Подбор оборудования для пайки BGA для любителя Опции

[Almaz1988]

Доброе утро!
Несколько лет работаю с микроконтроллерами, такими как stm32.
Выпускаются в корпусах LQFP с шагом 0.5 мм. Монтаж такого камня
на плату довольно прост - самым обычным паяльником или феном.

Но прогресс не стоит на месте.
Сейчас заинтересовали SoC Zynq-7000. Выпускаются в корпусах BGA,
например CLG400 - 400-ногий BGA-корпус с шагом 0.8 мм. Опыта пайки
BGA-корпусов нет вообще. Планирую выполнять монтаж плат с набором
микросхем в BGA- и QFN-корпусах с smd обвязкой в корпусах 0201 и 0402
с обеих сторон ПП (микросхемы сверху, обвязка снизу).
Гугл подсказывает, что для этого нужны инфракрасные паяльные станции
или печи, принтеры для нанесения паяльной пасты через трафарет. Также
встречал упоминания о так называемых плейсерах микросхем на плате.

Об этом и вопрос к сведущим товарищам - каким оборудованием
укомплектоваться, чтобы иметь возможность уверенной пайки BGA-
микросхем. Доступный лимит средств - до 120 000. Пошарившись по
ebay подобрал следующий комплект:
1) принтер pm3040 для нанесения паяльной пасты через трафарет. $500
2) инфракрасная печь T962 для пайки плат с набором микросхем. $340.
3) инфракрасная паяльная станция Achi IR6500 для демонтажа отдельных
микросхем. $600

Посоветуйте пожалуйста, возможно более оптимальный комплект оборудования.
Поделитесь личным опытом, кто каким оборудованием пользуется. Любые мысли,
советы приветствуются.

[rom67]

Принтер нужен только, если быстро под микроскопом раскидать рассыпуху (SMD компоненты), и если их на плате за сотню, а паять в ручную уже такое количество не хочется.
Собственно, если часто и много, то для прототипирования нужен либо принтер (ручной) - быстро, либо дозатор - относительно дешево.

Для работы с BGA при шаге 0,8-1мм микросхемы нормально центруются сами, для контроля поставьте боковую камеру (фотоаппарат, web'ку) с возможностью увеличения и приближения.
Так же для BGA обязательно нужен нижний подогрев с термоконтролем (пайка / выпайка по термопрофилю).
А вот чтобы паять BGA на плату принтер (дозатор) не нужны, нужен микроскоп и шары (или трафарет) + фен (нижний подогрев).

Выпаивать BGA можно специальными фенами с насадками под размер чипа (у меня на участке стоит Hakko 803 с пневмозахватом) с обязательной поддержкой нижним подогревой.

Сообщение отредактировал rom67 - Aug 30 2016, 22:56

[dmitry-tomsk]

Принтер нужен только, если быстро под микроскопом раскидать рассыпуху (SMD компоненты), и если их на плате за сотню, а паять в ручную уже такое количество не хочется.
Собственно, если часто и много, то для прототипирования нужен либо принтер (ручной) - быстро, либо дозатор - относительно дешево.

Для работы с BGA при шаге 0,8-1мм микросхемы нормально центруются сами, для контроля поставьте боковую камеру (фотоаппарат, web'ку) с возможностью увеличения и приближения.
Так же для BGA обязательно нужен нижний подогрев с термоконтролем (пайка / выпайка по термопрофилю).
А вот чтобы паять BGA на плату принтер (дозатор) не нужны, нужен микроскоп и шары (или трафарет) + фен (нижний подогрев).

Выпаивать BGA можно специальными фенами с насадками под размер чипа (у меня на участке стоит Hakko 803 с пневмозахватом) с обязательной поддержкой нижним подогревой.

А чем можно пасту размазать через шаблон (заказать вместе с печатной платой)?

Вот смотрю видео с ремонтных станций, а можно инфракрасные станции использовать для пайки smd мелочевки? Или там только термофен может справится?

А есть какие-нибудь простенькие pick & place машинки, чтобы накидать smd на плату (с производительностью 100 штук в час устроит)? Пинцетом прототип может и можно накидать, но если там 300 развязывающих конденсаторов в 0402 уже и задумаешься. Причём они одинаковые, как правило, ну, по крайней мере, я одинаковые ставлю в одном корпусе. Или, например, шаблон с контурами контурами компонентов прикрепить (отв по форме) и туда аккуратно насыпать? Плоттером для бумаги такой шаблон можно сделать?

Так прикинул, плату прототипа с плис можно за несколько часов спаять, ну и почему тогда в фирмах от двух недель делают, да и ещё и затягивают, мол, патроны не той системы?

[rom67]

А чем можно пасту размазать через шаблон (заказать вместе с печатной платой)?

пасту "размазывают" ракелем. Это такая штука типа лопатки (шпателя). Суть одно и тоже. Некоторые линейкой умудряются это делать.
В ручную, без спец.оснастки, пасту наносить на большую площадь, скорее всего не получится.
Тут важна и точность, и качество прижима трафарета, его натяжение, скорость отрыва трафарета от печатной платы и т.п.

Вот смотрю видео с ремонтных станций, а можно инфракрасные станции использовать для пайки smd мелочевки? Или там только термофен может справится?

инфракрасная станция - это инструмент, система локального (или относительно небольшого) нагрева - это если брать верхний нагрев.
Нижний же подогрев есть весьма большой по площади. Если на такой стол поставить плату с расставленными элементами, накрыть крышкой, предварительно установив термопару на плату, то совершенно спокойно можно паять пассивку. Посмотрите в сторону решений от компании ТермоПРО.
Стоит опять же отметить, что у инфракрасной пайки есть свои недостатки и достоинства.

А есть какие-нибудь простенькие pick & place машинки, чтобы накидать smd на плату (с производительностью 100 штук в час устроит)?

вопрос в терминах: что такое простенькая? По конструкции или по цене?
Для разовой работы (набить 100 компонентов 0402) сойдет вариант с пневмозахватом (посмотрите у компании ТермоПРО модель SMP-330), правда, ровно и красиво не получится (ну или точнее от прямости рук зависит). Тут же нужен будет микроскоп, или система технического зрения.
Если более менее регулярно, то нужны специальные устройства, типа "Fritsch LM900" или еще более продвинутая система "Fritsch LM902/902Proff" (последняя что-то около 45тыс.евро стоит).

Так прикинул, плату прототипа с плис можно за несколько часов спаять, ну и почему тогда в фирмах от двух недель делают, да и ещё и затягивают, мол, патроны не той системы?

За все компании не скажу, а вот у меня, если выписывается наряд на работу (скажем сотни две элементов), то от момента получения, до сдачи - это один рабочий день. Возможно и быстрее, если все готово.
А так, на вскидку: склад, комплект, проверка элементов на брак (номинал), изучение (ознакомление) со схемой расстановки элементов (часто уточнение, доделка под требования и стандарты), зарядка элементов в кассеты (расстановка и раскладка при ручном), мойка платы, подготовка трафарета, нанесение пасты, контроль нанесения пасты, расстановка элементов с одной стороны, контроль, пайка оплавлением групповой заготовки (пайка в ручную), нанесение пасты на другую сторону, расстановка элементов, снова пайка, контроль, ОТК, мойка, контроль, ОТК, сопроводительные документы и т.п. Тут же кроется куча промежуточных и стыковочных этапов между несколькими людьми (отделами), подготовкой оборудования и т.п.
В домашних условиях, когда одной платой занимается один человек, у него может и быстрее получится, а когда группа людей, по техпроцессу (ни дай Бог, будет что-то отличное от типового отлаженного процесса), да еще куча бумажек - все происходит не быстро

[dmitry-tomsk]

За все компании не скажу, а вот у меня, если выписывается наряд на работу (скажем сотни две элементов), то от момента получения, до сдачи - это один рабочий день. Возможно и быстрее, если все готово.
А так, на вскидку: склад, комплект, проверка элементов на брак (номинал), изучение (ознакомление) со схемой расстановки элементов (часто уточнение, доделка под требования и стандарты), зарядка элементов в кассеты (расстановка и раскладка при ручном), мойка платы, подготовка трафарета, нанесение пасты, контроль нанесения пасты, расстановка элементов с одной стороны, контроль, пайка оплавлением групповой заготовки (пайка в ручную), нанесение пасты на другую сторону, расстановка элементов, снова пайка, контроль, ОТК, мойка, контроль, ОТК, сопроводительные документы и т.п. Тут же кроется куча промежуточных и стыковочных этапов между несколькими людьми (отделами), подготовкой оборудования и т.п.
В домашних условиях, когда одной платой занимается один человек, у него может и быстрее получится, а когда группа людей, по техпроцессу (ни дай Бог, будет что-то отличное от типового отлаженного процесса), да еще куча бумажек - все происходит не быстро

Просто восхищает такая организованность процесса!
А что за компания?

А зачем накрывать крышкой и жарить нижний подогрев, снизу же всё отвалится! А разве нельзя локально запаять по профилю сначала одну часть под верхним нагревателем, потом вторую (плату передвинуть) и т. д. Так ведь по-моему термопрофиль можно выдержать, ну а снизу просто немного подогревать до 150?

[rom67]

А зачем накрывать крышкой и жарить нижний подогрев, снизу же всё отвалится! А разве нельзя локально запаять по профилю сначала одну часть под верхним нагревателем, потом вторую (плату передвинуть) и т. д. Так ведь по-моему термопрофиль можно выдержать, ну а снизу просто немного подогревать до 150?

Под верхним нагревателем можно запаять только ограниченную площадь, без нижнего подогрева (по уму) при инфракрасной пайке вообще нельзя паять.

Опять же надо смотреть техпроцесс, и конкретную плату.
Я Вам как вариант сказал, если требуется много пассивки разом красиво запаять, то нижний подогрев + спец.крышка + термопара - могут быть полезными.
Для производства, конечно, такой вариант не пойдет.

Кроме того, для запайки компонентов с двух сторон, сначала паяют ту сторону, которая не имеет тяжелых элементов, потом другую сторону, на которой стоят тяжелые и большие компоненты.
Если с обеих сторон стоят большие элементы, то их сажают на клей.
А пассивка при пайке с любой стороны будет держаться за счет поверхностного натяжения (при использовании термовоздушной печи - тут все и хитрее и сложнее).

[dmitry-tomsk]

Под верхним нагревателем можно запаять только ограниченную площадь, без нижнего подогрева (по уму) при инфракрасной пайке вообще нельзя паять.

Опять же надо смотреть техпроцесс, и конкретную плату.
Я Вам как вариант сказал, если требуется много пассивки разом красиво запаять, то нижний подогрев + спец.крышка + термопара - могут быть полезными.
Для производства, конечно, такой вариант не пойдет.

Кроме того, для запайки компонентов с двух сторон, сначала паяют ту сторону, которая не имеет тяжелых элементов, потом другую сторону, на которой стоят тяжелые и большие компоненты.
Если с обеих сторон стоят большие элементы, то их сажают на клей.
А пассивка при пайке с любой стороны будет держаться за счет поверхностного натяжения (при использовании термовоздушной печи - тут все и хитрее и сложнее).

Спасибо!