Изготовление печатных плат. Паяльная паста. Трафареты для поверхностного монтажа.
 
 
Оборудование для производства
печатных плат
 
Оборудование для монтажа
печатных плат
 
 

Изготовление печатных плат

 

Рекомендации по проектированию печатных плат

Общеизвестно, что при выполнении любого проекта цена ошибки тем выше, чем раньше она допущена. В данной статье даны рекомендации, которые могут быть использованы при проектировании печатных плат с использованием SMD-компонентов еще на этапе разработки («разводки») платы.

Статья поможет избежать ошибок, существенно усложняющих или даже делающих невозможным изготовление и монтаж платы с использованием современного оборудования, что влечет за собой удорожание и увеличение длительности производства проекта.

Статья построена по принципу вопросов \ ответов, то есть дана попытка ответить на наиболее часто возникающие у заказчиков вопросы. В статье используются рекомендации стандарта IPC-SM-782 Surface Mount Design and Land Patterns ( Руководство по проектированию плат и контактных площадок для поверхностного монтажа  ).

Какое должно быть оптимальное расстояние между элементами на печатной плате?

Разумеется, с точки зрения людей осуществляющих монтаж вашей печатной платы, не существует максимального рекомендуемого расстояния между компонентами на печатной плате — чем больше, тем лучше. Однако некоторые проекты требуют как можно более плотного размещения компонентов на печатной плате, поэтому часто приходится находить какой-то компромис. Пример минимальных рекомендуемых расстояний представлен на Рис. 1.

Минимальное расстояние между элементами на печатной плате

Рис. 1. Примеры минимальных рекомендуемых расстояний между компонентами на печатной плате

  Кроме того, не следует размещать компоненты слишком близко к краю печатной платы — расстояние между компонентом и краем платы должно быть не менее 1,25 мм (50 mil).

Как следует размещать компоненты на печатной плате для монтажа ?

При использовании технологий пайки волной или пайки оплавлением в конвекционных печах SMD компоненты должны быть по возможности сориентированы в одном направлении. Для плат, у которых одна из сторон должна паяться волной припоя, предпочтительная ориентация компонентов показана на Рис. 2.

Расположение элементов на печатной плате

Рис. 2. Ориентация компонентов при использовании технологии пайки волной для компонентов поверхностного монтажа

Предпочтительное расположение компонентов поверхностного монтажа:

— все пассивные компоненты должны быть расположены параллельно друг другу

— все SOIC-компоненты должны размещаться перпендикулярно длинной оси пассивных компонентов

— длинная ось SOIC должна быть параллельна направлению движения платы при пайке волной припоя

Хорошим стилем будет считаться, если компоненты одного типа будут размещены в одном направлении и по возможности сгруппированы вместе (см. Рис. 3).

Пример расположения (ориентации) компонентов на печатной плате

Рис. 3. Пример расположения (ориентации) компонентов на печатной плате 

В какой сетке следует размещать компоненты на плате ?

Для проектов, использующих традиционные компоненты выводного монтажа, рекомендуется сетка 2,54 мм (100 mil), для более плотного размещения, при использовании поверхностного монтажа, сетку размещения можно уменьшить до 1,27 мм (50 mil) или даже до 0,63 мм (25 mil). Применение более мелкой сетки часто бывает неоправдано.

Какой монтаж печатных плат лучше: двусторонний или односторонний ?

Следует различать двусторонний монтаж компонентов на печатную плату и односторонний. Разработчики должны стараться разместить все компоненты на одной стороне ( "основной" стороне ) печатной платы. В противном случае это повлечет за собой удорожание монтажа печатных плат.

Что такое «Реперные знаки» (Fiducial Marks) и для чего они используется?

Данные знаки используются  как автономная система координат, имеющаяся в наличии на каждой печатной плате и необходимая для оборудования на всех этапах производства печатных плат и последующего монтажа. Они позволяют оборудованию скорректировать погрешности измерения текущих координат, накапливающиеся в процессе их монтажа. 

Существует два вида знаков: общие и локальные.

