется параллельно включёнными элементами (резисторами).

Однако возможности применения этого метода ограничиваются допустимыми напряжениями, действующими в данной электронной схеме и в плате тестируемого устройства.

Способ эффективен лишь при небольших величинах потенциалов, сравнимых со значениями предельных напряжений, на которые рассчитан электролитический конденсатор.

Меры предосторожности при измерении

Тем, кто решил самостоятельно проверить исправность встроенных в схему конденсаторов и затем их паять, рекомендуем придерживаться следующих правил.

  • Обязательно проследите за тем, чтобы со схемы было полностью снято напряжение. Для этого тем же мультиметром, включённым в режим измерения напряжения, следует проверить отсутствие его во всех контрольных точках платы.
  • При измерении встроенных в схему «подозрительных» конденсаторов следует внимательно следить за тем, чтобы случайно не повредить включённые параллельно ему элементы.
  • И, наконец, паять дополнительно монтируемые в схему элементы нужно с предельной осторожностью, чтобы не повредить остальную её часть.

Лишь при соблюдении всех этих условий удаётся сохранить контролируемое устройство в рабочем виде.

Как перепаивать конденсатор на «материнке»

Прежде чем припаять новый конденсатор, надо выпаять старый. Выпаивать повреждённый или неисправный элемент из материнской платы следует максимально быстро, чтобы не перегреть контактные площадки, которые в противном случае могут просто отвалиться.

Чтобы освободить ножки выпаиваемого элемента от припоя, следует хорошо прогреть посадочное место. Только при условии его достаточного прогрева при выпаивании конденсатора удаётся не повредить дорожки платы.

Придерживая с одной стороны небольшой по размеру конденсатор нужно постараться не обжечься, поскольку его контакт раскаляется от нагревания паяльником.

Помимо этого, необходимо быть максимально внимательным и не прикладывать слишком много усилий, так как жало паяльника может сорваться и повредить соседние детали.

Последовательность действий такая:

  1. Вначале обесточивают компьютер, отключают не только сетевой кабель, но и другие питающие провода.
  2. Снимают крышку и отвинчивают материнскую плату.
  3. Осматривают плату и находят поврежденный элемент, изучают его параметры (на маркировке), покупают замену.
  4. Замечают, какая полярность подключения конденсатора была (можно сделать фото).
  5. С помощью паяльной станции или пальника выпаивают поврежденный конденсатор.
  6. Устанавливают и припаивают новый.

После удаления конденсатора остаётся свободное место, которое сначала следует аккуратно очистить от остатков пайки, воспользовавшись отсосом.

Некоторые радиолюбители используют для этого остро отточенную спичку (зубочистку), посредством которой посадочное отверстие прокалывается с одновременным прогревом остриём жала паяльника.

Ещё один способ освобождения отверстий от остатков пайки предполагает его высверливание подходящим по размеру сверлом.

По завершении подготовки места под новый элемент его ножки следует сначала сформовать соответствующим образом, так чтобы они легко входили в посадочные гнёзда. Всё, что остаётся сделать после этого – впаять его взамен сгоревшего.

Процесс пайки

Прежде чем паять, надо вставить ножки с посадочные гнезда, соблюдая полярность. Минусовая ножка детали обычно короче плюсовой, она устанавливается на «минус» площадки (обычно закрашено белым) Паять надо с обратной стороны, для этого плату переворачивают, и ножки загибают.

Припаять конденсатор будет значительно проще, если предварительно смочить контактные «пятачки» каплей флюса.

Паяльник разогревают, подносят к контактной площадке, и к ней же подносят проволочку припоя. Жалом дотрагиваются до припоя, чтобы капелька соскользнула на место пайки. Так последовательно надо паять все контакты, после чего откусить кусачками лишние торчащие ножки.

Возможно, с первого раза красиво паять не получится, и надо будет потренироваться. Обучаться методам пайки лучше заранее на ненужных деталях. После замены неисправного элемента следует попытаться включить материнскую плату и проверить её работоспособность.

Как паять резисторы

Для того чтобы запаять резистор в схему той же материнской платы или любого другого электронного изделия действуют точно так же, как в случае с конденсатором. Паять резисторы надо крайне осторожно, поскольку любое неаккуратное движение паяльником может повредить расположенные поблизости детали.

Далее необходимо подготовить новые конденсаторы к пайке. Если вам придется установить в материнскую плату старые конденсаторы, то их выводы необходимо очистить от остатков припоя. Если устанавливаться будут новые конденсаторы, то необходимо залудить их выводы, а укоротить их уже лучше после установки.

При установке новых конденсаторов в материнскую плату нельзя забывать о полярности. Вывод конденсатора со знаком минус, как правило, отмечен бело полоской сбоку, на плате минут помечен белым сектором.

Случается, что расстояние между отверстиями в плате не соответствуем расстоянию между выводами нового конденсатора, тогда нужно заранее сформировать ножки таким образом, чтобы они попадали в отверстия.

                        Паяем паяльником SMD – светодиоды и другие компоненты

На сегодня, в производстве любых радиоэлектронных устройств используются такие безвыводные компоненты, как SMD. Подобный компонент не имеет знакомых нам проволочных ножек. Соединение такого рода радиоэлементов с печатной платой происходит через контактные площадки, которые расположены прямо на корпусе компонента.

Запаивать подобный радиоэлемент не представляет большой сложности, поскольку есть возможность работать слабым по мощности паяльником, на 10-12 Вт. Однако, в процессе ремонта платы приходится сталкиваться в проблемой выпаивания SMD компонента.

Процесс изъятия SMD компонента не простой, чтобы не поломать его или не перегреть, прогревать приходится одновременно все его выводы.

В случае, когда вам придется выпаивать SMD компоненты часто, лучше всего заранее сделать набор специальных жал для паяльника. Жало должно иметь на конце разветвление, чтобы в него помещался SMD элемент. Если же в вашем распоряжении не имеется маломощного паяльника, а в том что есть нельзя сменить жало, то можно пойти другим путем и сделать специальную насадку.

Накручиваем на жало паяльника медную проволоку, так, чтобы два ее конца стали жалами с нужным диаметром, которыми удобно было бы захватить SMD элемент с обеих сторон. Такая насадка отлично поможет при ремонте светодиодных ламп.

Еще одно преимущество такой насадки из меди – благодаря ее гибкости можно легко и быстро менять расстояние между концами, подстраивая инструмент под нужный диаметр SMD компонента.

                        Паяем паяльником микросхемы

Выпаять паяльником диод или резистор сравнительно легко, выпаять микросхему – задача намного более сложная. Можно выпаивать все выводы микросхемы поочередно, но для этого придется отделить их от корпуса кусачками.

Однако можно применить другую технологию, при помощи которой за минуту возможно выпаять целую, двадцати четырех выводную микросхему. Делается это при помощи медицинской иглы, которая предназначается для инъекций. Внутренний диаметр иглы должен быть 0,6мм, поскольку размер выводов у микросхем, как правило, ровняется 0,5мм.

Конец иглы необходимо срезать под прямым углом и заточить, как конус. Такая обработка иглы необходима для того, чтобы она легче проходила в отверстия платы.

Вооружившись приготовленной иглой, процесс выпаивания микросхемы значительно упрощается. Выводы микросхемы необходимо смазываем спирто-канифольным флюсом, делать это нужно со стороны пайки. Далее берем иглу и поочередно надеваем ее на каждый из выводов микросхемы, которую необходимо выпаять.

Жалом паяльника греем припой, а иглу в это время вращаем безостоновочно, в разные стороны, одновременно надавливая внутрь. Таким образом, мы освобождаем ножку микросхемы от припоя и откусывать ее кусачками не требуется. Повторяем процедуру относительно всех ножек микросхемы, полностью высвобождая их. Если наловчится, то на освобождения каждого вывода микросхемы будет уходить пара секунд.

После проделанной работы микросхема извлекается из печатной платы столь легко, что кажется будто она и не была запаяна.

  • Михаил
  • Распечатать

Источник: http://www.avs-info.ru/mb/kak-payat-payalnikom-kompyuternyie-pl.html

Способы пайки светодиодных лент

Организовать освещение в интерьере можно с помощью множества вариантов, в частности светодиодной лентой. Светодиодная лента считается наиболее современным элементом дополнительного или основного освещения. Её использование предполагает широкие возможности в дизайне помещения, а также большой выбор цвета свечения. Для осуществления данного источника света важно знать, как паять светодиодную ленту. Есть как ленточный вариант, так и отдельные планки светодиодной ленты.

Разновидности светодиодных лент

От выбора зависят и последующие компоненты, такие как блок питания, провода для подключения, контроллеры. Поэтому перед тем как паять smd светодиоды, важно определится с выбором ленты. Есть следующие варианты, которые классифицируются по типу:

  • Светодиоды 3528.
  • Светодиоды 5050.
  • Цветные светодиоды RGB.

Также они разделяются на модели по направленности света.

  1. С торцевым свечением.
  2. С фронтальным свечением.

По защите:

  • Негерметичные, открытого типа – без применения защиты диодов.
  • С защитой: односторонней, двухсторонней.

