Quais ferramentas, equipamentos e técnicas você usa para soldar peças SMT de passo fino?

Possivelmente, muitas perguntas foram feitas sobre peças smd de solda, mas não encontrei respostas específicas, como:

1. Você usa lentes de relojoeiros ou algum outro tipo de lupa ao soldar esses componentes em miniatura? O que seria mais ideal para ver uma imagem maior?

2. Como você solda componentes onde as almofadas ficam embaixo da embalagem, eu não possuo um forno de refluxo e tentei ignorar essas embalagens, mas não posso mais fazer isso. Existem técnicas para soldar manualmente BGA, iLCC, CSP, entre outras.

3. Quais ferramentas você usa, além de pinças, ferro de solda, fio de solda e um local de trabalho claro / iluminado. Alguma "terceira mão" adequada que você encontrou que faz um monstro de diferença?

4. Existe uma espessura de ponta específica para o ferro de soldar, e o calibre do fio de solda?

5. Para a criação de protótipos, se nem sempre seria possível fabricar uma placa de circuito impresso, você solda esses componentes em uma placa de circuito impresso ou compra uma placa de interrupção?

Você pode adicionar mais a eles com base em sua experiência e sabedoria ...

Sua vez.

Antes de começar, há muitas perguntas em uma pergunta. Por favor, tente dividir um pouco mais da próxima vez.

Um: Você usa lentes de relojoeiros ou algum outro tipo de lupa ao soldar esses componentes em miniatura? O que seria mais ideal para ver uma imagem maior?

Esta questão discutiu a óptica em mais detalhes. Eu tenho uma lupa de 10x que eu uso para inspecionar juntas de solda quando não estou na estação de trabalho do microscópio na escola ou no trabalho, mas não há dúvida de que o microscópio estéreo é a melhor ferramenta. O estéreo oferece uma percepção de profundidade.
No que diz respeito à imagem maior, diminuir o zoom (os microscópios que eu usei variam de ~ 3x a 40x) oferece muito espaço para encontrar seu lugar, se você estiver preocupado com isso. Ampliar, no entanto, é quando um escopo brilha. Você queimará peças plásticas altas (como coberturas de conectores) por um tempo, mas eventualmente sentirá onde seu ferro está fora do campo de visão. Um bom microscópio fornece uma distância focal de 3 "(contraste com uma lupa barata, a minha provavelmente é de cerca de 1,5" para 1/4 da ampliação), para que você possa acenar com o ferro de soldar a meio caminho entre as duas até ver um marrom difuso nuvem se movendo pelo seu campo de visão. Mova o ferro de volta até ver a ponta e, em seguida, abaixe-o na base que está soldando. Uma lente de dioptria iluminada não fornece ampliação suficiente, na minha opinião, para justificar a indisposição de ter as lentes no caminho. O mesmo acontece com as lupas nas mãos amiga.

Segundo: Como você solda componentes onde as almofadas ficam embaixo da embalagem, eu não possuo um forno de refluxo e tentei ignorar essas embalagens, mas não posso mais fazer isso. Existem técnicas para soldar manualmente BGA, iLCC, CSP, entre outras.

Se possível, fique longe dos pacotes do tipo BGA para solda manual. Em uma pitada, os pacotes iLCC (e o QFN mais comum) podem ser feitos colocando pequenas cúpulas de solda na almofada (que devem se estender para fora dos limites do chip), fazendo fluir a parte inferior do componente e aquecendo a solda. Se tudo der certo, a solda derreterá, aquecerá o contato no chip e a tensão superficial unirá a junta. Para dispositivos com baixa contagem de pinos, isso funciona muito bem, incluindo osciladores de cristal. Se os contatos estenderem a lateral do chip, aqueça-os. Outra opção são pistolas de ar quente ou estações de solda a ar quente. A Steinel produz boas pistolas pneumáticas, e muitas estações de solda possuem acessórios de ar. Descobri que as pistolas pneumáticas são mais eficazes do que as estações de solda para aplicação / refluxo de chips, elas parecem aplicar o calor de maneira mais uniforme e sustentável. Preste atenção aos perfis de refluxo: você deseja começar a aquecê-lo lentamente, por um período de um minuto ou dois, e só então aplicar o calor real. O estresse térmico é uma preocupação real aqui. Observe que eu só usei esse método para retrabalho; Eu não tentei para execuções de montagem.

