Esemdecka - SMD soucastky.... jsou uz skoro vsude...
klasicke diskretni provedeni se zacina vyskytovat skoro az ojedinele.
Proc?... protoze je to levne, male, rychle a prakticke pro montaz, mensi
desky plosnych spoju a spousta dalsich hlavne ekonomickych duvodu.



 Tento serial si klade za cil bezneho ceskeho radioamatera a kutila
seznamit a naucit pracovat s touto technologii.

Neskryvam ani umysl, nektera prasata ktera si mysli ze pajet umi, presvedcit
o opaku. To co nekdy vidim jako praci profesionala, me zpusobuje zaludecni
nevolnost... ;)

Bezolovnatym pajenim se zatim nebudeme zabyvat, ale je mozne ze na toto tema
vznikne nejaky prispevek.

Zatim se planuji 3 dily vcetne instruktazniho videa, ktere by melo i uplne
kopyta navykle na trafopajku seznamit se zachazenim s touto nezbytosti.
Budoucnost totiz jiz patri jen povrchove montazi. Klasicke soucastky
samozrejme nemohou vymizet z mnoha duvodu, ale proc se nenaucit neco noveho?
Vzdyt je to tak jednoduche!




 Tak hura, jdeme na to....

Co budu potrebovat k
tomu abych mohl zacit kvalitne pracovat?

Moc toho neni, a 3/4 vercajku skutecny servisman, nebo zkuseny radioamater
jiz v laborce ma. Samozrejme ze se da pracovat s horsim i lepsim vybavenim,
ale tohle je z me praxe takove rozumne minimum. Je na kazdem, jak si dilnu
zaridi. Bez vybaveni to jde, ale radost to rozhodne neni.

Naradi:   (zleva)

1. precisni pinzeta pro manipulaci i s pouzdry 0603 apd.

2. zubni 'modelovaci' nastroj. Pro upravu nanesene chemie apd.

3. sklapel s vymenyma cepelkama.

4. pinzeta velika, pro manipulaci s vetsima (DIL atd) soucastkama.

5. stetecek c.2 (hodi se i c.10) pro cisteni vseho druhu.

6. ostry hrot pro 'proskrabnuti' nebo upravy plosek atp...


7. stranove 'osazovaci' stipacky pro precisni zastrihavani vyvodu.

8. zapojovacky pro jemnou mechaniku

9. lekarsky pean, tam kde chybi treti tlapka...

Nejake podrobneji navody snad k naradi netreba...;)...tohle
bohate staci k manipulaci i s hodne mrnavyma SMD...

Pak budeme potrebovati
jeste chemii. Krome klasicke cinove pajky a kalafuny, je dobre mit i par
novinek (pro ty co neznaji). Ortodoxni trafopajkari mozna namitnou ze jde o
vyhazovani penez, ale musim je zklamat. Tak jako jde nedostatecne naradi
dohnat sikovnosti, tak bez patricne chemie bude vysledek proste zalostny.
Tohle se ocurat neda.

Zakladni
nezbytna chemie:   (zleva)

1. injekce s Isopropyl-alkoholem, tenka jehla.

2. injekce s pajecim gelem, tlusta jehla

3. injekce s cinovou pastou, velmi tlusta jehla

4. flux-fixa. pajeci kapalina ve fixu.


5. molitanova cistici tycka, pro cisteni plosek na blbym miste.

6. Isopropyl-Alkohol. Odnaucte se pouzivat klasicky lih.

7. bunicne tampony pro cisteni plosek a nastroju

8. tabletka acyplpyrinu pro pajeni smaltovanych vodicu

9. klasicka kalafuna

10. odsavaci lanko, vel.2mm


11. pajka (cin), 0.5mm (Sn,Pb,Cu)

12. nadobka se stlacenym vzduchem (neni na obrazku)

Vezmu to postupne. Tady si to nejake vysvetleni zaslouzi.



Isopropyl alcohol ( C₃H₈O ) je lehci, tekavejsi a lepe rozpousti antioxidacni pajeci
hmoty. Lepe cisti, rychle vysycha, a nenechava po sobe 'mapy' jako technicky
nebo lekarsky lih. Na cisteni optiky by se lih nemel pouzivat vubec.




Pajeci gel. Neni levny, ale je to proste koncert s nim pracovat. Od
jiste doby jiz klasickou kalafunu nepouzivam vubec. Krasne se davkuje,
nezanechava po sobe 'nablito', lehce se umyva, je neagresivni. pri rozumnem
pouzivani neni nutny ani oplach po pajeni.