Что нужно иметь для пайки

Для того чтобы спаять светодиодную ленту следует обзавестись необходимым оборудованием, расходными материалами и знанием как паять smd. Среди материалов необходимо иметь следующее:

  1. Провода для соединения лучше использовать с разноцветной изоляции, чтобы потом не было путаницы. Определить сечение можно исходя из длины ленты и её потребляемых характеристик ватт\метр. На метр длины необходимо сечение от 0.2 мм.
  2. Светодиодную ленту требуемой длины. Укорачивается она строго в обозначенных для этого местах.
  3. Вещества для обработки поверхности, что улучшит прилипания припоя и обеспечит защиту от воздействия внешней среды. Для этих целей подойдут следующие типы флюсов: канифоль, СКФ, ЛТИ.
  4. Для соединения контактов и проводов требуется припой. Можно использовать оловянно-свинцовые припои.
  5. Для герметичности соединений нужен силикон, однако, герметизация нужна только защищённым светодиодным лентам.
  6. Трубки для термоусадки, которые уменьшаются при нагревании и обжимают места соединения контактов.

В качестве оборудования потребуется:

  • Паяльник, мощность которого не выше 40 Вт. Температура при пайке должна быть 260-300 градусов.
  • Клещи для зачистки проводов. Вместо них можно использовать обычный канцелярский нож.
  • Строительный фен или зажигалка.

Что важно знать перед пайкой

Ленты могут иметь 2 или 4 группы контактов. Когда контактов 2 – это одноцветная лента, а на контактах имеется плюс и минус. Если на ней 4 контакта – лента RGB, на которой может происходить смена цвета с помощью промежуточного контроллера G, R, B.

Следующим этапом будет выбор подключения, если лент будет несколько. Последовательное соединение в данном случае будет не самым подходящим способом, потому что образуется падение напряжение на всей длине, что спровоцирует сокращение срока службы диодов. Рекомендуется подключать участки светодиодной ленты параллельным подключением, в случаях, когда длина более 5 метров. Если планируется установка диммера, то он должен быть установлен до блока питания. Некоторые блоки питания имеют встроенный диммер.

Подготовка к пайке

Следует припаивать по такому же принципу, как и остальные электроприборы. Главное не переусердствовать с нагревом. Процесс можно разделить на несколько этапов:

  1. Замеряется требуемая длина ленты, после чего отрезается нужный кусок по специально предусмотренным местам для этого. Шаг таких мест, в среднем, 5 – 10 см. Резать можно ножницами, стараясь не повредить диоды.
  2. Концы проводов зачищаются на 1 мм со стороны блока питания, на 2 см со стороны ленты.
  3. Поверхность, на которую планируется монтаж, обезжиривается и высушивается, после чего с ленты снимается защитная плёнка и её можно приклеивать.

Как происходит пайка

Пайка светодиода ничем не отличается от других паек мелких деталей, потому как припаять светодиод можно тем же принципом. Перед тем как начать паяние следует залуживать контакты с помощью канифоли и олова. Лужение не должно быть более 3-5 секунд, иначе возможен перегрев. Когда провода и контактные площадки залужены, следует паяльником немного расплавить олово на конце провода и площадке.

Не стоит паять более 5-7 секунд, иначе может произойти перегрев. После того как всё стало единой каплей, следует прижать провод к площадке и держать до полного застывания олова. Нельзя чтобы олово попало на соседнюю площадку, так как это образует замыкание. Таким образом, следует припаять провода к оставшимся контактам. Когда все провода подключены, требуется проверить работоспособность, подключив её к питанию.

Если всё исправно, то место соединения изолируется термоусадочной трубкой и проверяется вновь.

Когда происходит пайка защищённой ленты, то зона контактов предварительно зачищается от эпоксидной или силиконовой оболочки. Когда соединение готово, следует надеть на основу защитную заглушку. Если требуется повышенная изоляция, следует нанести несколько слоёв силикона.

Следует знать, что:

Вывод

Разобраться, как паять светодиодную ленту – несложно. Для этого следует бережно и аккуратно относится к светодиодной ленте и диодам, соблюдая элементарные правила, описанные в статье. Метр данного источника освещения способен производить больше люменов, чем предусмотрено в лампе высокой мощности, но лампочка смотрится менее красиво.

о пайке светодиодной ленты

Особенности подключения светодиодных лент

Источник: https://amperof.ru/osveshenie/podkluchenie/sposoby-pajki-svetodiodnyh-lent.html

Набор электролитических SMD конденсаторов

Всем привет!!! Случилось то, чего все так долго ждали, обзор на конденсаторы)), написанный в продолжение темы о «сундучке радиолюбителя». Итак, речь пойдет об электролитических алюминиевых smd конденсаторах.

Как я уже говорил, большинство своих схем в «готовом решении» стараюсь делать в SMD исполнении, где это позволяет схемотехника. Преимущества очевидны:
1. Гораздо меньшие габариты и масса готового устройства.
2. Минимизация паразитных емкостей и индуктивностей, что резко снижает наводимые помехи (актуально в высокочастотных узлах).
3. Позволяет значительно удешевить себестоимость изделия.
4. Да и просто мне нравится паять именно smd компоненты.

В каких же узлах применяются электролиты

Применение на постоянном напряжении:
— Высоковольтные емкостные накопители энергии с быстрым разрядом, используемые в электрофизике, импульсных источниках света, для намагничивания магнитотвердых материалов, в импульсных генераторах для испытания мощных электрических машин на стойкость к ударным нагрузкам и в других установках при длительности разрядных импульсов от десятков микросекунд до десятков миллисекунд.
— Для обеспечения большого тока: в сварочных аппаратах, рентгеновских установках, копировальной технике и устройствах электроэрозионной обработки.
— Для постоянного тока высокого напряжения: вместе с выпрямителем, электролитический конденсатор образует источник постоянного напряжения для использования в устройствах силовой электроники, частотно-регулируемых электроприводах и источниках питания.
— В схемах интеграторов и устройствах выборки-хранения: для любой схемы аналоговой памяти или схем аналоговой развертки.

Применение на постоянном напряжении с наложенной переменной составляющей (пульсирующее напряжение):
— В полосовых фильтрах: в комбинации с резисторами и катушками индуктивности образуют фильтры для выделения из сигнала определенной полосы частот, фильтрации постоянной составляющей и т.п. задач.
— Для шунтирования компонентов электронных схем по переменному току.
— Для связи участков цепи по переменному току с отделением постоянной составляющей.
— В релаксационных генераторах: вместе с резисторами и активными компонентами для генерации пилообразного и прямоугольного напряжения.
— В составе выпрямителей.

Для переменного напряжения:
— Для улучшения качества энергии, потребляемой из сети переменного тока, и коэффициента мощности оборудования: запасая и отдавая электрическую энергию, алюминиевый электролитический конденсатор развязывает нагрузку и питающую сеть по мгновенной и реактивной мощности. Это улучшает качество питания нагрузки и, одновременно, создает предпосылки для получения коэффициента мощности оборудования, близкого к 1.0.
— Для силовых LC-фильтров низких частот: улучшает электромагнитную обстановку в схемах, использующих тиристорные выпрямители и инверторы.
— В качестве пускового конденсатора: для улучшения пусковой характеристики асинхронного двигателя, питаемого от однофазной сети переменного тока.

Как видно, область применения просто огромна, иными словами, применяется практически в любом устройстве.


Немного теории о конструкции.
Две ленты из конденсаторной бумаги проложены между двумя лентами из специальным образом обработанной алюминиевой фольги, эта комбинация из четырех лент свернута в рулон. Бумага, служащая разделителем для алюминиевых электродов, пропитана электропроводящим раствором. К электродам присоединены выводы, образуя активный элемент конденсатора. Он помещается в цилиндрический алюминиевый корпус с торцевым уплотнением выводов.

В разрезе это выглядит вот так

Давайте проверим так ли это, расчленим один из конденсаторов. Снимаем пластмассовую подкладку.

Кстати, сам корпус из алюминия, но обтянут диэлектрической пленкой.

Курочим дальше.

Внутри действительно рулон алюминиевой фольги с диэлектриком. Только цвет какой-то серый после обработки.



Кстати говоря, именно этот рулончик образует «плохую» индуктивность, которая в большинстве случаев нежелательна.

Номинал и маркировка таких конденсаторов определяются следующим образом:

*Маркировка для 6,3V: «6V»
**Для размера 6,3х7,7 допуск L=0,3; для D= 8, 10 мм допуск L=0,5
***Обозначение кода, емкости и напряжения для D= 8, 10 мм выполнено на боковой поверхности

Данные емкости продаются в наборе, который состоит из 13 номиналов по 10 шт. Поставляются в таких лентах.


Дополнительное фото с сайта


Номиналы и технические характеристики:

Диапазон рабочих напряжений: 10-50 В
Диапазон рабочих температур: -40 … +85°С
Допуск погрешности: Тут интересно, на сайте указано ±10%, но судя по маркировке разные номиналы имеют разные допуски вплоть до ±20%. Некоторые вообще не удалось идентифицировать. Скорей всего большинство из них — ноунэйм и произведены на территории Китая.
Время наработки: Установить не удалось, т.к. производитель не известен. Но думаю, будет не менее 2000 ч.

