Поверхностный монтаж: трафарет и печь оплавления в домашних условиях

[@gbg]

Для зачистки вместо наждачной бумаги рекомендую использовать вот такую щетку для дрели:

Щетка чашечная со шпилькой

Зачистка выполняется за секунду!

[@barabanus]

Супер, спасибо! Подозреваю, что это будет и более аккуратно.

[@Flammar]

Она же, судя по виду, капроновая…

[@gbg]

Это полимер с абразивом. Удаляет ржавчину, окислы, краску и так далее. Текстолит для ЛУТ с ее помощью готовится так — вжик (одна сторона) вжик (вторая сторона), потом на два раза пройтись ацетоном и можно переводить.

[@Flammar]

Спасибо, не знал про абразив… Он там примешан к капрону? Интересно.

[@KonstantinSoloviov]

О! Новые (для меня) технологии! Пошел гуглить тему ламинатора применительно к ЛУТ.
Пишут, что у штатного ламинатора температура маловата. Вы что-то недоговариваете?

Бессвинцовый припой — это современно, но как же я его нелюблю…

[@Calc]

У ламинаторов проблемы нет, есть проблема в температуре плавления тонера.
Если принтер Canon, то может и не поплавить. Проверяйте по модели принтера.

[@barabanus]

Я стал пользоваться бессвинцовым припоем после того, как понял, что паять мне придется много, а дышать свинцом не хочется. Стоит такой припой дороже, но паяется точно так же, только пришлось выставить большую температуру паяльника. Единственное, с чем я не смог пока справится при использовании бессвинцового припоя — это припаивание проводов к пьезо-сенсору — очень плохо липнет.

А ламинатор у меня такой

[@Iv38]

Имею такой же ламинатор. И купил его потому, что его часто рекомендуют именно для ЛУТ. Принтер Brother, тонер родной. Работает отлично даже без термотрансферной бумаги.

[@kibergus]

А чем тонер с платы снимаете? А то когда с HP делал, он элементарно смывался ацетоном. А сейчас у меня тоже brother и тонер отмывается очень неохотно.

[@Iv38]

Тонер смываю ацетоном. Он смывается не мгновенно, но я бы не сказал, что отмыть его проблема, в целом отмывается хорошо.

[@gbg]

Нужно намочить марлевый тампон ацетоном, завернуть в него плату, затем полученную конструкцию плотно замотать полиэтиленом (продается в хозмаге). Через 10-15 минут ацетон легко снимется куском.

[@barabanus]

Я раньше тоже смывал тонер ацетоном, а потом обнаружил, что тонер хорошо снимается с платы железной мочалкой для посуды. Это не то же самое, что наждак, тонер соскрябывается, а не стирается вместе с медью.

[@gbg]

Так можно вместе с дорожками снять, обидно будет. Еще лучше снимает растворитель 646, но это — яд страшенный (50% толуола, да и другие компоненты не самые приятные).

[@Alexeyslav]

Хм. А нагреватель от ГРИЛЯ не подойдет? Получится натуральный ИК-излучатель, разогревается он очень быстро. Причем запас по температуре есть до 800 градусов.

[@barabanus]

Ребята из SparkFun говорили про свой несколько-тысяче-долларовый агрегат с ИК-подогревом, что он им портил некоторые виды плат, поскольку нагрев стеклотекстолита, дорожек и компонент происходит с разной скоростью.

[@Flammar]

с ИК-подогревом

«На пальцах», быстрее всего должны греться медные и вообще металлические части, например, контактные площадки. Видать, ИК-излучатель излишне облучал текстолит. Иногда против этого применяют прикрытие того, что не надо греть, фольгой.

[@Alexeyslav]

Так ведь регулятор есть, температуру гриля можно поднимать с необходимой скоростью.

[@barabanus]

Проблема в том, что у нас только одна точка измерения температуры. Имея элемент, нагревающий разные части платы по-разному, и только одну точку измерения, можно легко ошибиться и либо перегреть компоненты, либо недоплавить паяльную пасту. При этом мы не можем нагревать плату медленно, поскольку в температурном профиле вполне конкретные окна по времени и температуре.

[@gbg]

Ну тут можно накропать программку, которая методом контрольного объема, например, сосчитает процесс разогрева платы. Благо, плату в трехмерном виде легко получить из современных CAD, а данные по теплопроводности — поискать по справочникам.

[@barabanus]

Вы представляете себе объем работ и сложность всего процесса оплавления? Обычно от печи многого не просят, только бы вставить платы, а потом получить назад уже оплавленные и в хорошем состоянии.