Flux-fixa. Obsahuje ve forme fixu pajeci
kapalinu pro bezoplachove pajeni. Vhodne do apliakci, kde je zadouci
eliminovat zhave pary odparovane klasickymi gely a pryskyrecemi. Da se bez
ni zit. Pouzivam ji ve vyjmecnych pripadech. Take rada vysycha, je dobre ji
peclive zavirat.



Cinova pasta. Tu skoro vubec nepouzivam. Expiracni doba je totiz
ukrutne kratka. Pasta je vlastne pajeci gel a cinovy prasek smichany
dohromady. Pokud pasta dlouho lezi nebo se nepodari ji spotrebovat, tak
zacne tuhnout vinnou vysychajiciho gelu, a pokud navic jeste nekde nehybne
lezi tak si zacne tezsi cinovy prasek sedat 'ke dnu' jako sediment, a pasta
se stane skoro nepouzitelnou. Pro prilezitostne pajeni je cinova pasta velmi
nevhodna. Naucit se s ni neni slozite. Domnivam se ale, ze krome pajeni BGA
obvodu neni snad ani duvod aby si ji neprofesional porizoval.




Kalafuna. tu snad nemusim predstavovat, antioxidacni pryskyricna
latka podporujici pajeni. Vhodna pro mene narocne aplikace.




Acylpyrin. Kazdy uz zazil zkrabani smaltove
isolace z dratu od trafa nebo vf civek atp... hrozne.. tfuj... Kdyz je
dratek tenoucky nebo kratky, tak ho vetsinou lze i ulomit nebo nariznout pri
oskrabavani. Pokud ale bude dratek ocinovan v tabletce vrouci kyseliny
acetylsaliciove (ucinna latka v acylpyrinu, ktera taje cca pri 150st.C), tak
se smalt rozpusti a nic se skrabat nemusi.



Odsavaci lanko. To je velmi mocny pomocnik.
Pajene plosky nebo otvory lze zbavit cinove pajky velmi rychle a
profesionale tak, ze se na ne prilozi lanko napustene chemikalii (odhaduji
ze to je opet nejaky antioxidant) a na nej hrot mikropajky. Lanko do sebe
nasakne jako houba veskery cin a ploska zustane uplne rovna a cista.




Cinova pajka. Tu moc predstavovat nemusim.
Velmi doporucuji pouzivat pouze kvalitni soucasne hmoty ktere obsahuji med a
pajeci antioxidanty. Prumery pajek jsou z praxe nejlepsi 0.8 a 0.5mm, a jsou
normalne dostupne.



Bunicne nebo vatove tamponky. Navlhcene
isopropylem pro cisteni vetsich ploch nebo soucastek atd... pozor! na
cisteni zaznamovych a prehravacich hlav ve videu pouzivejte POUZE kridovy
papir namoceny v isopropanolu.



Stlaceny vzduch ve spreji. Podle meho nazoru
nezbytnost, ale da se bez ni zit. Po cisteni je treba vyfoukat zbytky
isopropylu z pod soucastek nebo mechaniky, a to se usty dela dost blbe...
Stlacenym plynem ve spreji je to hotove na par sekund a bez rizika, ze se do
desky naprska... Pri cisteni zaprasenych nebo jinak zahumusenych desek je to
hlavne hygienicke a ucinne.

Tak to je k chemii asi tak vsechno. Nenapada me co vice bych
k tomu dodal....

Tak
a ted k tezsimu vybaveni...

Jake pajeci stanice si poridit? .....

Je jich takove mnozstvi za ruzne ceny...

Co je pro mne vhodne, a jak nenaletet???

Odpoved je prosta. Profesional necht si pripavi 50.000 a vice,
radioamaterovi bude stacit uz 1/10 ceny profesionalni.

Vyplati se vybirat a premyslet nad planovanym typem cinnosti. Opet se budu
zabyvat svou praxi, jakozto radioamatera a poloprofesionala- lepe receno
narocnejsiho kutila, ktery si troufa i na hodne narocne kousky.