Приступим к тестам.
Измерения емкости производил прибором Е7-22, для определения ESR использовал «желтоплатый Т4». Результаты в таблице.

Выводы:
В целом данные конденсаторы пригодны для схем общего применения, работать будут. Но ставить в ответственные узлы, а так же в прецизионных схемах – не рекомендую (т. к. производитель не известен и нет даташита). Для этого есть «брендовые» емкости с улучшенными характеристиками.
Количество и номиналы — соответствуют описанию продавца.

Бонус для тех, кому сейчас очень жарко

Местные барханы

Снято 12 февраля ))

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Руководство по пайке

SMD от Infidigm

Руководство по пайке SMD от Infidigm

Назначение

Целью данного руководства является введение в ручную пайку SMD ( S urface M ount D evice). В руководство организовано по различным методам. Каждый метод используется специально для группы компонентов SMD.А к каждому методу прилагается упрощенный список, чтобы определить, какие типы SMD-компонентов подходят для соответствующих метод.

Пожалуйста, посетите Введение в пайку в целом, если вы никогда раньше не паяли.

Методы ручной пайки SMD

  • Метод 1 — вывод за выводом Используется для: компонентов с двумя выводами (0805 caps & res), шагов > = 0,0315 дюйма в корпусе Small Outline Package, (T) QFP и SOT (Mini 3P).
  • Метод 2 — Затопление и всасывание Используется для: шагов <= 0,0315 дюйма в маленьком контуре Пакет и (T) QFP
  • Метод 3 — Паяльная паста Используется для корпусов BGA, MLF / MLA; где булавки под частью и недоступно.
  • Демонтаж SMD Специальные методы демонтажа без специальных жала паяльника.


Используется для:
Диоды, конденсаторы и резисторы размеров 0603, 0805, 1206, 1210, 1812, 1825, 3216, 3528, 6032 и 7343.
Пакеты Small Outline и QFP с шагом> = 0,0315 «. Как SO.050» и SO.80 мм (0,0315 «)
Пакеты SOT, такие как SOT223, SOT23, SOT143, SOT89, Mini-5P и Mini-6P.

0805 Пример конденсатора:

Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из двух площадок.Прибл. 0,5 мм в высоту.

Step 2 Возьмите 805 часть с очень тонкий пинцет. Поместите деталь поверх подушек, слегка в сторону, чтобы деталь могла прилегать Печатная плата. Нагрейте площадку уже с припоем и наденьте деталь на площадку так, чтобы она оказалась по центру между колодки.Снимите тепло.

Шаг 3 Приложите небольшую силу к часть и повторно нагрейте одну площадку, чтобы гарантировать, что детали прилегают к печатной плате.

Step 4 Припаяйте другую сторону часть.

Пайки не должны иметь вид «круглого шара» с обеих сторон деталей. Если это актерский состав, значит тоже на соединение наносится много припоя. Правильно спаянный стык должен иметь изогнутую линию от конца колодки. до верхней части детали, как показано на рисунках.

Small Outline Package — SO.050 пример:

Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из контактных площадок. Прибл. 0,5 мм в высоту.

Шаг 2 Возьмите 14-контактную часть SOP с очень тонкий пинцет. Вынесите деталь поверх подушечек, поместите деталь поверх подушечек. Нагрейте подушку припаяйте и отрегулируйте деталь так, чтобы она совпала с контактными площадками. Убедитесь, что деталь ровная и выровненная, затем убрать огонь.

Step 3 Теперь припаяйте остальные булавки, по одному.Используйте острый наконечник (шириной 1/32 дюйма). Прикоснитесь к штифту и подушке одновременно с conrner наконечника. Не используйте конец наконечника, иначе припой будет стекать от контакта к контакту. Начните с булавки в прилегающий угол к булавке уже начался.

SOT23 пример:

Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из трех площадок. Прибл. 0,5 мм в высоту.

Step 2 Возьмите часть SOT23 с очень тонкий пинцет. Поместите деталь поверх подушек, слегка в сторону, чтобы деталь могла прилегать Печатная плата. Нагрейте площадку уже с припоем и наденьте деталь на площадку так, чтобы она оказалась по центру между три колодки.Снимите тепло.

Шаг 3 Приложите небольшую силу к часть и повторно нагрейте одну площадку, чтобы гарантировать, что детали прилегают к печатной плате.

Шаг 4 Теперь припаиваем два других булавки, по одному.Используйте острый наконечник (шириной 1/32 дюйма). Прикоснитесь к штифту и подушке одновременно с conrner наконечника. Не используйте конец наконечника, иначе припой будет стекать от контакта к контакту.



Используется для:
Пакеты Small Outline и (T) QFP с шагом <= 0,0315 ". Как SO.025", SO.80 мм (0,0315 "), SO.65 мм (0,0256 дюйма), SO.50мм, SO.40мм и SO.30мм.

Маленький контурный корпус — пример SO.65 мм:

Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из контактных площадок. Прибл. 0,5 мм в высоту.

Шаг 2 Возьмите 8-контактную часть SOP с очень тонкий пинцет.Вынесите деталь поверх подушечек, поместите деталь поверх подушечек. Нагрейте подушку припаяйте и отрегулируйте деталь так, чтобы она совпала с контактными площадками. Убедитесь, что деталь ровная и выровненная, затем убрать огонь.

Шаг 3 Теперь залейте противоположный ряд контакты с припоем так, чтобы через контакты был один непрерывный поток, как показано.Продолжайте заливать другой ряд булавок. Постарайтесь, чтобы припой попал на контакты как можно более равномерно.

Step 4 Используя утюг (или присоска) нагрейте один конец штырей до расплавления припоя на 2-3 штыря от конца.Быстро удалить утюгом и с помощью присоски для припоя высосите излишки припоя между штырьками. Нагрейте припой на следующем 2-3 контакта и проделайте то же самое, пока не дойдете до другого конца. Проделайте то же самое с другой стороной микросхемы. Ну наконец то осмотрите контакты, чтобы убедиться, что между ними не осталось припоя. Если есть, повторно нанесите припой между контактами. и снова сосать. Этот метод работает, потому что при всасывании удаляется только припой между выводами, а не припой. между подушечкой и штифтом.

(Тонкий) Quad Flat Package — SO.80 мм Пример:

Шаг 1 Поместите небольшое количество припаять к одной из контактных площадок. Прибл. 0,5 мм в высоту.

Step 2 Возьмите 32-контактную деталь TQFP очень тонким пинцетом.Вынесите деталь поверх подушечек, поместите деталь поверх подушечек. Нагрейте подушку припоем и отрегулируйте деталь так, чтобы она совпала с контактными площадками. Убедитесь, что деталь ровная и выровнена по всем четыре стороны, затем снимите огонь.

Шаг 3 Теперь залейте противоположный ряд контакты с припоем так, чтобы через контакты был один непрерывный поток, как показано.Продолжайте заливать остальные три ряда булавок. Постарайтесь, чтобы припой попал на контакты как можно более равномерно.

Step 4 Используя утюг (или присоска) нагрейте конец ряда до тех пор, пока припой не расплавится на 2-3 штыря от конца.Быстро удалите погладить и с помощью присоски для припоя высосать излишки припоя между контактами. Нагрейте припой следующие 2-3 раза. булавками и проделайте то же самое, пока не будет достигнут другой конец. Проделайте то же самое с тремя другими сторонами чипа. Наконец, осмотрите контакты, чтобы проверить, не осталось ли между ними припоя. Если есть, повторно нанесите припой между штифты и снова отсоси. Этот метод работает, потому что отсасывание удаляет только припой между контактами, а не припой между площадкой и штифтом.



Используется для:
Используется для корпусов BGA, MLF / MLA; где штифты находятся под деталью и недоступны.

Пример:

Для использования этого метода вам понадобится головной пистолет или печь для печатных плат. Следующие инструкции относятся только к тепловому пистолету.Установите печатную плату в тиски, которые не горят при нагревании. Рекомендуется, чтобы части BGA, MLF / MLA сначала нужно припаять к печатной плате, чтобы не мешать пайке других обычных компонентов. Если это не так возможно, тогда можно использовать оловянную фольгу для защиты обычных компонентов.

Шаг 1 Установите деталь на плату и выровняйте его, как если бы припаяли.Запишите или отметьте печатную плату, чтобы вы могли правильно разместить деталь при нагревании.

Шаг 2 Нанесите тонкий слой припоя Наклейте поперек печатной платы на контактную площадку для части BGA, MLF / MLA. Толщина паяльной пасты должна быть достаточно тонкие, чтобы печатная плата и контактные площадки были полу-видны.Сумма узнается путем отслеживания и ошибок и опыт.

Шаг 3 Установите часть BGA, MLF / MLA на печатной плате и выровняйте. Используйте плоскогубцы, чтобы удерживать деталь на месте во время нагрева. Убедитесь, что плоскогубцы не являются голым металлом, иначе они станут слишком горячими, чтобы с ними можно было обращаться при нагревании.Используя тепловую пушку, нагрейте часть, удерживая тепловую пушку на расстоянии 8 см (3 дюйма) от платы.