[@gbg]

Представляю, тут работы хорошему научному коллективу года на два, а если и процесс оплавления-отверждения моделировать, так и вовсе на пятилетку.

[@Alexeyslav]

А легко ли получить трехмерную модель платы? Мало какие КАД-ы для разработки плат позволяют экспортировать 3D-модель платы.

Проще пойти экстенсивным путём — матрицу из сотен индивидуальных нагревателей с пирометрическим измерением температуры… или вообще маленький нагреватель с 3-х мерным позиционированием, который способен концентрировать нагрев на малых площадях… и нагревать исключительно только нужные участки платы. Ах да… это же получается фактически ИК-лазер скрещённый с плоттером. Ну по крайней мере это будет дешевле и быстрее чем «накропать программку».

[@gbg]

Если CAD выдает данные для автоматического производства, по ним можно синтезировать модель.

Пирометрическое измерение температуры дает только температуру на поверхности. А для пайки BGA, например, важно знать температуру под корпусом чипа. Следовательно, снова нужны будут вычисления и моделирование.

[@Alexeyslav]

Чего только не сделаешь ради пайки BGA корпусов в домашних условиях. В промышленном масштабе-то проблемы нет…

[@neko_nya]

А в качестве установщика компонентов можно использовать мини-пылесосик с тонким соплом.

[@gbg]

Шумно это. Запчасти для изготовления установщика можно раздобыть в аптеке и канцтоварах, рецепт принадлежит dihalt:

• Пустой стержень от гелевой ручки
• Форсунка от зажигалки
• Пишущий узел от другой гелевой ручки
• Мягкая трубочка (я использовал ПВХ, но прокатит и капельница, главное чтобы не пережималась)
• Детская клизма. Куплена в аптеке за 20 чтоль рублей.

Готовое приспособление

Далее, грушу под ногу — и вперед!

[@neko_nya]

Гениально.

[@w32blaster]

На ебае продаются такие мини-ручки в пределах 5-10 долларов, с моторчиком (пылесосом) можно в пределах 30 взять. Мне кажется, не сильно дорого, чтобы не делать самодельный инструмент из клизмы :)

[@gbg]

Есть еще такой момент — вес инструмента. Пластиковый стержень практически невесом, а эта штуковина внутри содержит как минимум моторчик с батарейкой.

Далее, управление. С грушей получается очень удачный вариант — не нужно совершать никаких мелких движений пальцами чтобы поднять, и главное, отпустить детальку — это делается ногой.

Кроме того, моторчик может противно вибрировать.

[@w32blaster]

Ок, я спорить не буду, так как ни одним из вариантов сам не пользовался; я знаю только лишь в теории, к сожалению. Хотелось бы поправить только одно: они вовсе не тяжёлые и внутри нету моторчика с батарейкой, потому что там внутри — элементарная помпа (та же клизма, если хотите). Сбоку есть кнопка под большой палец, которая выкачивает немного воздуха, достаточного чтобы присосать маленький чип. Как-то так:

Ручной вакуумный инструмент для захвата SMD компонентов

[@mbr]

За 5-10 долларов это без моторчика. Кнопка.

За те же 5-10 долларов они продаются в Митино, магазинах Профи и терре.

Качество исполнения — так себе. QFN 5x5 мм я им регулярно роняю. Но, тем не менее, вещь полезная.

[@barabanus]

Если посмотреть список этих вакуумных хваталок, то такое впечатление, что хваталки в пределах 5-10 долларов можно купить и в пределах полутора долларов

[@barabanus]

Ой, я имел ввиду, что ваши хваталки-ручки «в пределах 5-10 долларов» на самом деле продаются в пределах 1.5 долларов (если отсортировать по цене)

[@DEHiCKA]

На али или ебее готовый вакуумный плейсер из аквариумной помпы стоит $20 вместе с набором игл разной конфигурации. Мощность всасывания равномерна и регулируется, в отличии от груши.

[@iDoka]

Пожалуйста, расскажите подробнее про используемый датчик температуры — посмотрел ControLeo: в его состав подобное не входит.
Какой тип датчика используется, способный выдерживать такие температуры (партнамбер?)
Какое схемное решение используется для согласования выхода датчика с микроконтроллером?

[@barabanus]

ControLeo можно купить с дополнительной опцией «Термопара», добавляющую несколько микросхем и термопару для измерений температуры от -200 °C до 1350 °C с шагом 0.25 °C. Вы можете выйти на eBay, найти продающийся авторами ControLeo и спросить, сколько будет стоить ControLeo + опция «Термопара» + доставка.

