В нашем последнем выпуске Tools of the Trade мы только что закончили проверку части печатной платы для поверхностного монтажа. Следующими в процессе идут компоненты сквозного отверстия. В зависимости от печатной платы порядок может немного измениться, но в целом имеет смысл выполнить всю работу по поверхностному монтажу, прежде чем переходить к работе со сквозными отверстиями.
Сквозное отверстие раньше было стандартом, но по мере того, как потребность в уменьшении размера и автоматизации возрастала, SMT завоевал популярность. Тем не менее, есть еще много причин для использования сквозных компонентов, поэтому они не исчезнут полностью (по крайней мере, не в ближайшее время). Одним из самых больших преимуществ THT является механическая прочность, что делает его более подходящим для разъемов, чем SMT. Если вы когда-нибудь отсоединяли разъем microusb от печатной платы, тяжело дыша на него, вы поймете. Итак, как нам наиболее эффективно вставлять сквозные компоненты в печатную плату, и как это делают большие мальчики?
Вручную
Так начинают большинство людей, и это до сих пор удивительно распространено даже в массовом производстве. Одним из задействованных инструментов являются руки-помощники, которые могут держать вашу печатную плату во время пайки. Однако они могут быстро стать громоздкими, поэтому следующим шагом станут специальные инструменты для удержания печатных плат, которые имеют направляющие и резиновые прорези, удерживающие края печатной платы.
Держатель печатной платы с рычагом для удержания компонента на месте во время пайки.
Одна проблема с обоими из них заключается в том, что вам обычно приходится вставлять компонент с одной стороны и припаивать его с другой стороны, поэтому компоненты имеют тенденцию выпадать, когда вы переворачиваете печатную плату. Есть много способов обойти это: от сгибания выводов при вставке (или противоположных углов на DIP-корпусах) до кратковременной пайки на верхней стороне, чтобы прикрепить ее, а затем окончательной обработки на другой стороне.
Другие используют более креативные решения, в том числе подход с гвоздями или пенопласт, который удерживает детали на месте, пока печатная плата переворачивается и припаивается вручную.
Иногда вам нужно отодвинуть компонент от платы, и он должен быть на той же высоте над платой. В этом случае одним из вариантов является использование зазора вокруг одного или нескольких отведений. Другой вариант - спроектировать приспособление, которое действует как негатив печатной платы. Он обрабатывается или печатается на 3D-принтере, а затем приспособление помещается на печатную плату. Когда пара переворачивается, компоненты падают на нужную высоту (или остаются на месте), и их можно спаять вручную.
Напечатанное на 3D-принтере приспособление с карманами для компонентов на нужной глубине удерживает все на месте во время пайки.
Автоматическое размещение
Удивительно, но есть инструменты, которые автоматизируют размещение компонентов сквозных отверстий. А может и не удивительно, если учесть светодиодные панели. В этих наружных вывесках используются сквозные светодиоды, и некоторые быстрые математические расчеты приводят к выводу, что автоматическое размещение светодиодов является необходимостью.
Некоторые светодиоды поставляются на полосках ленты, и машина отрезает провода на ленте и размещает светодиод там, где он должен быть. Тем не менее, многие светодиоды поставляются в пакетах и помещаются в бункер, который вращается и выплевывает ряд светодиодов, ориентированных в правильном направлении. В любом случае светодиод попадает на платформу, которая отрезает провода и вставляет светодиод в отверстия. То же самое делается для резисторов или других компонентов с осевыми выводами.
Припой
Представьте себе контейнер размером с кофейную кружку с нагревательным элементом вокруг него. Затем положите в него брусок припоя. Никакого флюса, просто кусок припоя. Нагрейте его, пока он не расплавится, и у вас есть припой. Это удобно для погружения края печатной платы (не до конца, только снизу), чтобы припаять контакты разъема. Сначала вам нужно покрыть печатную плату флюсом, потому что в ванне с припоем его нет. Этот метод отлично подходит для определенных объемов и размеров, когда у вас может быть только один или два разъема, которые необходимо подключить к печатной плате, полностью предназначенной для поверхностного монтажа. использовать машину для пайки волной припоя.
В качестве примечания, ванны для пайки также являются отличными инструментами для извлечения компонентов из печатных плат, поскольку они могут быстро нагреть весь компонент с нижней стороны, что упрощает его удаление, очистку и с минимальной опасностью перегрева. компонент.
Мы уже рассматривали опасные самодельные тигли для пайки, но вам, вероятно, следует просто купить бывшую в употреблении, если хотите.
Волна
Установка для пайки волной припоя берет расплавленный припой и проталкивает его вверх по длинному каналу с помощью насоса, так что на несколько миллиметров поднимается длинный тонкий фонтан припоя. Затем плату протаскивают по какому-то конвейеру так, что фонтан едва касается дна платы, покрытой флюсом, и волна моментально прилипает к сквозным контактным площадкам и штырям и делает соединение таким красивым. Это легко автоматизируемый процесс, если на дне нет компонентов. Если внизу есть компоненты, их нужно будет сначала замаскировать.
Незаконнорожденный ребенок между пайкой волной припоя и тиглем припоя - это пайка погружением. Вы кладете печатную плату на металлический каркас, и этот каркас погружается в расплавленный лист припоя до тех пор, пока нижняя часть не соприкоснется с припоем, а затем он поднимается вверх. Это довольно простой механизм, который не занимает много места, но доски еще нужно покрыть снизу флюсом.
Выводы
Сквозное отверстие еще имеет место, и даже в массовом производстве встречается очень часто. В то время как мир движется к поверхностному монтажу, все еще есть вполне законные причины (особенно разъемы и приложения высокой мощности) для использования сквозного отверстия. Это особенно легко сделать вручную, а в масштабах производства есть несколько инструментов, которые облегчают эту задачу. Мы еще не видели самодельного инструмента для пайки волной припоя; Баки для пайки примерно соответствуют инструментам для самостоятельного изготовления деталей со сквозными отверстиями, но они вполне способны обрабатывать довольно большие объемы.