Шаг 4 Продолжайте нагреваться до припоя. паста растворилась в припое по всей детали. (Это займет 20-40 секунд). Убедитесь, что деталь выравнивается и снимает огонь.Обдуйте деталь, чтобы припой затвердел. Осмотрите края детали. для пайки перемычек от контактной площадки к контактной площадке. Если есть перемычки, нужно будет подогреть деталь, снять, отсосать припой от контактных площадок и детали и повторите процедуру с меньшим количеством паяльной пасты.



Распайка компонентов SMD без специальных жало паяльника требует творческого подхода.В большинстве случаев SMD компонент разрушен. Попробуйте найти подходящий наконечник / инструмент для снятия припоя, прежде чем пытаться использовать следующие примеры.

0805 Распайка конденсатора / резистора:

Двухконтактный SMD-компонент, такой как конденсатор микросхемы 0805 или резистор, легче всего распаять с помощью обычное паяльное жало.Просто нагрейте одну сторону, пока припой не расплавится, а затем быстро переходите к другой. сторону, пока припой не расплавится. Продолжайте чередовать стороны. Это приведет к нагреву с каждой стороны и деталь соскользнет с подушек через 5-10 секунд.

Small Outline Package — пример SO.050:

Шаг 1 Залить каждый ряд контактов с припоем так, чтобы через контакты проходил один непрерывный поток, как показано.Старайтесь держать припой поперек штифты как можно более ровные. Подготовьте небольшую отвертку, чтобы вставить ее под деталь.

Шаг 2 Нагрейте одну сторону и переместите гладить вперед и назад, пока не расплавится весь ряд булавок. Вставьте отвертку под эту сторону и подденьте пока контакты не выйдут из печатной платы и не выйдут из припоя.

Шаг 3 Отсосите лишний припой, который осталось между колодками и деталью.

Шаг 4 Захватите деталь острием иглы плоскогубцы.Таким же образом нагрейте другую сторону и, когда весь ряд расплавится, удалите часть.

Шаг 5 Отсосите припой с контактных площадок. готов к новой части.

Распайка BGA, MLF / MLA:

Покройте печатную плату оловянной фольгой, за исключением частей BGA, MLF / MLA и области вокруг них.Нагрейте деталь / печатную плату На расстоянии 8 см (3 «) с помощью теплового пистолета. Попробуйте нагреть как верхнюю, так и нижнюю стороны печатной платы. деталь с остроконечными плоскогубцами, чтобы она соскользнула при расплавлении припоя.


Автор: DrWho
Март 2003 г.

7.3.1 Пайка компонентов микросхемы для поверхностного монтажа, метод точка-точка

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, поддерживающего видео HTML5.

Контур
Эта процедура охватывает общие рекомендации по пайке компонентов микросхемы для поверхностного монтажа. Данная процедура охватывает следующие компоненты микросхемы для поверхностного монтажа. Хотя все эти компоненты различны, методы пайки относительно схожи.

Чип-резисторы
Корпус компонентов чип-резисторов сделан из алюминия; чрезвычайно твердый материал белого цвета.Резистивный материал обычно располагается сверху. Чип-резисторы обычно устанавливаются резистивным элементом вверх для отвода тепла.

Керамические конденсаторы
Эти компоненты состоят из нескольких слоев керамики с внутренними металлизированными слоями. Поскольку металл нагревается намного быстрее, чем керамический, керамические конденсаторы необходимо нагревать медленно, чтобы избежать внутреннего разделения между керамическим и металлическим слоями. Внутренние повреждения обычно не видны, так как трещины будут внутри керамического корпуса компонента.

Примечание
Избегайте быстрого нагрева конденсаторов керамической микросхемы во время пайки.

Пластиковый корпус
Компоненты микросхемы другого типа имеют литой пластиковый корпус, который защищает внутренние схемы. Есть несколько различных типов компонентов, которые разделяют этот тип внешней упаковки. Стили заделки пластиковых пакетов компонентов микросхемы значительно различаются.

MELF
MELF — Цилиндрические детали с металлическими торцевыми поверхностями электрода. Это могут быть конденсаторы, резисторы и диоды.Их бывает сложно отличить друг от друга, поскольку на корпусах компонентов нет универсальных цветов или обозначений компонентов.

Минимальный уровень квалификации — средний
Рекомендуется для технических специалистов с навыками базовой пайки и восстановления компонентов, но может не иметь опыта в общих процедурах ремонта / переделки.

Уровень соответствия — высокий
Эта процедура наиболее точно повторяет физические характеристики оригинала и, скорее всего, соответствует всем функциональным факторам, факторам окружающей среды и пригодности к эксплуатации.

High Freq Multi-Layer High Q Capacitors

Общие

Конденсаторы с керамической микросхемой

демонстрируют превосходные характеристики надежности, благодаря использованию надлежащих методов проектирования схем и контролируемых процессов сборки. Из-за кристаллической микроструктуры керамического конденсатора эти компоненты подвержены чрезмерному тепловому или механическому удару во время обработки схемы. Следует отметить, что микротрещины в керамике бывает трудно обнаружить с помощью обычных визуальных и электрических испытаний после сборки, и они могут представлять значительную угрозу для надежной работы в полевых условиях.По этой причине рекомендуется, чтобы в процессе аттестации сборки использовались соответствующие испытания, чтобы выявить наличие микротрещин.

Состав выводов керамических компонентов и совместимость с пайкой

Высокочастотные керамические конденсаторы и катушки индуктивности — Предлагаются со стандартными оловянными никелевыми заглушками, совместимыми с процессами подачи припоя и оплавления.

Конденсаторы LASERtrim® — Предлагаются только с никелевыми барьерными выводами с мерцанием золота.Из-за уникальной внутренней конструкции LASERtrim® рекомендуется использовать преобразовательный температурный профиль оплавления (рис. 4). Волновая пайка не рекомендуется.

Паяльник

Установка керамического конденсатора

с помощью паяльника не рекомендуется из-за внутренних ограничений на точный контроль температуры пайки, скорости теплопередачи и времени. В случае необходимости использования паяльника рекомендуется соблюдать следующие меры предосторожности.

  • Контур предварительного нагрева и керамический компонент до 150 ° C
  • Никогда не касайтесь керамической поверхности железным наконечником
  • Мощность железа 30 Вт (макс.)
  • 280 ° C температура наконечника (макс.)
  • 3.Диаметр наконечника 0 мм (макс.)
  • Ограничить время пайки до 5 сек.

Цикл предварительного нагрева припоя

Правильный предварительный нагрев необходим для предотвращения растрескивания конденсатора при тепловом ударе. Узел схемы следует предварительно нагреть, как показано в рекомендуемых профилях, со скоростью от 1,0 до 2,0 ° C в секунду с точностью от 65 до 100 ° C от максимальной температуры пайки.

Температура пайки для поверхностного монтажа

Припои, обычно используемые в SMT, имеют температуру плавления от 179 ° C до 188 ° C.Активация канифольных флюсов происходит примерно при 200 ° C. На основании этих фактов должна быть установлена ​​минимальная пиковая температура оплавления от 205 ° C до 210 ° C. Максимальная пиковая температура оплавления 225 ° C может быть достаточной в большинстве случаев. Многие профили процесса оплавления имеют пики в диапазоне от 240 ° C до 260 ° C, и хотя керамические конденсаторы и индукторы могут выдерживать температуры пайки в этом диапазоне в течение коротких периодов времени, их следует минимизировать или избегать, когда это возможно. Использование нескольких термопар M.O.L.E. Для точной характеристики поглощения тепла контура и максимального температурного режима рекомендуется профилирование.

Припой оплавлением

Общий термин «оплавление» относится к нескольким методам, используемым для нагрева цепи, так что происходит оплавление паяльной пасты или «смачивание» контактов керамического конденсатора и печатной платы. Эти методы включают инфракрасное, конвекционное и лучистое отопление. Размер галтели припоя можно контролировать, изменяя количество паяльной пасты, которая наносится на схему.Рекомендуемые пределы температуры и время оплавления припоя показаны на Рисунке 1 для керамических конденсаторов, индукторов и для LASERtrim® на Рисунке 4.

Паровая фаза

Типичный процесс пайки в паровой фазе состоит из нескольких температурных зон, создаваемых насыщенным паром кипящей жидкости. По мере прохождения схемы через зону пар конденсируется на паяльной пасте, контактной площадке и выводе, что приводит к передаче тепла и оплавлению паяльной пасты. Оплавление из паровой фазы обеспечивает постоянный нагрев контура с оплавлением, происходящим при относительно более низкой температуре, которая определяется известной температурой кипения используемой жидкости, обычно 215 ° C.Рекомендуемые пределы температуры для оплавления паровой фазы показаны на рисунке 2.

Волна припоя

Пайка волной припоя, пожалуй, самый строгий из процессов пайки для поверхностного монтажа из-за резкого повышения температуры, наблюдаемого в цепи, когда она погружена в волну расплавленного припоя, обычно при 240 ° C. Рекомендуемые пределы температуры для пайки волной пайки показаны на рис. 3.

Цикл охлаждения

После правильного оплавления припоя необходимо дать сборке постепенно остыть при комнатной температуре.
Попытки ускорить этот процесс охлаждения или немедленное воздействие на схему холодных чистящих растворов могут привести к термическому растрескиванию керамического конденсатора.