Obrazek
nahore je lehka demonstrace toho co by pokrocili amatersky servisman a kutil
mel rozhodne mit. Klasicka teliskova mikropajka s plynulou regulaci teploty,
odsavacka s vyhrivanym hrotem a samozrejme horkovzdusna pajeci stanice
-hotair, jak se ji prezdiva. Horkovzdusek je cela rada a provedeni. Princip
funkce je jednoduchy. V rukojeti je topne telisko ktere ohriva souvisly tlak
vzduchu foukany pumpou ze stanice smerem ven. Tlak vzduchu se da regulovat stejne jako teplota. Funguje to jako fen na vlasy, s tim ze teplota je
nastavitelna od cca 200-500st C. Stanice vpravo je skutecne ta uplne
nejobycejnejsi, ale da se s ni delat velmi vysoka magie. Vopicarny v podobe
displeju a podobnych hovadin, ktere prodrazuji koupi i nekolikanasobne
prumerny radioamater nevyuzije. Servismani a poloprofici kteri pracuji denne
na sundavani a nandavani BGA nebo jinych slozitych obvodu, mozna oceni
moznosti okamziteho nastaveni teplot a tlaku podle tabulek (profily pajeni),
ale ja to nikdy nepotreboval.


Stejne jako se vyrabi ruzne trysky pro ruzna pouzdra, ktera foukaji zhavy
vzduch pouze na vyvody obvodu/soucastek, jsem z praxe nikdy moc nepouzil
krome tri provedeni - kulate v prumerech 2/5/10mm a TQFP pro hranate
prisery... Mnohdy ale postaci skutecne pouze obycejna kulata 1cm tryska...
;)

Mikropajku
predstavovat nemusim. Dela se jich cela rada. Ta vlevo je cenove velmi
prijatelna, mala, a presto kvalitni keramicka teliskova stanicka. Doporucuji
ale koupit tenky 1mm pajeci hrot a nahradni 'sponginu'. Nez ji ale poridite,
upozornuji ze stanic je cela rada a je dobre kupovat stanici podle zamyslene
cinnosti. Hroty pajecek totiz byvaji uzemnene, nebo galvanicky oddelene,
spinani proudu do topneho teliska je provedeno ruzne. Teliskovou pajkou s
hrotem uzemnenym, je nedobre pajet v zarizeni pod napetim, stejne jako pajet
na sousastkach extremne citlivych na statiku zarizenim ktere nema spinani v
nule atd...

Bezny servisman ale s vyse uvedenou stanici bohate vystaci.

Odsavaci
a profukovaci stanice s vyhrivanym hrotem.


Tohle uz je dost nadstadartni zalezitost, konkretne zarizeni japonske firmy
Denon.

Odsava nebo profukuje opravdu brutalnim vykonem. Tlak, smer i teplota
vzduchu je nastavitela, a pokud se vymeni hrot tak dokaze foukat stejne jako
hotair stanice. Neposkytuje takovy komfort, a neni pro to primarne urcena,
ale funguje to. S touto vykonou pistoli sundate zapajene tluste draty,
mnoho-pinove konektory  v prokovenych deskach aj. Kdo zazil vyndavani i
obycejneho CAN9 konektoru v obostranne prokovene desce, vi o cem je rec. S
timto zarizenim to je hotove za par sekund. Skutecne vynikajici zalezitost,
do ktere se vyplati investovat.

Timto je prvni dil
'Pajeci skolky' u konce.

Druha cast ORIGINAL id2.cz je o osazovani a sundavani beznych SMD
soucastek.

Radius (c)2005

Druha cast mini-skolky zabyvajici se praci se soucastkami v
pouzdrech pro povrchovou montaz je tu.

V prvnim dile jsme byly seznameni cim to budeme
provadet, ted se dozvime jak to budeme provadet.

Nikomu nechci vnucovat sve osvedcene postupy, jako neco dogmatickeho. Je
temer jiste, ze pripadny ctenar zna jinou ucinnejsi ci praktictejsi finesu
ci postup. Pokud se bude nekdo chtit o sve prakticke zkusenosti podelit,
velmi rad jeho cenne knowhow zde zverejnim.

Soucastky

V bezne praxi se lze setkat jiz skoro se vsemi pouzdry i v pomerne levne
spotrebni elektronice.

Historicky zacala SMT technologie ve vyrobe hybridnich obvodu, kde byly
miniaturni R/C/L a polovodice naneseny na vetsinou keramicke desticce, a ta
sama o sobe byla zapajena klasickym zpusobem do plosneho spoje.

Dnesni technologie ale jsou jiz daleko dal, a tridy presnosti vyrobenych
desek plosnych spoju (dale jen DPS) jsou takove, ze i sub-miniaturni soucastky
velikosti do 1mm mohou byt pajeny samostatne na DPS.

