У моїй роботі іноді бувають замовлення, де треба зібрати 10 і більше абсолютно однакових плат. Це не проблема, коли на платі мало елементів. Але коли їх стає більше десятка, точок пайки - за 50, а самих плат треба зібрати 20-30 за день, то мимоволі починаєш замислюватися про зміну роду діяльності. Я просто став дико втомлюватися від паяльника. Та й спина - не залізна. Збірку модулів управління для Олімпіади в Сочі я згадую з жахом (про це мені ще належить розповісти).
Ручна пайка комплекту з 50-ти однакових контролерів за 2 дні надовго відбиває бажання повторювати таке ж ще раз.
Ось і став я замислюватися про те, як же спростити і прискорити складання таких невеликих партій. Віддавати їх монтажникам невигідно через втрату часу. Комплектація замовлення, підбір всіх компонентів, написання тих-завдання і дорога туди-назад 2 рази займають стільки ж (а то і більше) часу, скільки я витрачу на збірку нещасних 10-20 плат самостійно. Давно вже задивлявся на пайку з паяльною пастою. Ось і дозасматрівался ...
НАНЕСЕННЯ паяльної пасти
Є два основних способи нанесення паяльної пасти - каплеструйний і трафаретний. У першому використовуються так звані диспенсери, по-другому - трафаретні принтери.
Нанесення паяльної пасти на ручному трафаретном принтері
У домашніх умовах диспенсери замінюються звичайним видавлюванням пасти зі шприца на плату, а трафаретні принтери - розмазування пасти через трафарет пластиковими картами та іншими підручними інструментами. Можна звичайно і руками тиснути зі шприца, але спробуйте повидавлівать пару сотень окремих крапельок і ви закинути цю справу далеко і надовго. Можна купити напівавтоматичний диспенсер, китайські товариші пропонують як мінімум пару десятків досить-прийнятних за ціною варіантів. Там все просто - натиснув на педаль і з голки видаючи строго-відведені кількість пасти.
Ручний диспенсер, один з небагатьох. На малюнку немає компресора.
Швидкість роботи різко зростає, що витрачаються зусилля - різко зменшуються. Але є одна незручність - для диспенсера потрібен стиснене повітря. А значить потрібно ще купувати і компресор. А для будинку компресор - це шумно і громіздко. Тому починаємо дивитися в бік трафаретного друку.
Трафаретне нанесення паяльної пасти
Це вже мій трафарет для Комфортних поворотников, панель з 4х плат.
А у мене якраз з Амазону прийшов маленький домашній плоттер А4 Silhouette Portrait. Замовляв його для різання наклейок, а тут такий збіг! Та ще й той товариш написав скрипт швидкої конвертації плати в трафарет для Eagle Cad. А я як раз все розробляю в цій програмі! Вже пощастило - так пощастило! =)
Мій плоттер формату A4, поруч для масштабу - кришка від об'єктива дзеркалки.
А тепер проста інструкція для Eagle Cad і плоттера Silhouette Cameo:
1. Завантажуємо ось цю штуку і кладемо її в папку ULP, де у вас встановлений Eagle
2. Відкриваємо свою плату в Eagle
3. Відкриваємо ULP (меню File, пункт Run ULP або натиснути кнопку ULP в Панелі інструментів, знайти cream-dxf.ulp і запустити його).
4. Знімаємо галку з пункту "Cut two times ...", інші залишаємо за замовчуванням.
5. Натискаємо Run і отримуємо в папці з вашим проектом два файли з розширенням DXF (файли filename-tcream.dxf і filename-bcream.dxf для верхньої і нижньої сторони плати)
Все, тепер у нас є два файли трафарету в форматі AutoCad для обох сторін плати. Якщо потрібна тільки одна сторона, другу сміливо відправляємо в кошик. Далі можна конвертувати в будь-який формат і різати на будь-якому плоттере, але для Silhouette Cameo / Portrait знадобиться така інструкція:
1. Заходимо в настройки програми Silhouette Studio (все це справедливо для програми версії 3.0)
2. В меню "Параметри імпорту" в розділі "При імпорті DXF" вибрати пункт "Як є». Тоді буде відкриватися в розмірі 1: 1, а не розтягуватися на всю сторінку.
3. У меню "Розширені" в розділі "Розмір пакета" вибрати "500 байт". Без цього при різанні складні трафарети на повільній швидкості можливі втрати зв'язку з плоттером і переривання різання трафарету.
4. Відкриваємо наш DXF файл
5. Переміщаємо його на потрібну частину листа
6. Якщо треба, то редагуємо його. Я, наприклад, видаляю деякі майданчики, на які мені не треба наносити паяльну пасту. Це можуть бути майданчики крайових роз'ємів, для тестових контактів, для подальшого припаювання проводів і роз'ємів. Паяльна паста набагато дорожче, ніж звичайний припій, яким надалі паяются різні вивідні елементи й проведення.
7. Файл filename-bcream.dxf буде відображатися в дзеркальному вигляді, тому можна його відбити дзеркально (Об'єкт-Відбити-Відбити горизонтально). Зазвичай це не потрібно, адже можна просто перевернути сам вирізаний трафарет.
8. У "Настройках різання" додаємо новий матеріал кнопкою "+" і встановлюємо такі налаштування:
- різак виставити на значення "1" (і фізично повернути його на цифру 1)
- швидкість "1см / сек" (мінімальна швидкість, це не дозволить ножа задирати плівку і зробить лінії різу максимально рівними)
- товщина "33"
Якщо пластик погано прорізається, то можна відзначити "Подвійну різання" і плоттер буде проходити кожен майданчик по два рази. Зазвичай цього достатньо для більшості пластиків.