Часть 13 — Пайка чип-конденсаторов

Добро пожаловать в серию «Основы работы с конденсаторами», где мы расскажем вам об особенностях использования конденсаторов для микросхем — их свойствах, классификации продуктов, стандартах испытаний и сценариях использования — чтобы помочь вам принять обоснованные решения о подходящих конденсаторах для ваших конкретных приложений. .После описания визуальных стандартов для микросхем конденсаторов в нашей предыдущей статье давайте обсудим рекомендации по присоединению и заделке микросхем.

Традиционно свинцовые конденсаторы использовались в печатных платах большого объема, так что компоненты собирались или «вставлялись» в металлические сквозные отверстия на печатных платах. доски. В настоящее время многослойные керамические конденсаторы (MLCC) часто продаются в виде микросхем (или безвыводных) компонентов, которые можно монтировать на поверхность на платах высокой плотности с помощью высокоскоростной автоматизации.Однако все большее значение приобретают переменные, влияющие на крепление чипов к подложкам. Присущее несовпадение тепловых и физических свойств компонентов с подложками и припоями усиливается за счет использования компонентов микросхемы, непосредственно связанных с материалом подложки. В этой статье мы обсуждаем различные способы крепления микросхем конденсатора, тепловые свойства и технические характеристики, которые необходимо учитывать.

Способы крепления чип-конденсатора

Прикрепление чипа к подложке можно разделить на два основных класса: 1) методы с использованием припоя и 2) методы с использованием других соединений, таких как эпоксидные смолы и проволочные соединения (термическое сжатие и ультразвуковое соединение).

# 1 Пайка

Крепление припоя может быть выполнено различными способами:

  • Ручная пайка микросхем к контактным площадкам
  • Оплавление предварительно луженых конденсаторов на предварительно луженых площадках подложки
  • Оплавление конденсаторов на площадках подложки, покрытых заготовкой припоя или экранированной на паяльной пасте
  • Волновая пайка микросхем и подложки (при этом микросхемы удерживаются на месте непроводящей эпоксидной смолой), которая позволяет прикреплять блоки с обеих сторон подложки для большей плотности упаковки

Распространенным методом, используемым в индустрии поверхностного монтажа, является метод оплавления паяльной пасты, который включает следующие основные этапы:

  1. Конденсаторы и подложка подготовлены очисткой мягким растворителем и предварительной флюсовкой
  2. Подложка предварительно покрыта припоем с использованием паяльной пасты, расплавленного припоя или заготовок припоя
  3. Конденсатор-подложка в сборе нагревается до температуры точки текучести припоя для образования хорошо сформированного галтеля припоя
  4. Собранная подложка очищается слабым растворителем (обычно ультразвуком) для удаления остатков флюса

Появление схем с высокой плотностью компонентов, в которых используется технология поверхностного монтажа, привело к необходимости в более эффективных и надежных методах пайки.Компоненты для поверхностного монтажа прикрепляются к подложке с помощью машин для захвата и установки и удерживаются на месте эпоксидной смолой или паяльной пастой для последующей обработки, которая может включать в себя любое из следующего:

  • Инфракрасный (ИК) припой : Этот метод был кратко описан выше и имеет то преимущество, что имеет точные температурные профили. Это позволяет хорошо контролировать многие параметры узла схемы, включая улетучивание растворителей, активацию флюсов, время оплавления и смачивания припоя, а также равномерное и постепенное охлаждение.
  • Инфракрасная теплопередача: Этот метод основан на прямом излучении, и для различных типов и конфигурации платы необходимо установить различные конкретные профили. Как правило, ИК-профили проводят несколько минут при температурах ниже 100 ° C для улетучивания растворителей, повышают температуру до чуть ниже точки плавления припоя, а затем быстро повышаются до 30 ° C, чтобы добиться смачивания припоя и образования чистых галтелей.
  • Оплавление в паровой фазе: Этот метод основан на быстрой и термически эффективной передаче тепла от горячих паров к гибридной сборке.Преимущество этой системы состоит в том, что полное погружение контура в горячий пар обеспечивает более равномерную теплопередачу для оплавления припоя. Однако могут возникнуть проблемы из-за внезапной дегазации компонентов пасты и термического шока компонентов.
  • Волна припоя: Этот метод отличается от описанного выше тем, что пайка выполняется прямым контактом гибридной сборки с расплавленным припоем. Схема проходит через запрограммированные циклы флюса, предварительного нагрева, пайки и охлаждения.Полное погружение во флюс и расплавленный припой достигается путем их прокачки через приспособление для создания постоянно движущегося гребня или «волны» достаточной высоты, чтобы полностью покрыть цепь при ее перемещении. Контролируемые циклы нагрева и охлаждения необходимы для минимизации термических напряжений внутри компонентов и соединений.

Задача любой системы пайки одинакова: добиться чистых и гладких паяных соединений без перемычек или открытых участков и без физических дефектов.Не все эти параметры зависят от процесса пайки, поскольку определенные дефекты могут быть связаны с неисправностями компонентов или схем или с выбором материалов. Степень прочности связи компонентов с платой также зависит от качества вывода микросхемы, ее собственной внутренней прочности, паяемости и устойчивости к выщелачиванию припоя, а также от выбора припоя.

# 2 Эпоксидное соединение

Непроводящие термореактивные эпоксидные смолы используются для прикрепления корпуса конденсатора к подложке при подготовке к вторичному электрическому соединению либо пайкой (оплавлением припоя или волной припоя), либо проволочным соединением (ультразвуковое или термокомпрессионное соединение).Электромеханическое соединение, аналогичное пайке чипов, может быть достигнуто с помощью токопроводящих эпоксидных смол, которые содержат металлические порошки серебра, меди или алюминия. Эпоксидные смолы требуют низкотемпературного отверждения в диапазоне от 25 ° C до 150 ° C.

Склеивание проводов # 3

Способы соединения проволокой включают приварку очень тонкой золотой или алюминиевой проволоки к компонентам для обеспечения электрического соединения; физическое крепление корпуса конденсатора к подложке должно производиться другими способами, например, эпоксидным соединением.Связывание проволоки с металлизацией чипа или площадкой подложки достигается за счет тепла и давления, прикладываемых к наконечнику проволоки малого диаметра. Локализованное тепло к соединению подводится от внешнего источника, как при соединении термическим сжатием или ультразвуковом соединении. В обоих случаях тепло и давление приводят к интерметаллическому смешиванию проволоки и материала основы, что приводит к соединению.

Тепловые свойства чип-конденсаторов

Методы крепления чипа неизменно включают термоциклирование компонента.Характеристики расширения кристалла и подложки, а также механические свойства связующей среды приводят к остаточным напряжениям, которые влияют на надежность прикрепленного кристалла.

Чип-конденсаторы

могут выдерживать относительно высокие температуры благодаря обработке, которая обычно включает обжиг диэлектрического тела от 1100 ° C до 1200 ° C с последующим повторным обжигом торцевой металлизации при температуре примерно 850 ° C. Таким образом, чипы можно подвергать циклической обработке до температуры 850 ° C без вредного воздействия на устройства, при условии, что процесс не подвергает продукт внезапным или неравномерным температурным изменениям, которые могут вызвать отказ от теплового удара.Конденсаторы с никелевыми барьерными выводами, которые имеют слой припоя поверх никеля (или выводы, покрытые припоем), ограничены температурой оплавления припоя.

Температурный цикл вызывает изменение среднего межатомного расстояния между атомами в кристаллической решетке из-за изменений тепловой энергии. Характерное изменение размеров материалов при изменении температуры является функцией температуры, и если изменения размеров, вызванные циклическим изменением температуры, не являются однородными, возникающие в результате дифференциальные деформации вызывают напряжения внутри материала.Эти напряжения значительны в керамических материалах, которые, в отличие от металлов, не обладают пластичностью для снятия напряжения. Нагрев материала вызывает положительное расширение, что приводит к напряжению сжатия. И наоборот, охлаждение приводит к появлению растягивающих усилий, когда материал пытается сжаться. Поскольку керамика обычно слабее при растягивающей нагрузке, из этого следует, что тип изменения температуры, то есть нагрев или охлаждение, а также скорость, однородность и степень изменения имеют решающее значение. Поэтому термоциклирование чип-конденсаторов требует следующих общих мер предосторожности:

  • Скорость нагрева должна быть равномерной и контролируемой, чтобы исключить возникновение дифференциальной деформации в стружке, как это происходит в печи оплавления.Другим методам пайки, таким как ручная пайка или пайка волной, должен предшествовать цикл предварительного нагрева, чтобы постепенно довести компоненты до температуры текучести припоя. Хотя нагрев обычно вызывает более мягкие сжимающие напряжения в керамическом корпусе, следует отметить, что более теплопроводная металлизация концов чипа нагревается предпочтительно, т. Е. Концы чипа расширяются быстрее, чем основной корпус чипа, что приводит к растягивающим напряжениям между корпус и металлизированные торцы.
  • Чип-конденсаторы
  • еще более уязвимы к выходу из строя во время цикла охлаждения, поскольку отрицательные температурные градиенты вызывают в первую очередь растягивающее напряжение.Поэтому охлаждение должно быть постепенным и равномерным, без локального принудительного охлаждения или контакта чипа с каким-либо эффективным радиатором.