- Общие реперные знаки используются для всей печатной платы или в случае, если несколько печатных плат объединены в панель. 

-  Локальные реперные знаки используются для привязки конкретного компонента ( обычно с большим количеством выводов и маленьким шагом между ними ).

  Для корректного вычисления координат сдвигов по осям X.Y и поворота рисунка печатной требуется минимум два реперных знака на одной печатной плате, обычно расположенных в диагонально противоположных углах, на максимально возможном друг от друга расстоянии.

Для корректного вычисления координат сдвигов некоторых конкретных компонентов также требуются по два локальных знака, расположенные обычно по диагонали периметра области, занимаемой компонентом. В случае нехватки свободного места можно использовать один локальный знак, предпочтительно в центре занимаемой компонентом области. 

Рекомендуемый размер реперного знака — 1,5 мм (60 mil), как для общих, так и для локальных. Иногда используют общие реперные знаки большего размера, чем локальные, но это не всегда является удачным вариантом, так как не все оборудование по производству и монтажу печатных плат способно быстро перестраиваться на различные виды реперных знаков на одной и той же печатной плате. Различные виды реперных знаков изображены на Рис. 4.

Виды реперных знаков

Рис. 4. Виды реперных знаков

Минимальный рекомендуемый размер реперного знака — 1,0 мм (40 mil), максимальный — 3,0 мм (120 mil). Между знаком и остальными  частями печатной платы должен быть зазор (см. Рис. 5).

Зазор между реперным знаком и остальными элементами печатной платы

Рис. 5. Зазор между реперным знаком и остальными элементами печатной платы

 Знак должен быть изображен в слое металлизации печатной платы, раскрыт от паяльной маски и покрыт сверху никелем, золотом или оловом. Между реперными знаками и краем печатной платы должно быть расстояние не менее чем 5,0 мм (200 mil), плюс минимальный требуемый зазор 2R ( R - радиус свободной области вокруг реперного знака ). Хорошим стилем считается размещение реперных знаков на панели печатных плат или отдельной печатной плате в трех точках, как показано на Рис.6.

Размещение реперных знаков панели печатных плат

Рис. 6. Размещение реперных знаков панели печатных плат

- Размещайте все реперные знаки и технологические отверстия в привязке к узлам соответствующей сетки

- Размещайте реперные знаки на обеих сторонах платы.

- Стандартные диаметры технологических отверстий - 2,4мм, 2,8мм, 3,2мм.

- Общий реперный знак нужно располагать минимум в 5 мм от края платы.

Координаты точки привязки — (0,0), два остальных знака расположены по осям X и Y. Общие реперные знаки должны располагаться на всех слоях, содержащих компоненты как для поверхностного, так и для выводного монтажа печатных плат.

Как правильно подводить проводники к контактным площадкам, для того чтобы получить впоследствии хорошее качество пайки печатных плат?

Широкие проводники, подходящие к контактным площадкам, могут помешать  хорошему пропаиванию элементов, так как тепло будет «уходить» с площадки по широкому проводнику - в результате пайка получится «холодной». Поэтому часто используются узкие проводники, соединяющие непосредственно контактную площадку и широкий проводник, как показано на Рис. 7.

Соединение контактной площадки и широкого проводника на печатной плате

Рис. 7. Соединение контактной площадки и широкого проводника на печатной плате

Ширина подводящего «узкого» проводника может варьироваться в пределах от 0,25 до 0,125 мм (зависит от технологических возможностей производителя печатных плат).

2.   Проводить дорожки между соседними площадками рекомендуется, как показано на Рис. 8 (при условии отсутствия жестких требований к длине проводника).

Проведение проводников между соседними площадками на печатной плате

Рис. 8. Проведение проводников между соседними площадками на печатной плате

3. Вокруг  контактной  площадки со всех сторон наносят паяльную маску, которая препятствует перемещению расплавленного припоя вдоль проводника. Этот способ может успешно применяться,  когда игнорируются лервые из двух вышеперечисленных.

Каким должно быть взаимное расположение переходных отверстий и контактных площадок для обеспечения хорошего качества пайки элементов на печатной плате?