9. Приклеїти лист пластику на керріер і відправити на різку
Далі все простіше. Робимо оправлення для вашої плати. Я не став винаходити щось оригінальне і просто скріпив кілька плат такої ж товщини малярським скотчем, акуратно і рівно поєднав трафарет з потрібною платою і приклеїв трафарет з одного боку до оправці. Тепер вставляємо плату і наносимо пасту, виймаємо готову, вставляємо нову ...
Ручний трафаретний принтер за 5 хвилин.
Далі на трафарет наноситься трохи паяльної пасти і скребком (у мене у свій час їм служила пластикова кредитна картка або візитка) розмазується по платі. Піднімаємо трафарет - паста нанесена!
Очччень навіть непоганий результат для самого першого разу!
До речі, пасту я використовую Kester R276. Так вийшло, що вона була першою, яку мені порадили і вона мене влаштувала за всіма параметрами (крім ціни) =) Поки періодично тестую різні інші пасти на предмет заміни Кестеру.
Паяльна паста в шприці 35г, склад зазначений прямо на ньому.
Для цього можна використовувати звичайний або вакуумний пінцет. І для того, і для іншого потрібна деяка вправність. Відмінність в тому, що при звичайній пайку не страшно, якщо рука здригнеться і деталь зміститься. Тут же ви можете змастити пасту і доведеться витрачати сили на відновлення майданчика. На третій по-рахунку платі у мене стало все виходити з першого разу. Але незручно брати детальки з стрічки пінцетом, а висипавши їх на стіл припадає потім деякі перевертати. Я звернув увагу на вакуумні пінцети. Спочатку зібрав свій з маленького повітряного насоса (як в акваріумних компресорах, тільки не видуває, а всмоктує повітря). Але колгосп протримався недовго і я плюнув на все і купив собі Актаком АТР-9382.
Вакуумний захоплення, а вірніше навіть два захоплення в одному. Зручно, не треба витрачати час на зміну голок для smd-резисторів і мікросхем. А за ціною трохи дорожче одноканального вийшло.
Анітрохи не пошкодував. Тепер можна брати компоненти прямо зі стрічки, попередньо тільки знявши захисну плівку, і відразу ставити їх на плату. А потужність насоса підібрана так, що поставивши детальку на плату вона "приклеюється" до паяльною пасти і сама відліплювати від пінцета. Дуже зручно!
Компоненти розставлені і готові до відправки в піч. При плавленні пасти вони самі отцентруйте і вирівняються.
Ооо! Це незавершена ще історія =)
Спочатку дивився в бік покупки готової печі Puhui T-962A, але назва печі підкачало =) Жарт.
Один з клонів T-962.
Просто судячи з відгуків ця піч зовсім не така крута, як мені здалося на початку і потрібно було її допрацьовувати до більш-менш нормального стану. А з огляду на її ціну і вартість доопрацювання я відмовився від покупки цієї печі і став дивитися в бік саморобних варіантів. Для дрібних серій в домашніх умовах - ідеальний варіант. Придбав за копійки б / у міні-піч Supra MTS-302, випробував її ... Виявилося, що в ній дуже навіть непогана рівномірність прогріву і для простого домашнього варіанту паяльною печі вона підійде. Тим більше, що у неї є і верхній, і нижній Тени. А тут дуже важливо, що б було саме довгохвильове інфрачервоне випромінювання. Тому нагрівання саморобними галогенками не дає розумної пайки і кип'ятить всі деталі, на відміну від рівномірного прогріву всієї плати з деталями і пастою довгохвильовими інфрачервоними випромінювачами, якими і є звичайні Тени.
Зверху ще дві конфорки, можна одночасно запікати плати і варити пельмені =))))
На кожну нормальну паяльну пасту є даташит, в якому вказані характеристики пасти і в якому режимі треба паяти. Так, наприклад, для моєї R276 її потрібно спочатку нагріти до температури 140 градусів зі швидкістю не більше 2,5 градуса за секунду, потім витримати півтори хвилини, плавно підвищуючи температуру до 160 (в цей час флюс змочує все поверхні і підсихає, виключаючи при плавленні його кипіння і розбризкування припою), а потім швидко нагріти до 210 для пайки і остудити. Ффффух, видихнув =)
Для всього цього є спеціальні PID-контролери, які не тільки жорстко тримають задану температуру (неважливо, яка піч і які Тени, підлаштовується сам), але і дозволяють задавати температурні точки і інтервали часу. З його допомогою можна реалізувати той термопрофіль, який нам потрібен для конкретної паяльної пасти. Але ... знову ж - хороші PID-контролери стоять хороших грошей. А робити його самому - дуже багато потрібно вивчити для написання тямущою прошивки з ПІД-регулюванням. Формули там ще ті!
Я поступив простіше - замовив у китайців PID-регулятор за 450р, який може строго підтримувати температуру і по його приїзду модернізую його до рівня PID-контролера.
PID-регулятор температури, термопара і твердотельное реле для включення ТЕНів
Але це - в майбутньому. А поки у мене головний ПІД-регулятор - це я з термометром на термопарі, секундоміром і знаннями, з якою частотою треба клацати вимикачем ТЕНів для витримування термопрофілю =)))
Шукаю роботу - запікання плат з секундоміром в руці. =)
Найголовнішого - збільшення швидкості і зменшення сил - я домігся. Складання та паяння панелі з 24-х плат для моїх Комфортних поворотник раніше займала за часом 6-8 годин, тепер це все займає максимум 3,5 години від моменту нанесення пасти на перші плати і до моменту тестування всіх плат на працездатність.
Зупинено плати. Шлюб - 0%!
PS: Дякую Cathy Saxton і сайту idleloop за свої дослідження з різання трафаретів на плоттері в домашніх умовах. Оригінал тут.
3 y Tags: паяльна піч, паяльна паста, трафарет, smd