Эффект от геометрии конденсатора очевиден; температурные градиенты и результирующие напряжения прямо пропорциональны массе стружки; следовательно, более крупные устройства более восприимчивы к тепловому удару, чем устройства меньшего размера. Кроме того, вклад предпочтительной теплопроводности концевых заделок в нежелательные напряжения увеличивается с увеличением или уменьшением стружки, поскольку для поддержания температурных градиентов доступна большая масса.

Без механических ограничений термически индуцированные напряжения снимаются, когда конденсатор достигает установившегося состояния при любой заданной температуре. Однако конденсаторы, прикрепленные к подложкам, будут сохранять некоторое напряжение, в первую очередь из-за несоответствия расширения компонента и подложки. На остаточное напряжение стружки также влияет пластичность и, следовательно, способность связующей среды снимать напряжение. К сожалению, тепловое расширение конденсаторов микросхемы значительно отличается от теплового расширения материалов подложки.

Чипы, прикрепленные к оксиду алюминия, поэтому будут сохранять растягивающее напряжение, так как коэффициент расширения диэлектрического материала превышает коэффициент расширения подложки. При охлаждении конденсатор микросхемы будет пытаться сжаться больше, чем подложка, но этому препятствует материал подложки и припой или эпоксидная связка. Чипы, прикрепленные к печатной плате, будут сохранять сжимающее напряжение, поскольку материал подложки пытается сжиматься больше, чем чип. В любом случае в связующую среду включается напряжение сдвига; поэтому надежность соединения в значительной степени зависит от несущей способности связующего материала.

Выбор припоя

Припои являются наиболее распространенными связующими сплавами, используемыми для крепления конденсаторов. «Низкотемпературные» припои (с температурой текучести ниже 250 ° C) обычно представляют собой сплавы олово-свинец с добавками серебра или без них. «Высокотемпературные» припои (с температурой текучести от 260 ° C до 370 ° C) основаны на высоком содержании свинца, легированного серебром и / или оловом, или на основе золота, легированного германием или оловом.

Припои

выбираются на основе температурных ограничений схемы, твердости или пластичности сплава, а также сопоставимости припоя с оконечной частью кристалла и составом проводника подложки.Общие типы припоев, точки текучести и твердость приведены в таблице 1.

Таблица 1. Обычные связующие сплавы

Важны следующие соображения:

# 1 Выщелачивание припоя

При температуре текучести припоя оловянно-свинцовые сплавы поглощают серебро (или золото) на выводе кристалла и / или контактной площадке подложки. Этот эффект сводится к минимуму за счет использования припоев, содержащих некоторое количество серебра, и ограничения времени выдержки при температуре оплавления до минимума, необходимого для получения хорошего смачивания и хорошо закругленного галтеля.Также необходимо избегать скачков температуры выше точки текучести припоя, поскольку скорость выщелачивания быстро увеличивается с температурой. Эффект выщелачивания является кумулятивным; многократное оплавление припоя во время обработки схемы усугубит проблему.

Сплавы и геометрия оконечной нагрузки конденсатора предназначены для уменьшения эффекта выщелачивания припоев. Конечные материалы превратились из чистого серебра в сплавы серебро-палладий, обычно 80Ag-20Pd, поскольку палладий препятствует выщелачиванию серебра.Выщелачивание, если оно происходит, преобладает на углах и краях заделки стружки, где сплав для заделки самый тонкий. Этот эффект сводится к минимуму производителем микросхемы путем скругления углов и краев микросхемы с помощью процесса переворачивания перед нанесением заделки для получения более равномерной толщины покрытия.

Пайка оплавлением в паровой фазе и пайка двойной волной, применяемые в технологии поверхностного монтажа, предъявляют требования к компонентам по выщелачиванию припоя, которые исключают использование контактов из серебра и палладия.Наилучшая стойкость к нагреву припоя достигается за счет использования выводов барьерного типа, которые имеют слой никеля, нанесенный поверх серебряного вывода, с припоем или защитным покрытием из олова для улучшения паяемости и предотвращения окисления слоя основного металла. Конденсаторы с такими выводами выдержат расплавленный припой при 260 ° C без заметного эффекта выщелачивания в течение нескольких минут по сравнению с менее чем двадцатью секундами для лучших сплавов Pd-Ag (поскольку никель относительно нерастворим в Sn, Pb или Ag и поэтому действует как барьер. до выщелачивания припоя).

# 2 Твердость припоя

Как описано ранее, несоответствие теплового расширения конденсатора микросхемы и материала подложки приводит к остаточному напряжению сдвига в месте соединения. Теоретические расчеты показывают, что это напряжение может превышать 7000 фунтов на квадратный дюйм, чего достаточно, чтобы привести к разрыву чипа (если последний находится под напряжением) или разрыву соединения (если чип находится в состоянии сжатия). К счастью, это состояние облегчается способностью связующего сплава деформироваться и поглощать большую часть напряжения.Пластичность припоев обратно пропорциональна твердости материала; следовательно, желательно использование более мягких припоев (с более низкой твердостью по Бринеллю).

Наиболее распространенным припоем, используемым в гибридных схемах, является Sn62 (62Sn, 36Pb, 2Ag). Выбор других припоев часто обусловлен необходимостью обеспечения более высокого температурного допуска цепи, т. Е. Обязательным является использование сплавов с более высокими температурами текучести.

Терминалы для микросхем

Концевые заделки конденсатора состоят из металлической фритты (стекла), которая сплавлена ​​с корпусом конденсатора для обеспечения электрического соединения между внутренними электродами конденсатора и контактными площадками.Концевые заделки можно разделить на две основные категории: 1) более старые толстопленочные серебряные или серебряно-палладиевые (80Ag-20Pd) металлизации и 2) более популярные заделки барьерного типа, используемые для компонентов поверхностного монтажа.

Концы из серебра и палладия обладают достаточной устойчивостью к выщелачиванию припоя и меньшей склонностью к потускнению, чем концы из чистого серебра. Серебро находит применение в основном в устройствах, предназначенных для осевого или радиального вывода, или в специальных элементах, таких как высоковольтные конденсаторы, которые требуют использования более пластичного металлического серебра, чтобы снизить опасность теплового удара для этих элементов при использовании свинца.

Концы с серебряными подшипниками могут потускнеть. Обычно упакованные в бумагу, препятствующую потускнению, конденсаторы хранятся бесконечно долго и правильно припаиваются с соответствующими флюсами. Сильно потускневшие элементы могут быть восстановлены до чистого металла путем повторного обжига продукта до температуры примерно от 700 ° C до 800 ° C. Обратите внимание, что продукт, поставляемый в рулонном формате, не может быть эффективно защищен бумагой, замедляющей потускнение, поскольку единицы хранятся навалом; следовательно, рекомендуется планирование инвентаризации или использование перегородки.

Концевые заделки с барьерным слоем основаны на технологии гальваники, обеспечивающей от 100 до 150 микродюймов толщины никеля на заделке из обожженного серебра. Поскольку никель легко окисляется, второй слой олова / припоя или олова толщиной от 200 до 250 микродюймов покрывают никель, чтобы защитить его и обеспечить легко поддающуюся пайке поверхность с хорошим сроком хранения.

Электролитический процесс, возможно, является предпочтительным методом осаждения никеля. Ток используется для осаждения никеля из сульфамата никеля и хлорида никеля в растворе борной кислоты на серебряную клемму конденсатора.Этот вывод отличается от обычных материалов тем, что фритта, которая связывает вывод с конденсатором, должна быть химически стойкой к растворам для покрытия и, таким образом, не содержать висмута. (Такие фритты не способствуют пайке; следовательно, блоки с этим выводом не подлежат пайке, если должным образом не покрыты никелем и припоем.) Сразу после процесса никеля блоки должны пройти процесс пайки до начала любого окисления слоя основного металла. Установки гальванизируют с использованием концентратов олова и свинца в растворе деионизированной воды.

Неэлектролитический метод осаждения никеля, основанный на химическом восстановлении растворов никеля, бора и каталитических активаторов, также может обеспечить непрерывный никелевый барьерный слой, но он не так подходит для покрытия оловянным свинцом. Альтернативное нанесение слоя припоя методами пайки волной припоя создает трудности с допуском на размеры, что нежелательно для компонентов, которые нужно склеивать и наматывать для использования в технологии поверхностного монтажа

Неоспоримое преимущество никелевой заглушки очевидно из ее названия; он служит не только в качестве защиты от выщелачивания припоя из-за относительно нерастворимости никеля в припоях, но также создает барьер для образования интерметаллических соединений в паяном соединении, которые могут отрицательно повлиять на долговременную надежность соединения. .На небарьерные окончания может влиять зависящее от времени явление диффузии атомов Ag, Pd и Sn, которое ускоряется при термоциклировании и может в конечном итоге привести к трещинам под напряжением, отделяющим компонент от сборки. Было показано, что конденсаторы с никелевыми барьерными контактами останавливают процесс диффузии и образование интерметаллических соединений, тем самым поддерживая целостность связи. Несмотря на то, что характерной чертой любого осаждения никеля является сохранение условий сокращения или растяжения, промышленность разработала методы покрытия материала с контролируемой металлографической структурой и пластичностью для получения физических и механических свойств, подходящих для всех диэлектрических типов многослойных конденсаторов.