Materialy ze kterych jsou vyrobeny dovoluji, aby byly zahrivany i mnoho
desitek sekund teplotou pres 400st C, aniz by je to poskodilo. Jsou ale i
soucastky, ktere se zahrat nesmi, a pro jejich pajeni existuji presne
pokyny. Strojove osazovani a pajeni se deje na zaklade naprogramovani
pajecich masin algoritmy, ktere berou v uvahu pajeci profily jednotlivych
komponent.




Bezny radioamater ale pokud se bude ridit selskym rozumem a nebude se chovat
s pajkou jako prase, nemuze nic znicit.



Pouzdra soucastek

U polovodicu se setkame nejcasteji s pouzdry oznacovanymi jako SO,
SOD, SOT, MSOP, PLCC, SOIC, SSOP, MQFP, TQFP... atd... a maji na sobe uveden
kod, nebo typ soucastky kterou ukryvaji.
Pismenne zkratky vyse uvedene oznacuji typ pouzdra, za kterym nasleduje
cislice ktera udava pocet pinu, resp jeho kategorii. Pasivni soucasky, pokud
nejsou v nejakem hromadnem provedeni jako odporove site atp, jsou vetsinou v
2-pinovych pouzdrech, a krome rezistoru nebo vetsich pouzder vetsinou nemaji
na sobe uvedeno nic podle ceho by se dala urcit jejich hodnota. Pomichani
proto  nekolika hodnot napriklad keramickych kapacit v jendom suplicku
vetsinou vede k jejich naslednemu presunu do /dev/null (vyhozeni do kose),
protoze nasledna identifikace je temer nemozna. Sice se da podle barevneho
provedeni nebo velikosti odhadnout co je co, ale jistotu nikdy bez zmereni
miti nelze. Rezistory a keramicke kondiky se bezne vyskytuji v pouzdrech
0603, 0805, 1206.... Delaji se samozrejme i vetsi a mensi, nebo ruzne siroke
varianty pro ruzne typy pajecich ploch, ale to neni ted dulezite. Napr.
rozmery pouzdra 0805 jsou 2x1.2x0.4mm... a to je pouzdro ktere je pomerne
velike... Znalec
promine ze to beru hopem... ;)

Zpusob pajeni


Montaz na desku je v podstate stejna jako u obycejnych soucastek. Soucastky
se v prumyslu lepi na desku a pak se na vlne pajeji, nebo se usazuji do
pajeci pasty a v peci se 'zapecou' tak dlouhou, az se pasta roztavi.
Technologii je samozrejme mnoho, ale tohle jsou takove ty hlavni.

Demontaz se prumyslove nedela. Na to uz jsou spec.pajeci horkovzdusne
stanice urcene pro servisni pracoviste, jak to bylo popsany v
prvnim dile.

My se budeme ale zabyvat skutecne 'kutilskym zpusobem' montaze a demontaze
SMT. Prumyslove metody jsem uvedl jen pro uplnost.

Tak ok, jdeme na to!

Cim zacit


Mame-li hotair stanici,
mikropajku a
pripadne odsavaci
soupravu, a patricnou chemii
s naradim -mame uplne vse co
budeme potrebovat.

Sezeneme si pro prvni pokusy nejakou nefunkcni nebo nepotrebnou desku
osazenou SMD.


Nejdrive budeme zkouset soucastky sundavat. Pozor na plosnaky kde jsou
soucastky lepene, a pajene vlnou. Ty pro uceni vhodne nejsou, protoze na
sundani je potreba vetsi teplota a trocha cviku.

Nastavime teplotu vzduchu na cca 350st C a tlak tak, aby jen lehce val.
Pokud totiz bude proud silny, tak odfoukne soucastku tam kde slunce nesviti,
a v tom horsim pripade odfoukne i soucastky v jejim okoli. Tlak musi byt tak
akorat, podle typu soucastky. Musime vzit v uvahu tepelnou vodivost na
desce. Pokud hodlame sundavat malickaty 0603 odpor, staci nam nepatrny tlak
s mensi teplotou. Pokud ale musime odpajet koncovy stupen nebo vykonovy
tranzistor v DPAKu, tak musime teplotu zvysit, nebo zvednout tlak, ale ne
moc, aby to neodfouklo soucastku kolem, nebo neupeklo DPS i s broukem...