Чрезмерно близкое размещение контактных площадок и переходных отверстий препятствует уходу тепла и припоя с контактной площадки, и как следствие — «холодная» пайка. В этом случае справедливы те же рекомендации, что и для широких проводников. На Рис. 9 представлено рекомендуемое расположение переходных отверстий и контактных площадок на печатной плате.

Рекомендуемое расположение переходных отверстий и контактных площадок на печатной плате

Рис. 9. Рекомендуемое расположение переходных отверстий и контактных площадок на печатной плате

Что такое панелирование печатных плат и для чего оно применяется?

Монтаж элементов можно производить как на отдельной печатной плате, так и одновременно на нескольких платах, объединенных в панель. Печатные платы или панели  с ними, для которых выполняется автоматический монтаж, имеют некоторые особенности:

- обычно на краях панели ( или одиночной печатной платы) оставляют с двух сторон свободную от компонентов полоску шириной от 3,8 (150 mil) до 10 (400 mil) мм. Конкретная ширина полоски зависит от требований конкретного производителя (рекомендуется 10 мм).

- для точной фиксации печатной платы при монтаже и пайке требуется 4 (минимум 2) отверстия, расположенных по углам панели ( одиночной печатной платы ). Эти отверстия (обычно диаметром 3,2 мм) можно также располагать в свободных областях печатной платы.

Примерное построение панели показано на Рис. 10.

Вид законченной печатной платы для автоматизированного поверхностного монтажа

Рис. 10. Вид законченной печатной платы для автоматизированного поверхностного монтажа

Каким образом разделить печатные платы, объединенные в панель?

Несколько небольших печатных плат, объединенных в одну панель, после завершения монтажа требуют разделения. Существует два основных метода разделения и их различные модификации (см. Рис. 11 и 12):

1) Фрезерование с последующим выламыванием плат из панели.

Метод фрезерования с последующим выламыванием плат из панели

Рис. 11. Метод фрезерования с последующим выламыванием плат из панели

 2) Скрайбирование ( при этом линии скрайбирования должны быть прямыми и проходить от одного края панели к другому через всю панель )

Разделение плат, объединенных в одну панель, методом скрайбирования ( фрезерование на 1/3 глубины )

Рис. 12. Разделение плат, объединенных в одну панель, методом скрайбирования ( фрезерование на 1/3 глубины )

Окончательный выбор между этими способами зависит от технологических возможностей вашего производителя печатных плат.

 

Журнал "Компоненты и технологии"

№45 от 5 мая 2002 года


Оглавление >>>
25 декабря 2014
-- Поздравляем с Новым годом и Рождеством! -

Работа подразделения лазерной резки трафаретов в новогодние праздники:

В 2014-2015 году отгрузка заказов будет производиться до 30/12/2014 включительно. В течение всех праздничных дней заказы можно присылать как на электронную почту, так и через сервис заказов круглосуточно. Почта нами будет проверяться. Заказы будут обработаны и, по мере накопления, будут изготовлены и отправлены сразу же в первые послепраздничные дни (начиная с 12/01/2015).

12 декабря 2013
-- Работа подразделения лазерной резки трафаретов в новогодние праздники --

В 2013 году отгрузка заказов будет производится до 30/12/2013 включительно. В течение всех праздничных дней заказы можно присылать как на электронную почту, так и через сервис заказов круглосуточно. По мере накопления они будут изготовлены и отправлены в первые послепраздничные дни (09-10/01/2014).

24 марта 2013
Новая толщина стали - 0,180мм

Для заказа стала доступна новая толщина стали - 0,180мм. Рекомендуется для клеевых трафаретов и различных деталей.

07 ноября 2012
Новая толщина стали - 0.250mm

Для заказа стала доступна новая толщина стали - 0,250мм. Рекомендуется для клеевых трафаретов и различных деталей.
Также на склад поступили ранее закончившиеся толщины 0,08мм, 0,1мм, 0,2мм, 0,3мм. В настоящий момент все толщины есть в наличии.