По ссылке на кикстартер поищите раздел «Optional Extras» — там есть подраздел «Thermocouple».

[@solalex]

можно было купить такой наборчик www.banggood.com/REX-C100-100-240V-Digital-PID-Temperature-Controller-Kit-p-914678.html

[@barabanus]

Тогда надо было бы сидеть с секундомером и вручную выставлять температуру каждой зоны.

[@barabanus]

Вот еще одна вещь, которая поможет ускорить поверхностный монтаж:
www.kickstarter.com/projects/femtocow/manual-smd-soldering-trays

[@Alexeyslav]

ХОЧУ! Только ведь это всё не скоро докатится до простых смертных… хоть бери да сам делай…

[@barabanus]

Я думаю, что докатится в течение нескольких месяцев.

[@Alexeyslav]

По конским ценам…

[@iDoka]

Да, расшарили бы модель — уже через полдня у большинства страждующих на столе была бы монохромная копия…
Эх, если бы да кабы…

[@Alexeyslav]

А по фото, у 25% от тех самых страждущих через день будет собственного изготовления, безо всяких моделей со стороны.
Форма-то простая, уточнить размеры и построить модель дело несложное.
Только отпечатанная на 3D принтере это скорей прототип пользоваться которым не так удобно как заводской штамповкой.

[@iDoka]

Не исключаю.
Оргстекло, дихлорэтан и лазерная резка при правильной геометрии рук творят чудеса.

[@barabanus]

Я думаю, что можно было бы сделать из фанеры.

[@gbg]

Это конечно же Колхоз Кузьмич, но я натурально приклеиваю ленты с SMD к рабочей поверхности на двухсторонний скотч.

[@barabanus]

Фото в студию! =)

[@gbg]

Сейчас у меня, к сожалению, нет скотча, чтобы показать, но идея такая — на кафельную плитку наклеивается полоска скотча, затем на эту полоску — упаковка деталей. Под упаковкой сделать подпись — тип детали и номинал.

[@Alexeyslav]

Деревянные игрушки в детстве…

[@ssg1712]

Кажется, моему PrintBox'у резко добавилось работы. Спасибо за подсказку!
Успехов вам в вашем проекте! Всего 57 плюсов!? Хабр — не торт…

[@barabanus]

Спасибо за поддержку! Если научитесь такие печатать, то маякните ;)

[@ssg1712]

Если научусь, то сразу выложу в интернеты и постараюсь маякнуть максимальному количеству людей (начну с вас). Почему еще никто этого не сделал? Почему мне в голову не приходят идеи таких же простых штук на которых можно срубить >1700 баксов?

[@barabanus]

Я смотрю, что она стоит в диапазоне $400 — $500, самодельная же печь обошлась мне в $110. Про качество «явно лучше» можно поспорить! Ребята из SparkFun вообще запекают многие свои девайсы на сковородке.

[@barabanus]

Я думаю, что такое возможно.

[@iva2000]

А вот как можно делать тоже самое чуть менее бюджетно, но гораздо более удобно: "Собственный монтаж светодиодных модулей".

[@barabanus]

Хорошая статья, спасибо!

[@iDoka]

Печатаем лазерным принтером негатив на специальной бумаге для переноса тонера (англ. toner transfer paper).

Подскажите, в российских магазинах эту бумагу под каким названием можно найти (и в каких магазинах).

[@barabanus]

Я не знаю — заказывал на eBay сразу сто штук за смешные деньги.

[@iDoka]

Спасибо.

Подскажите еще такой вопрос: как/чем вы инвертируете слой пасты при выводе на печать? Ни в CAM350, ни в PCAD не нашёл птички для инверсии слоя.

[@barabanus]

Я использую dipTrace, там в просмотре для печати есть галочка инвертировать вывод. Правда, у него другой недостаток — он вывел в картинку дырки для штырькового монтажа, пришлось их убирать вручную в графическом редакторе.

[@kibergus]

Всегда можно вывести в PS, а потом отредактировать его, например, в inkscape.

[@iDoka]

Можно поподробнее?
Для первого я так понимаю надо установить какой-либо GhostScript?

[@kibergus]

Термотрансферная бумага. Только она есть для струйников и для лазерников. Во втором случае есть для перевода на мягкие носители (ткань) и на твердые. И у меня есть подозрение, что та, которая для мягких — не подойдет. Вчера вот ломондовскую купил. Заодно наткнулся на бумагу с магнитной основой.