Três: Quais ferramentas você usa, além de pinças, ferro de solda, arame de solda e um local de trabalho iluminado / iluminado. Alguma "terceira mão" adequada que você encontrou que faz um monstro de diferença?

Pavio de solda. Milhas e milhas do material. Para a maioria dos trabalhos, mesmo os arremessos finos, o material normal de 0,11 "é bom, mas o material menor (0,05" ou 0,03 ") é útil. Na maioria dos tutoriais, você o aplica de maneira indiscriminada. Para o trabalho, você deve colocar paralelo à borda do chip, empurre a borda mais próxima do bloco com a ponta do seu ferro de solda e deslize-a sobre a PCB até que ela entre em contato com a borda do chip.Tenha cuidado para permitir que pequenos pedaços se quebrem e causem curtos .
Para ajudar as mãos, eu usei um Panavise 301 com a base de 312 bandeja . Ele mantém o trabalho de 10" fora da mesa, que permite firmar os cotovelos. No entanto, algumas pessoas gostam de colocar o trabalho sobre a mesa (em um bloco antiestático, é claro), para que você possa estabilizar o calcanhar da mão.
Por último, e provavelmente o mais importante, você desejará fluxo. As canetas de fluxo são baratas e fáceis de encontrar, mas eu tenho um pequeno frasco conta-gotas que eu mais gosto - você não precisa se preocupar em danificar nada se derramar o fluxo no PCB. Obviamente, isso exige a manutenção de um pouco de álcool isopropílico e borrões de algodão à mão para remover o resíduo intermitentemente. Ah, e você também vai querer um carretel de arame de calibre 30 para corrigir erros.

Quarto: Existe uma espessura de ponta específica para o ferro de soldar, e o calibre do fio de solda?

Isso depende completamente do que você está fazendo. Eu tenho um cone de 1/32 "que uso na maioria das coisas e uso solda padrão de 0,031" para conectores, furos passantes e trabalhos de fiação, e 0,01 "Kester 44 para um bom trabalho. Você só precisa experimentar.

Cinco: Para a criação de protótipos, se nem sempre seria possível fabricar um PCB, você solda esses componentes em uma placa de circuito impresso ou compra uma placa de interrupção?

Eu costumo beco sem erros minúsculos componentes: Superglue topo, anexar a protoboard (como Twin Industries 8200-45-LF), e depois executar fio de calibre 30 para cada uma das almofadas, como este , e se conectam a cabeçalhos ou o que quer que você precisa façam. (Nota: foto do trabalho de outra pessoa, não minha). Depois de verificar se tudo está no lugar certo, coloque uma gota de cola quente sobre a coisa toda para aliviar a tensão dos fios.

Eu uso:

• Microscópio estéreo (com uma lente adicional crescente de distância focal) e iluminador de microscópio de fibra óptica.
• Estação de solda a ar quente (porcaria chinesa barata, modificada significativamente).
• Ferro de solda de boa qualidade. (Eu tenho uma estação de solda OKI-Metcal RF Heated).

• Uma seringa de pasta de solda

• e mais importante pinças boas

Eu diria que as coisas mais importantes para o sucesso são um bom par de pinças e pasta de solda. Você não precisa de um estêncil de solda. Uma seringa simples com uma ponta de distribuição fina oferece um controle muito melhor sobre o volume de solda do que o uso da solda por arame. Eu posso até fugir sem usar o solder-wik na maioria das vezes.