01 ноября 2011
PRONTO5. Срочное изготовление единичных деталей фрезерованием

Сообщаем о начале работы нашего нового подразделения PRONTO5 (www.pronto5.ru).

Подразделение занимается срочным изготовлением единичных партий деталей. Изготовлением производится фрезерованием из металлов и пластиков.

PRONTO5 оснащено мощным 5-координатным вертикальным фрезерным обрабатывающим центром и высокоточной портальной координатно-измерительной машиной.

Подробнее о наших возможностях можно узнать на нашем сайте www.pronto5.ru

10 ноября 2010
Впервые в России! Производство многоуровневых трафаретов (Step Stencils)

Подразделение "Лазер-Трафарет" фирмы "Таберу" первой в России освоила выпуск многоуровневых трафаретов с переменной толщиной материала!

"Лазер-Трафарет" производит многоуровневые трафареты как с уменьшением (Step-Down Stencil), так и с увеличением толщины материала (Step-Up Stencil). В настоящее время отработана технология производства двух, трёх и четырёхуровневых трафаретов.

Многоуровневый трафарет дает уникальную возможность наносить за один проход ракеля разное количество пасты через одинаковые по размерам апертуры. Это собенно ценно при сборке узлов, в которых применяются компоненты с различными количественными требованиями по нанесению пасты.

Преимущества многоуровневых трафаретов:
  • Заказчик может обеспечить большее количество пасты для определенных областей трафарета, используя трафарет, выполненный по принципу step-up (утолщение определенных областей трафарета)
  • Заказчик может уменьшить количество пасты для определенных областей трафарета, используя трафарет, выполненный по принципу step-down (утоньшение определенных областей трафарета)
  • В случае если печатная плата имеет утолщение поверхности, мешающее плотному прилеганию трафарета, в трафарете со стороны, прилегающей к плате, можно сделать полости, компенсирующие выступы на печатной плате.

    Все трафареты на предприятии производятся на немецком оборудовании LPKF в соответствии с рекомендациями IPC.

    Отдельно предлагается полная электрополировка трафарета, облегчающая прохождение паяльной пасты через апертуры.

    27 сентября 2010
    -- Новая опция на производстве трафаретов -- Усиление перфорационного края трафарета

    Усиление края трафарета выполняется с помощью наварки контактной сваркой дополнительных полос из материала 0,2мм, в районе расположения апертур перфорации.
    - Позволяет снизить вероятность прорыва перфорации для трафаретов из тонких материалов (от 0,1мм и менее).
    - Увеличивает жесткость трафарета на скручивание
    - Делает трафарет более безопасным в использовании, из-за притупления острого края

    12 августа 2010
    Снимаем ограничения на прием заказов!

    Мы рады сообщить, что несмотря на аномальные погодные условия мы снимаем ограничения на изготовление печатных плат со сроками 1, 2 и 3 недели. Временно платы будут изготавливаться без электротестирования, но со 100% автоматическим оптическим контролем.

    10 августа 2010
    Новая толщина материала для заказа трафаретов

    В нашем ассортименте материалов появилась новая толщина - 0,120мм.

    Кроме того, в наличии имеются толщины 0,08мм и 0,100мм, временно отсутствовавшие на производстве.

    10 августа 2010
    Новая толщина материала для заказа трафаретов

    В нашем ассортименте материалов появилась новая толщина - 0,120мм.

    Кроме того, в наличии имеются толщины 0,08мм и 0,100мм, временно отсутствовавшие на производстве.

    02 июня 2009
    -- НОВИНКА! Ультразвуковая очистка трафаретов активным раствором --

    Мы рады предложить новую услугу при заказе трафаретов для монтажа.

