СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 3/2016

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 14 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2016 Лазер Лазер Припой рительная формовка выводов не тре- буется. Наличие пирометра ускоряет процесс пайки, а также кардинально снижает вероятность ошибок опера- торов, плохо знакомых с температур- ными профилями. ● Экономичность – лазерные системы не нуждаются в подаче в зону пайки инертного газа, для них характерно умеренное потребление электро- энергии, дополнительно снижающее- ся за счёт отсутствия необходимости предварительного прогрева. Бескон- тактный принцип нагрева значитель- но упрощает и удешевляет техниче- ское обслуживание функциональных узлов системы. Не требуется дополни- тельная оснастка, материалы и опера- ции, такие как маски, клей и его дози- рование и сушка. ● Гибкость и универсальность – лазерная пайка применима для монтажа плат с двусторонней уста- новкой элементов. Программируе- мый и автоматически контролируе- мый температурный профиль может быть с одинаковым успехом разрабо- тан как для свинецсодержащих, так и для бессвинцовых паст и припоев. Наконец, на установках лазерной пайки можно паять не только выво- ды THT-компонентов, но и выводы SMD-компонентов. О способности лазерных систем паять планарные компоненты надо рассказать подробнее, потому что это качество имеет важнейшее значение для внутреннего российского рынка электронной аппаратуры. ТНТ- И SMТ- МОНТАЖ НА ОДНОЙ УСТАНОВКЕ Одна из типичных групп компо- нентов, которые российские произ- водители электроники устанавлива- ют в свою продукцию, – планарные микросхемы отечественного произ- водства, не допускающие примене- ния технологий автоматизированно- го монтажа с групповой пайкой. Как правило, они устанавливаются вруч- ную на завершающей фазе сборки изделия. Распространённость такой ситуации делает проблему автома- тизации монтажа этих микросхем крайне актуальной. Специалисты из Курска предлагают проверенное на практике решение этой проблемы, основанное на использовании уста- новки селективной лазерной пайки. Разработанная технология представ- ляет собой эффективный и удобный процесс автоматического монтажа плат как с элементной базой в пла- нарных корпусах, так и с комбиниро- ванной комплектацией из ТНТ- и SMD- компонентов. Установка, на которой была реализо- вана инновационная идея, – это систе- ма лазерной селективной пайки FireFly Т60 итальянской компании Seica. В ней применён источник лазерного излу- чения мощностью 60 Вт, имеется дат- чик деформации платы, используемый для точной фокусировки луча. Время единичной пайки не превышает 1,2 с, подвижность паяльной головки доста- точна для доступа к участкам печатной платы с высокой плотностью монта- жа. Имеется встроенная система пери- одической проверки работы лазера и пирометра. Температурный профиль пайки в этой установке состоит из трёх эта- пов. На первом при минимальной мощности излучения производит- ся нагрев вывода и контактной пло- щадки. На втором этапе мощность увеличивается до максимума для дан- ной точки пайки – это основная фаза формирования паяного соединения. Наконец, на третьем этапе мощность уменьшается до величины, удержива- ющей припой (пасту) в расплавлен- ном состоянии для завершения сма- чивания. Суть идеи, позволившей паять пла- нарные компоненты, состоит в том, что из процесса исключается подача при- поя, использование которого обяза- тельно при монтаже ТНТ-компонентов. Вместо этого на контактные площад- ки для планарных компонентов нано- сится паяльная паста – совершенно так же, как это делается в линиях поверх- ностного монтажа. Дальнейшие дей- ствия также повторяют последователь- ность операций SMT-монтажа – уста- новка микросхем и оплавление пасты, с той лишь разницей, что оплавление производится не групповым методом в печи, а при помощи лазерной паяль- ной головки, индивидуально для каж- дой точки пайки. Важно отметить, что такое исполь- зование установки не требует изме- нения её конструкции. Питатель для припоя остаётся, и, таким образом, достигается не смена функционала машины, а его расширение: теперь можно одновременно, без переналад- ки оборудования, паять и ТНТ-, и SMD- компоненты (см. рис. 4). Задача, обо- значенная в начале статьи, решена, причём решена даже без какой-либо доработки штатного программного обеспечения системы. Р ЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ СЕЛЕКТИВНОЙ ПАЙКИ Разработанная в ООО «Совтест АТЕ» технология, насколько можно судить, является на данный момент единствен- ным способом автоматизации пайки отечественных планарных компонен- тов. Она не только исключает ручной монтаж, как медленный и дорогостоя- щий способ сборки, но и обеспечивает высокое и стабильное качество паяных соединений, поскольку автомат прин- ципиально реже совершает ошибки, чем человек, а также вследствие опи- санных ранее достоинств селективной лазерной пайки. Предложенное ноу- хау, снимающее ключевую проблему потребителей отечественных микро- схем, открывает путь для дальнейшего совершенствования сборочных линий путём введения в их состав автоматов для нанесения паяльной пасты и уста- новки компонентов. Технология успешно внедрена на нескольких российских предприяти- ях, и результаты уже достаточно про- должительной эксплуатации подтвер- дили ожидания как разработчиков, так и пользователей. Рис. 4. Пайка ТНТ-компонента (слева) и пайка планарного компонента (справа)