Trysky zkousime ruzne, at si overime jak se kazda chova. Stejne dojdeme ke
zjisteni, ze potrebujeme vetsinou jen jednu univerzalni... (komu se je porad
taky chce menit ze jo? )

Na sundavani soucastek se zadna chemie nepouziva. Staci soucastku zahrat, a
prumerne do 2-5 sekund (velike a slozite obvody i klidne 10-20sek) ji
pinzetou vyndame. Velmi jednoduche.

Pokud je soucastka vetsi, nebo teplotne citliva a da se dobre chytit
pinzetou, drzime ji behem zahrivani pinzetou a mirnym tahem vzhuru za
soucasneho ohrivani cekame az se odlepi. Tim dobu pajeni velmi zkratime a
soucastku prilis netrapime.

Kdyz
si osvojime sundavani soucastek, musime se naucit plosky ocistit tak, aby se
na misto soucastka dala zase pripajet. K tomu se pouziva odsavaci lanko.
Mikropajkou pritlacime lanko na cistenou plochu a po zahrati se do lanka
vsakne veskery cin z cistenych ploch. Pro zvyseni ucinku muzeme na plosky
pred cistenim nadavkovat pajeci gel.

Plosky pote ocistime kouskem tamponku navlhceneho v isopropylu.

Pouzity (nasyceny) kousek lanka, ustrihneme stipackama a zahodime.

No a ted kdyz to mame ocistene tak se pokusime nejakou
soucastku pripajet zpatky.

Nadavkujeme na ocistene pajeci plosky kam prijde soucastka pajeci gel.

Gel je dobre mit v male injekcni strikacce, s ruzovou jehlou, kterou
zkratime na brusce aby nebyla dlouha a ostra.

Pak ocinujeme plosku po
plosce 0.5mm cinovou pajkou tak, aby se na plosce vytvorila malinka
souvisla kapicka (bochanek) cinu. Pajeci gel zaruci ze to bude kvalitni, a
vsude stejne mnozstvi.

Pak soucastku
opatrne usadime
na plosky tak, aby na cinovych kulickach (bochancich) presne sedela.
Ocinovani nesmi byt prilis male ani prilis velike.

Kdyz tam toho bude moc, soucastka muze padat, nebo se bude cin rozlejvat po
roztaveni i mezi plosky.


Kdyz toho bude zase malo, tak mnozstvi nebude stacit na spajeni plosky a
vyvodu soucastky.

Pokud se behem cinovani odparil vsechen pajeci gel, nadavkujeme tam pred
usazenim soucastek klidne jeste jednu porci.

Kdyz to mame osazene, tak soucastky pretavime horkym
vzduchem ze stanice. Doba aplikace je ruzna. Zalezi na velikosti soucatky,
pokud je jich vic tak i na velikosti plochy plosneho spoje.

Obecne na to neexituje zadne pravidlo, pokud se neridime presnym profilem
pajeni. Behem ofukovani sledujeme jak se cin tavi, a zajistujeme pohybem
trysky, aby se tavil vsude stejne, soucastku po soucastce. Roztavena cinova
pajka vlivem povrchoveho napeti si soucastky 'vezme' a usadi si je naprosto
presne jako kdyby to delal stroj. Pokud bude nektera soucastka neposlusna, a
zustane nakrivo, tak se ji da pomoci lehounkym stouchnutim pinzetou. Taveni
by nemelo na jednom miste trvat dele nez 10-20sekund. Pak se pri 350st C
zacne nicit DPS. Dojde k uhelnateni, odlepeni medenych plosek, ke zniceni
soucastek atp... Klidne si to vyzkousejte na nejake mrtve desce. Cim vic
variant prace si vyzkousite tim lepe. Je lepsi zmrsit nanecisto desku z
disku, nez pak odpalit plosnak i s kusem kvalitniho radia, kterymu treba
krome tranzistoru nic neschazelo....

No, a takle by to melo vypadat, pokud se vse zadari.

Pokud se pajeci gel pouziva s mirou a teplota a tlak na stanici jsou v oku,
nadavkovani cinu na plosky probehlo v mnozstvi tak akorat, tak vysledek bude
od tovarniho provedeni nerozeznatelny.

Preji vsem bastlirum pevnou ruku a hodne stesti v jejich
hobby.

Dnes je to uz vzacnost potkat osobu co umi pajet.


Doufam ze tento mini-serial prispel ke zvyseni zvladnuti prace s technologii
povrchove montaze.

 

Timto je u konce i
druhy dil 'Pajeci skolky'.

Cast treti je o osazovani a sundavani BGA
soucastek, ktere jsou hodne narocne.

Radius (c)2005