    При заказе электрополировки бесплатно выполняется ультразвуковая
    очистка трафарета в специальном активном растворе, устраняющим мельчайшие
    дефекты лазерной резки.
    Благодаря воздействию мощного ультразвука раствор проникает
    во все отверстия трафарета и очищает их от остатков мелких частиц металла и
    окалины, возникающих при лазерной резке.
    Специальный активный раствор воздействует на саму сталь трафарета, заставляя
    сглаживаться все мелкие неровности на поверхности трафарета и, что самое важное,
    на внутренних стенках апертур.
    Используемая процедура очистки отличается от обычной ультразвуковой промывки
    трафарета моющими растворителями, применяемыми при мойке трафаретов, поскольку
    используется активный раствор, воздействующий на саму сталь трафарета.
    Данная операция выполняется всего один раз, при финишной электрополировке
    трафарета.

    Использование ультразвуковой очистки, совместно с электрополировкой трафарета
    позволяет:
    - Улучшить пропускную способность трафарета для паяльной пасты.
    Отпечатки пасты получаются более четкими. Как следствие, сокращается время
    трафаретной печати и увеличивается время эксплуатации трафарета между циклами
    отмывки.

    - Улучшить качество поверхности трафарета и ее защитных свойств против
    воздействия растворителей, применяемых для отмывки трафаретов. Из-за
    гладкой поверхности трафарет легче и быстрее моется

    - Уменьшить вероятность образования перемычек пасты при поднятии трафарета

    - Снять легкий нагар от лазерной резки с поверхности трафарета и внутренних
    стенок апертур

    Выполнение финишной ультразвуковой очистки, совместно с электрополировкой
    рекомендуется для трафаретов с применением апертур для мелкошаговых
    (0,5мм и менее) микросхем и компонентов БГА.


    09 февраля 2009
    Специальное предложение на паяльную пасту SMT623602-38

    ВНИМАНИЕ!
    Цена на паяльную пасту SMT623602-38 СНИЖЕНА НА 20% !
    Поторопитесь, количество пасты по спецпредложению ограничено.

    Подробную информацию по паяльным пастам можно получить в торговом отделе:
    Телефон\факс: +7(495)995-3408
    e-mail: trade@smtservice.ru

    09 февраля 2009
    Технологические новинки лазерной резки трафаретов 2009

    С 2009 года мы включили несколько технологических новинок, входящих в базовую стоимость трафарета для поверхностного монтажа:
    - Подготовка заказа нашим инженером, в соответствии с требованиями Заказчика
    - НОВИНКА: Лазерная резка в среде кислорода, что повышает качество реза лазера и чистоту апертур
    - НОВИНКА: Проверка трафарета на специализированной системе Автоматической Оптической Инспекции трафаретов с приложением отчета проверки к заказу (для заказов свыше 1000 апертур)
    - НОВИНКА: Контрастная маркировка с полной информацией о заказе (название файла, номер заказа, толщина материала, сторона печатной платы, дата изготовления) выполняемая со стороны трафарета, обращенной к оператору при работе
    - Герметичная упаковка с жесткой подложкой и ручкой для переноски, пригодная для последующего хранения трафарета
    - Материал трафарета

    Опции при заказе трафарета:
    - НОВИНКА: Финишная электрополировка трафарета
    - НОВИНКА: Сквозные реперные знаки с заполнением черным красящим веществом (Cut Through, Filled with Contrasting Epoxy по IPC-7525)


    29 декабря 2008
    Поступление материала толщиной 0,3мм

    На склад поступил материал толщиной 0,3мм. В настоящий момент все заявленные толщины материала доступны для выполнения заказов.

    30 октября 2008
    Новые сроки поставки печатных плат

    с 1 ноября 2008 года мы добавляем два новых срока изготовления печатных плат: 1 неделя и 2 недели.
    Для плат, заказываемых с этими сроками изготовления мы предлагаем:
  • работу без предоплаты для постоянных клиентов;
  • финансовую ответственность за соблюдение сроков;
  • бесплатную доставку по Москве для заказов от 100 дм²;
  • подарок от нашей фирмы.
    Подробности…


  • Архив новостей


    Производство (изготовление) печатных плат. Монтаж печатных плат.
           Версия для печати
     
    ООО «ТАБЕРУ»
    Контрактное производство
    электроники
    Тел./факс: (495) 739-41-56
    E-mail: info@smtservice.ru
    О фирме | Изготовление печатных плат