Os pacotes BGA e outros tipos de pacotes com muitos terminais na parte inferior do dispositivo são praticamente o nosso alcance para uma montagem manual simples, pois a verificação do seu trabalho de solda requer uma estação de inspeção de raios-x. Além disso, o registro da máscara se torna progressivamente mais importante à medida que as peças ficam menores e a distribuição manual da pasta de solda não é mais eficaz. Pode ser possível gerenciar com um gabarito de stenciling de solda e um forno de refluxo, mas não tenho muita experiência lá, e a correção de um trabalho de solda mal feito provavelmente será muito difícil.

Eu uso um microscópio Veho USB (cerca de £ 40 no eBay) ou uma lupa x15.

Às vezes, uso um pequeno ponto de blu-tack para manter um componente no lugar. O fluxo é essencial, assim como o pavio de solda para a limpeza de erros.

Costumo gravar minhas próprias placas de fuga, elas são incrivelmente caras para comprar.

Se construir em qualquer quantidade, usamos uma máquina de escolher e colocar. Ou peça ao seu CM (fabricante do contrato) que use um. Existem até CMs que executam pequenas tiragens.

Ferramentas

Os Hakko 936 são baratos (no trabalho, era de aproximadamente US $ 85 de um fornecedor), mas tinham um ótimo desempenho. Eles não esquentam tão rápido quanto alguns dos ferros mais novos (onde a "ponta" inclui o elemento de aquecimento), mas facilmente em menos de um minuto. A ponta padrão que eles vêm com eu usei para soldar tudo até QFNs de 0,50 mm. Eles até fazem imitações se você estiver tentando economizar um dinheirinho.

E sim, pinças. Adquira alguns estilos diferentes e, se dobrarem muito, jogue-os fora.

Materiais

Para trabalhos com afinação moderadamente fina, 0,015 "é comum, mas possui 0,025 ou 0,031 para furo passante, para que você não esteja usando uma polegada de solda por conexão.

Descobri que usar fluxo pegajoso em vez de canetas de fluxo funciona muito bem. Eu recebi um tubo de 30 g de algum fluxo RMA brega não limpo da Kester (esqueci o número) do meu representante de graça (fora do prazo de validade) quando comprei um limpador de fluxo e ele provou ter um desempenho muito melhor, se for um pouco menos conveniente. Uma ponta fina de Luer-lock e eu posso colocar um ponto exatamente onde eu quero. Ele também pode segurar bem as peças finas e diminuir a vibração das mãos ao cutucar as peças.

O fio Kynar 30 AWG (enrolado) é ótimo quando essa conexão desliza de alguma forma através da DRC do seu pacote de layout ou você FUBAR a pinagem e precisa girar a peça e ter metade dela pendurada no ar

Técnicas

No que diz respeito às técnicas de algumas partes sem chumbo / de base, geralmente eu uso a abordagem de bug inoperante do reemrevnivek se não conseguir a mesma parte em um pacote com chumbo mais conveniente.

Se você deseja colocá-los em uma placa, as almofadas inferiores podem ocasionalmente ser soldadas à mão com uma via suficientemente grande sob a almofada, até mesmo os BGAs de passo grande (não os fizeram pessoalmente). Como alternativa, você pode conectar os componentes sem chumbo com pasta de solda e refluxo de placa quente antes de trabalhar manualmente os componentes com chumbo.

Eu resolvo o problema de terceira mão na colocação de SMT colocando uma quantidade mínima de solda em um bloco (seja para um TQFP-64 ou 2512) e depois prendendo a peça. Para os CIs, talvez seja necessário cutucá-lo apenas para alinhar adequadamente, depois abaixar um canto oposto e depois começar a trabalhar. Certifique-se de acertar os locais pregados novamente para obter uma articulação adequada.

Eu uso um desses microscópios de dissecação estéreo SM-20.

Para solda, eu uso um sistema Metcal. Eles são caros se comprados novos, mas muitas vezes uma unidade STSS antiga pode ser comprada barata no Ebay e usada nas peças de mão e cartuchos MX-500 posteriores. Acho que também pode ser usado com os acessórios MX-5000 mais recentes, mas ainda não os experimentei.

Você pode achar este tutorial interessante, por Jon Oxer, da Freetronics.

A ferramenta mais essencial para mim é uma lupa de cabeça: