47. 8. Особенности монтажа компонентов отверстия
Технология монтажа в отверстия (Through Hole Technology, THT), также называемая иногда штырьковым монтажом. Данная технология появилась вместе с началом использования монтажных плат, как метода выполнения электрических соединений. Технология монтажа в отверстия, как следует из названия, представляет собой метод монтажа компонентов на печатную плату, при котором выводы компонентов устанавливаются в сквозные отверстия платы и припаиваются к контактным площадкам и/или металлизированной внутренней поверхности отверстия.
В настоящее время технология монтажа в отверстия уступает свои позиции более прогрессивной технологии поверхностного монтажа, в особенности, в массовом и крупносерийном производстве, бытовой электронике, вычислительной технике, телекоммуникациях, портативных устройствах и других областях, где требуется высокая технологичность, миниатюризация изделий и хорошие слабосигнальные характеристики.
Тем не менее, есть области электроники, где технология монтажа в отверстия по сей день является доминирующей. Это, прежде всего, силовые устройства, блоки питания, высоковольтные схемы мониторов и других устройств, а также области, в которых из-за повышенных требований к надежности большую роль играют традиции, доверие проверенному, например, авионика, автоматика АЭС и т.п.
Также данная технология активно применяется в условиях единичного и мелкосерийного многономенклатурного производства, где из-за частой смены выпускаемых моделей автоматизация процессов неактуальна. Эта продукция, в основном, выпускается небольшими отечественными предприятиями как для бытового, так и для специального применения.
Технология установки THT-компонентов относительно проста, хорошо отработана, допускает ручные и автоматизированные методы сборки, хорошо обеспечена сборочным оборудованием и технологическим оснащением
К
омпоненты.ЭК,
используемые в технологии монтажа в
отверстия, по типу корпуса можно разбить
на следующие основные группы (примеры
корпусов приведены на рис. 1):
а) ЭК с осевыми (часто встречается обозначение axial, аксиальными) выводами;
б) ЭК с радиальными выводами (radial);
в) SIL, SIP (Single In-Line Package) – многовыводной корпус с однорядным расположением выводов;
г) DIP (Dual In-Line Package) – корпус с двухрядным расположением выводов;
д) разъемы, слоты;&
е) панели для ИС, в том числе DIP; ZIF (Zero Insertion Force, панели с нулевым усилием вставки для штырьковых ИС); PGA (Pin Grid Array, панели для штырьковых ИС с матрицей выводов);
ж) различные компоненты сложной формы.
Технологический процесс сборки ПП на основе THT-технологии состоит из следующих типовых этапов:
подготовка выводов ЭК (формовка, обрезка), часто совмещается с автоматизированным монтажом;
установка компонентов (ручная, автоматическая);
пайка (волной припоя, ручная, селективная);
отмывка (ультразвуковая, струйная).
Подготовка выводов ЭК
Выводы ЭК перед монтажом должны быть специальным образом подготовлены. Цель подготовки:
выравнивание (рихтовка) выводов (если требуется);
обеспечение необходимого монтажного расстояния между выводами;
зазора между ПП и компонентом (если требуется);
фиксации ЭК на ПП при ручном монтаже либо до поступления платы в установку пайки.
Также возможно крепление ЭК следующими методами:
обеспечением пружинения выводов;
посадкой на клей (клей полимеризуется при комнатной температуре, при этом для стеклянных корпусов может понадобиться надевание трубки на часть корпуса, контактирующую с адгезивом; также необходимо обеспечить достаточное количество клеевых точек для крепления тяжелых ЭК);
подпайкой выводов (применяется при ручном монтаже – например, подпайка двух диагонально расположенных выводов разъема);
подгибкой (полной либо частичной – на угол от 0 до 45° от плоскости ПП и только для выводов диаметром менее 0,7 мм (более – в технически обоснованных случаях); необходимо обеспечить минимально допустимое расстояние от загнутого вывода до соседних КП/выводов/проводников; следует осуществлять подгибку вдоль печатного проводника, если в конструкторской документации нет других указаний);
с использованием различных держателей (хомутов, металлических скоб, клипс, зажимов).
Тяжелые элементы (например, трансформаторы) или элементы, подверженные механическим воздействиям (тумблеры, потенциометры, подстроечные конденсаторы), устанавливаются с помощью особых держателей. Такие держатели обеспечивают надежное механическое крепление соответствующих элементов к ПП и предотвращают обрыв и поломку выводов под воздействием механических нагрузок.
Формовку круглых или ленточных выводов элементов производят с помощью ручного монтажного инструмента либо специальных полуавтоматических устройств таким образом, чтобы исключались механические нагрузки на места крепления выводов к корпусу. При формовке выводов не допускается их механическое повреждение, нарушение защитного покрытия, изгиб в местах соединения вывода и корпуса, скручивание относительно оси корпусов, растрескивание стеклянных изоляторов и пластмассовых корпусов.
Производительность формовочного оборудования в автоматическом режиме при загрузке из лент, как правило, составляет до 40000 ЭК/час для ЭК с осевыми выводами и 20000 ЭК/час – с радиальными; при загрузке ЭК из россыпи – 7000 и 3000 ЭК/час соответственно. При ручной подаче ЭК типовая производительность – около 1500–3000 ЭК/час.
Установка компонентов.Установка ТНТ-компонентов осуществляется с применением специальных монтажных автоматов, автоматизированных рабочих мест (АРМ) либо полностью вручную.
Автоматизированный монтаж. Сборочное оборудование
Существует два основных вида автоматизированного оборудования по критерию выполняемых функций:
собственно монтажные автоматы (inserter, от insert – вставлять), осуществляющие вставку штырьковых выводов ЭК в отверстия на ПП, их подрезку и подгибку (опционально) с обратной стороны ПП с помощью монтажных, гибочных и отрезных головок соответственно; делятся на группы по типу компонентов (Axial (Radial) inserter – автомат для монтажа ЭК с осевыми (радиальными) выводами, секвенсеры (sequencer) – автоматы формирования последовательности устанавливаемых ЭК (т.е. подготовки программной ленты, содержащей последовательно вклеенные ЭК разных типоразмеров в порядке их последующего монтажа; осуществляется путем переклейки ЭРЭ из первичных лент по программе).
,49 Виды и причины возникновения дефектов при изготовлении радиоэлектронных узлов с монтажом на поверхность. Контроль качества монтажа.