Ионная миграция

Концевые заделки микросхем и связующие сплавы содержат металлы (особенно серебро и олово), которые могут гидролизоваться в присутствии влаги. Под действием электрического поля гидроксид может диссоциировать с образованием катионов металлов, которые имеют общий положительный заряд и могут мигрировать к катоду. Это явление возникает как при переменном напряжении, так и при смещении постоянного тока, и его степень прямо пропорциональна градиенту напряжения. Через некоторое время между выводами микросхемы образуется перемычка из серебра или олова, снижая сопротивление изоляции и, в конечном итоге, вызывая короткое замыкание.Избежать этой проблемы можно с помощью очень дорогих золотых выводов и проводников-подложек или путем удаления влаги из цепи, что исключает образование подвижных катионов. Последнее достигается за счет герметизации цепей или использования водонепроницаемых герметиков, таких как эпоксидные смолы.

Надеюсь, часть 13 дала вам лучшее понимание правил пайки и заделки микросхем и того, как эти передовые методы могут повлиять на ваше конкретное приложение.В части 14 мы познакомимся с полезными формулами и расчетами для конденсаторов. Также ознакомьтесь с нашими конденсаторами Knowles Precision Devices, чтобы ознакомиться с полным ассортиментом нашей продукции.


Чтобы узнать больше о конденсаторах, загрузите нашу электронную книгу «Руководство по выбору правильного конденсатора для вашего конкретного применения».

Ручная пайка для поверхностного монтажа | Уэйн и Лэйн

Это обзорная страница компонентов, предназначенных для поверхностного монтажа вручную. Это часть нашей пайки для поверхностного монтажа может быть проще, чем вы думаете! серии.

При ручной пайке используются утюг, припой, припой и иногда флюс для прикрепления компонентов поверхностного монтажа к печатной плате.

Инструменты

Паяльник с регулируемой температурой

Утюг без температурного контроля за 10 долларов — не лучший вариант для изучения пайки SMT. Вам не нужен дорогой утюг, но вам нужно уметь контролировать температуру.

Один из утюгов, который нам нравится здесь, в Wayne and Layne, — это Weller WCL100. Ручка идет от 0 до 5, вместо прямого контроля температуры, но мы сделали много хороших стыков с этим маленьким парнем.Это относительно недорого, около 50 долларов. Он поставляется с наконечником ST3, который может быть шире, чем вы привыкли, но на самом деле относительно полезен для пайки. Многим людям может быть удобнее использовать ST7 или ST8.

Припой

Для ручной пайки поверхностного монтажа мы предпочитаем использовать свинцовый припой 60/40 0,015 ″. При необходимости можно использовать бессвинцовый припой, а для некоторых методов может пригодиться более толстый припой.

Фитиль припой

Одна вещь, которую мы считаем важной для ручной пайки SMT, — это фитиль припоя.Это также известно как оплетка для распайки. Он сделан из тонкой медной проволоки в плоской оплетке, иногда с флюсом. Помогает удалить припой.

Пинцет

Пинцет с острым концом необходим для перемещения и удержания компонентов поверхностного монтажа. Нам нравятся те, у которых изогнутый кончик. Вы можете получить достойные примерно за 6 долларов в нашем магазине.

Некоторые люди используют инструменты для вакуумного захвата, чтобы подбирать и размещать компоненты. Мы этого не делаем.

Флюс

Мы не всегда используем флюс при ручной пайке плат SMT, но некоторые люди этим доверяют.Флюс обычно используется при ручной пайке SMT, потому что более тонкий припой обычно имеет меньше флюса, а паяные соединения SMT часто нагреваются более одного раза, поэтому небольшой флюс, который был там с самого начала, был израсходован.

Лупа и свет

Вам понадобится много света при пайке SMT, и вам может потребоваться некоторое увеличение во время работы. Есть хорошие козырьки с 2,5-кратным увеличением, как у OptiVisors, а также лампы со встроенными лупами.

Когда вы закончите работу, вам может понадобиться что-нибудь вроде 10-кратной лупы, чтобы проверить свою работу.Есть даже 10-кратные лупы со встроенным освещением!

Методы

Удаление припоя с помощью фитиля для припоя

Чтобы использовать его, наложите тесьму на стык и положите утюг поверх тесьмы. Тепло (и флюс) втягивает припой в оплетку. Используйте конец тесьмы, и, если он не работает, сначала отрежьте небольшой кусок тесьмы от катушки и используйте его. В зависимости от обстоятельств тепло может перемещаться по оплетке вместо того, чтобы нагревать область стыка.Если оплетка старая, флюс может не подойти. Вы можете добавить флюс, чтобы усилить заряд косы.

Пайка резисторов и конденсаторов

Такие вещи, как резисторы и конденсаторы, часто имеют форму маленьких прямоугольников, где два противоположных конца являются контактами. Чтобы припаять их вручную, добавьте немного припоя на одну площадку на плате. С помощью пинцета удерживайте компонент на плате так, чтобы один конец находился над припоем. Прикоснитесь утюгом к штырю на площадке с припоем.Компонент должен плотно прилегать к плате, а оба конца должны совпадать с контактными площадками. Добавьте немного припоя к другому концу, создав «галтель» между контактной площадкой и компонентом. В идеале на конце не должно быть огромного шарика припоя. Если есть, используйте фитиль для припоя, чтобы удалить лишний припой.

Пайка SOIC и прочего с торчащими ножками

Распространенным более крупным чипом для поверхностного монтажа является SOIC. Это расшифровывается как «мелкоконтрастная интегральная схема».«Добавьте немного припоя на одну площадку на плате. Воспользуйтесь пинцетом, чтобы совместить микросхему с контактными площадками на доске. Слегка надавите пинцетом, вдавив микросхему на плату, в припой, а затем коснитесь утюгом штифта на контактной площадке с припоем. Микросхема должна плотно прилегать к плате, а все штыри должны быть на одной линии с контактными площадками. Вы можете повторно нагреть пэд несколько раз, чтобы чип полностью прижался вниз, а пэды выровнялись. Припаяйте другой штифт с другой стороны, чтобы закрепить (или «зафиксировать») микросхему на месте.

Припаяйте остальные контакты. Когда закончите, осмотрите доску. Исправьте любые перемычки припоя. Небольшие перемычки можно легко исправить, просто нагревая соответствующие контакты и «вытягивая» припой, а более крупные перемычки можно легко закрепить с помощью фитиля для припоя.

В качестве альтернативы, если вы не хотите паять каждый вывод по одному, после того, как вы закрепили чип на месте, добавьте много припоя на контакты и контактные площадки. Затем используйте фитиль для припоя, чтобы очистить его.

Паяльная пайка

Пайка волочением — это еще один метод быстрой пайки многополюсных корпусов.Идея состоит в том, чтобы закрепить микросхему, нанести флюс на выводы, а затем провести шариком припоя по контактам. Припой пойдет туда, куда нужно.

Мы нашли короткое видео, показывающее основы техники.

В Интернете доступны другие видео и учебные пособия. Если вы найдете тот, который вам действительно нравится, напишите об этом на форуме или свяжитесь с нами, и мы постараемся выделить его здесь.

Пайка многослойных керамических конденсаторов


Вам необходима контролируемая тепловая среда, чтобы избежать растрескивания керамики при обеих операциях пайки.Для закрепления детали используйте оплавление с контролируемой линейной температурой.

Затем вы можете использовать термовоздушную паяльную станцию ​​для установки перемычки.

Добавление перемычки к земле и высверливание соединенной с ней дорожки может быть более безопасным процессом с меньшими шансами создать температурный градиент внутри MLCC, который может его сломать.

Майк Грин
Проектирование
Lockheed Martin Space Systems

Майк Грин является сопредседателем Комитета по терминам и определениям МПК.Он занимается дизайном и производством плат уже 33 года.


Ответ заключается не столько в том, какой конец припаять первым, а в устранении теплового удара.

Термический шок — это быстрое изменение температуры узла или компонента. Чип-конденсаторы могут быть относительно прочными в зависимости от того, какую температуру (максимальную) они могут выдерживать. Проблема в том, что когда чип быстро нагревается от комнатной температуры, он имеет тенденцию треснуть.

Обратитесь к производителю компонента, чтобы определить скорость линейного изменения, которую может выдержать компонент.Тогда я предлагаю использовать какой-нибудь дополнительный отопитель. Либо подогреватель под платой, либо другой контролируемый источник тепла, чтобы медленно довести компонент и окружающую конструкцию до температуры оплавления не быстрее, чем пределы рампы для компонента. Как только компонент нагреется, вы сможете припаять любой конец компонента без повреждений.

Крис Роберсон
Менеджер по сборочным технологиям
IPC

Крис Роберсон имеет опыт работы в качестве оператора станков, техника и инженера-технолога для компаний, включая Motorola и US Robotics.Крис сертифицирован как мастер-инструктор по стандартам IPC-7711/7721, IPC A-610 и IPC J-STD 001.


