Производство печатных плат, основные этапы монтажа

Серийная и малосерийная установка печатных плат подразумевает применение автоматизированного оборудования. Это дает возможность осуществления групповой пайки элементов, что, в свою очередь, является гарантией устойчивой повторяемости процесса, проверки температуры и качества соединений.

Основные этапы монтажа плат

Стандартная типовая  автоматизированная установка печатных плат (ПП)  поверхностным способом, как правило, осуществляется в несколько стадий:
1. Нанесение на печатную плату специальной (паяльной) пасты.
2. Проверка качества ее нанесения на контактные площадки.
3. Монтаж электронных элементов.
4. Групповая пайка по конкретной технологии.
5. Проверка качества соединений.

Нанесение пасты

Паста, используемая для пайки, характеризуется наличием гелеподобной консистенции, в которой, кроме припоя, содержатся флюс, всевозможные присадки, а также активаторы.
Паста обеспечивает:
1. Очистку контактных площадок  и элементов от оксидной пленки, которая выступает преградой паяному соединению.
2. Удержание на печатной плате поверхностно устанавливаемых компонентов до момента начала пайки.
3. Припой компонентов.
В случае автоматизированной сборки платы пасту наносят трафаретной печатью на специальном принтере. При этом отверстия трафарета должны совпадать с размещением, а также формой контактных площадок на печатной плате.
Одним из лучших способов нанесения пасты, с точки зрения технологии, выступает каплеструйная печать. При этом происходит так называемый "выстрел" каплей материала из картриджа, позиционирование эжектора которого осуществляется по схематично определенному участку печатной платы.
Типичным методом является постепенное нанесение пасты, когда пускают в ход пульсационно-нагнетательный насос-дозатор, а также винтовой или поршневой насос.
Все без исключения печатные платы подлежат обязательной проверке нанесения пасты. Степень точности нанесения и объема пасты, дефекты пайки определяются с помощью автоматизированных линий, укомплектованных модулем 3D оптической инспекции. 

Монтаж элементов платы

Автоматизированный комплекс переносит электронные компоненты из ленточного либо другого носителя, центрирует и устанавливает элементы на плате с помощью лазера или специальной видеосистемы.

Основные отличия между автоматами заключаются в конструкции, возможностях, а также в назначении. Автоматизированная линия оснащается модулями под разные задачи:
- для монтажа простых компонентов на высоких скоростях;
- для пайки элементов крупных форматов;
- для установки компонентов сложной конфигурации;
- и прочими.

Как происходит пайка?

Процесс автоматизированного создания печатных плат не обходится без пайки сконструированных ПП в конвейерных печах. К числу самых популярных технологий групповой пайки относят следующие способы:

- конвекционный, когда паяльная паста нагревается горячим воздухом. Происходит проход платы через различные зоны с разной температурой, что выступает гарантией плавного, равномерно управляемого, прогрева и охлаждения без конфликта температур;

- пайка сфокусированным потоком инфракрасных лучей. При этом способе пайке можно прогревать зоны платы в разном режиме, что применяется для монтажа компонентов, если контактные площадки скрыты под корпусом.

- конденсационная пайка. Для указанного способа пайки на плату наносится паяльная паста, затем размещаются электронные компоненты. Далее плата с компонентами прогреваются паром жидкости, находящейся в химически инертном состоянии. Выбор жидкости зависит от вида пасты, значения температуры нагрева. Подобная технология используется для пайки в бескислородной среде для автоматизированного монтажа плат любого уровня сложности.

Контроль качества пайки

Обязательным условием автоматизированного производства является проверка готовых печатных плат. Автоматическая оптическая инспекция выявляет возможные дефекты пайки, смещение или отсутствие электронных компонентов, непропай, перемычки припоя между выводами компонентов и прочие недостатки. 

Для проверки компонентов со скрытыми выводами, платы с элементами BGA, CSP, QFN проверяются с помощью рентгеноскопического оборудования.