Было бы лучше, если бы вы могли припаять оба конца крышки одновременно, используя паяльную станцию ​​оплавлением горячим воздухом. Если это невозможно, я бы сначала припаял контактный конец печатной платы, во-вторых, поскольку контактный контакт вряд ли будет двигаться, когда вы паяете конец провода.

Чтобы убедиться, что вы не нагружаете ограничение, убедитесь, что вы выполнили пару тестовых запусков для измерения вашего процесса с помощью хорошего температурного профилировщика (регистратора), чтобы доказать, что вы не подвергали ограничение скорости изменения температуры или пикового значения за пределами спецификации на деталь.

Пол Остен
Старший инженер проекта
Electronic Controls Design Inc

Пол более 39 лет работал в компании Electronic Controls Design Inc. (ECD) в Милуоки, штат Орегон, в качестве старшего инженера проекта. Он видел и работал с электронной производственной промышленностью со многих точек зрения, в том числе: техник, инженер, производитель и заказчик. Его внимание было сосредоточено на разработке и применении измерительных инструментов, используемых для улучшения производственных тепловых процессов, а также решений для хранения чувствительных к влаге компонентов.


Степень чувствительности керамического колпачка зависит от нескольких факторов, в том числе от размера корпуса и типа диэлектрика. Если вы придерживаетесь консервативного подхода, вы можете посмотреть, что было сделано в процессе пайки волной припоя, чтобы получить некоторые рекомендации.

Эмпирическое правило гласит, что мы предварительно нагреваем со скоростью менее 2 ° C / сек до температуры примерно 110 ° C от температуры волны. «Шок» 110 ° C считается приемлемым для всех, кроме самых больших размеров тела (больше 1812 г.) .Если мы разработаем процесс вокруг этого, мы предусмотрели бы предварительный нагрев всей сборки, а затем пайку перемычки с использованием контролируемого нагрева. Процесс может выглядеть примерно так:

  • Установите и проложите перемычку; при необходимости прикрепите перемычку к плате.
  • Припаяйте перемычку к незанятому участку. Конец, который нужно припаять в месте расположения конденсатора, кладут на существующее соединение, но не припаивают.
  • Предварительно нагрейте сборку в коробчатой ​​печи до 110 C или максимально допустимой температуры в качестве «температуры хранения» для установленных компонентов, в зависимости от того, какая из них ниже.
  • Снимите сборку и немедленно припаяйте перемычку с помощью утюга, установленного на консервативная, контролируемая температура.Минимальная полезная температура утюга будет определяться характеристиками теплопередачи платы и перемычки.
  • При пайке перемычки между утюгом и перемычкой должен образоваться «тепловой мост»; утюг не должен касаться корпуса конденсатора.
Вышеупомянутый процесс минимизирует тепловой удар компонента. Я предполагаю, что термическое профилирование будет полезно для понимания фактического теплового удара, наблюдаемого компонентом.

Альтернативой описанному выше процессу является пайка горячим воздухом (после предварительного нагрева).В результате этого процесса к конденсатору будет передаваться немного больше тепла, но с несколько меньшей скоростью.

Фриц Байл
Инженер-технолог
Астронавтика

Карьера Фрица в производстве электроники включала различные инженерные должности, включая изготовление печатных плат, толстопленочную печать и огонь, SMT и технологию волновой / селективной пайки, а также разработку материалов для электроники и маркетинг.Фриц получил образование в области машиностроения с акцентом на материаловедение. Методы планирования экспериментов (DoE) были областью независимых исследований. Фриц опубликовал более дюжины статей на различных отраслевых конференциях.


В идеале, припаивайте обе стороны одновременно, равномерно нагревая весь компонент, чтобы избежать ненужного термического напряжения. Один из вариантов — нанести паяльную пасту на оба конца и нагреть ее горячим воздухом или более крупным и более низкотемпературным наконечником паяльника.

Если вы должны паять одну сторону за раз, печатную плату можно использовать в качестве средства передачи тепла для соединения контактных площадок, чтобы замедлить передачу тепла и минимизировать удары. Соединение проводов с компонентами вызовет больший удар, если компонент не будет предварительно нагрет каким-либо образом равномерно.

Джон Вивари
Руководитель разработки приложений
Nordson EFD

Г-н Вивари имеет более чем 15-летний опыт проектирования и сборки электроники.Его опыт в области дозирования жидкости и паяльной пасты помогает другим определять наиболее рентабельный метод сборки продуктов.


Предварительный нагрев сборки является обязательным (в пределах обрабатываемой зоны это нормально … всю сборку не нужно предварительно нагревать, если система предварительного нагрева не может соответствовать размеру сборки). Также было бы выгодно использовать систему бесконтактной пайки, такую ​​как карандаш горячего воздуха, а не обычный утюг.

Что касается «какой конец сначала?» — в зависимости от размера конденсатора оба конца могут расплавиться при подаче тепла на любой из концов, поэтому я бы рекомендовал припаять конец проводом последним, чтобы он не оплавился и, возможно, вышел из соединения.Я бы припаял провод к земле в последнюю очередь — используя радиатор на проводе, если он достаточно короткий, чтобы передать тепло паяльному соединению на конденсаторе.

Гарри МакГуайр
Старший инженер
НАСА / Центр космических полетов им. Маршалла

Гарри Макгуайр — инженер-технолог и председатель комитетов IPC J-STD-001 и IPC / WHMA A-620 по космическому дополнению.

Комментарий читателя

Это может быть подход пуриста, так что я не буду сердиться, если вы не согласны.Мой опыт заключается в том, чтобы избегать прикосновения или даже худшего пайки к SMCC любого размера после того, как он прошел оплавление или пайку волной. Если есть проблема, инвестируйте в исправление межсоединения схемы PWB.

Таким образом вы предотвратите необнаруживаемые скрытые дефекты, вызванные «неправильным обращением» с SMCC во время доработки, чтобы они проявились после доставки продукта. Для меня это относится к категории: платите мне немного сейчас, чтобы исправить проблему с дизайном, или платите мне много времени позже.

Юрген Фламм, Northrop Grumman, США

Комментарий читателя

Метод, который я использую, состоит в том, чтобы придать перемычке форму, необходимую для соединения между крышкой и землей.Затем я залудил конец перемычки, который будет припаян к крышке. Затем эта перемычка будет установлена ​​на печатную плату. Я бы нанес флюс на соединение колпачок / перемычка и паяльную пасту на переход земля / перемычка.

Затем я осторожно нагреваю печатную плату до температуры чуть ниже температуры оплавления припоя. Затем я использую 2 карандаша с горячим воздухом, чтобы одновременно оплавить стыки на обоих концах перемычки. Поверхностное натяжение припоя будет удерживать провод во время оплавления.

Алан Кристмас, Ультра Электроника

Как удалить конденсаторы с печатной платы

Типичная печатная плата или печатная плата имеет большое количество активных и пассивных электронных компонентов, которые соединены между собой тонкими медными дорожками.Активные компоненты — это те компоненты, которые используют энергию для работы, например, электронные микросхемы. С другой стороны, пассивные компоненты не требуют внешнего питания. Распространенными примерами пассивных компонентов являются резисторы и конденсаторы. Если конденсатор на плате выходит из строя, его можно заменить с помощью специальных инструментов.

Инструкции
Демонтаж конденсатора поверхностного монтажа (SMD)

1 Включите паяльник и установите температуру 370 градусов Цельсия.

2 Поместите печатную плату на плоскую и сухую поверхность стороной с компонентами ВВЕРХ.Найдите конденсатор, который нужно распаять.

3 Удерживая пинцетом конденсатор за середину, осторожно коснитесь одного из его припаянных концов кончиком паяльника. Держите наконечник там две-три секунды, а затем быстро переместите его на другую сторону конденсатора и оставьте там в течение двух-трех секунд. Продолжайте этот процесс, пока конденсатор не освободится, после чего вытащите его с помощью пинцета.

4 Поместите медную оплетку поверх одной из площадок, с которой вы сняли конденсатор, и аккуратно надавите на нее кончиком паяльника.Держите наконечник там, пока весь припой не поглотит медная оплетка. Повторите этот шаг для другого пэда.

5 Очистите подушечки тампоном со спиртом.

Распайка стандартного конденсатора
6 Включите паяльник и установите его температуру 370 градусов Цельсия.

7 Поместите печатную плату на плоскую и сухую поверхность стороной с компонентами ВНИЗ и найдите контакты конденсатора, которые необходимо удалить.

8 Поместите медную оплетку в место соединения одного из выводов конденсатора и соответствующей контактной площадки и аккуратно надавите на нее кончиком паяльника.Держите наконечник там, пока весь припой не поглотит медная оплетка. Повторите этот процесс для второго вывода конденсатора.

9 Переверните печатную плату компонентной стороной ВВЕРХ и осторожно приподнимите конденсатор с помощью пинцета. Не применяйте чрезмерную силу. Если конденсатор не выходит легко, прикоснитесь к его контактам паяльником, вытаскивая его с помощью пинцета.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *