Как вы уже наверное заметили, я активно использую SMD монтаж. Особенно всякую мелочевку вроде SMD резисторов (выводные уже не использую практически) или конденсаторов. Как я запаиваю их феном я уже показывал — быстро и красиво получается, но по прежнему самой муторной частью является расстановка элементов. До недавнего времени я юзал обычный тонкий пинцет, которым деталюшка подхватывается с боков и ставится на плату.

Проблем у простого пинцета много:

• Неуклюжий — им нужно схватить детальку точно за грани, а потом отпустить так, чтобы не задеть уже установленные соседние.
• Хват пинцета не позвляет его вертеть, устанавливая детальку под нужным углом.
• Пинцет держит деталь с боков, так что после установки нельзя ее тут же прижать к плате, приходится отпускать и давить пинцетом сверху.
• Кончики губок пинцета постоянно извазюкивается в флюсе, которым покрыта плата и мелочевка начинает к нему тупо липнуть — жутко бесит и мешает.

На этот случай был придуман мега инструмент — вакууммный пинцет. Мега вещь! Прихватывает детальку разрежением и отпускает когда нажмешь на кнопку. Есть разные присоски под разные микрухи. В общем, прелесть а не инструмент. Одно плохо — у нас его не купить, а доставка выходит дороговасто, да и не особо я доверяю покупке китайского инструмента по инету — такое надо щупать в магазине, чтобы не нарваться на брак.

В общем, пока я не знаю где купить сей агрегат я решил его сколхозить из говна и палок клизмы и трубок.

Итак, мне потребовалось:

• 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.

Форсунку к стержню вместо пишущего узла. Из другого пишущего узла делаем переходник и соединяем трубкой с клизмой. Готово!

Дальше просто — жмем грушу и присасываем детальки к форсунке. Чуть нажал снова — отпадает. Одного вжима хватает примерно на 30-40 секунд удержания резистора или конденсатора, более чем достаточно для постановки его на место.

Вот так это выглядит в работе. Правда запаивать мне сейчас пока нечего, но хоть так резисторы потаскаю:

Поначалу, когда клизму еще не купил, я поступал еще проще — трубку в рот и вперед, качать легкие. Правда не знаю как у вас, а у меня от таких упражнений быстро начинала трещать башка. Еще пробовал компрессор от аквариума присобачить, но не пошло что то — у него почему то воздух обратно выдувался, видать совсем клапана мертвые — древний у меня агрегат, лет 20 ему наверное:) Так что клизма рулит. А чтобы не занимать вторую руку я жму грушу коленкой, прижимая ее к столешнице снизу, благо длина трубки позволяет.

Также можно попробовать сколхозить из чего нибудь сами присоски. Думаю можно попробовать отлить их из силиконового герметика, либо купить если продают. Они на форсунку от зажигалки встанут как родные, на худой конец посадить их на иглу от шприца. Я еще пробовал макать кончик форсунки в силиконовый герметик, чтобы на нем был тонкий слой. Помогло — стало лучше держать, но потом я его нечаяно сковырнул и лень заново накатить.

Жить стало лучше, жить стало веселей.

З.Ы.
Выслал третью часть документации по — демопрограммка на базе с фоновым обновлением LCD дисплея и работой с терминалом. Также обновилась первая часть — появились фотки фабричной платы. Так что имеет смысл скачать если любопытно.

Если кому то не пришло, то либо попало в спам, либо сами виноваты и я вас уже проклял:)
Ах, да. Dasha, ты хоть паяльник не включай, а то же совсем жестоко получится;))) Кто в курсе поймет, да…

Непромышленное проектирование и изготовление радиоустройств и приборов связано с огромным рядом проблем технического плана, среди которых отсутствие необходимых технологических элементов, ограниченность в выборе материалов и компонентов, недостаточность опыта или профессиональных навыков. Промышленность сегодня предлагает широкий спектр вспомогательных устройств, значительно упрощающих многие задачи, стоящие перед радиолюбителями-конструкторами. Вакуумный пинцет - одно из них.

Назначение

Устройство пользуется огромной популярностью у профессионалов и любителей для выполнения работ, связанных с точным позиционированием довольно мелких или хрупких деталей.

В обычном представлении пинцет (от франц. pincette) - приспособление с двумя браншами для захвата и переноски предметов, тактильный контакт с которыми нежелателен или невозможен. В отличие от простого пружинящего металлического, вакуумный пинцет не требует приложения каких-либо дополнительных усилий для фиксации элемента. Эта обязанность возложена на воздух, а точнее его отсутствие - вакуум.

Область применения устройства

Сфера применения определяется необходимостью выполнения тонких работ. В ювелирном деле прибор используется для точной установки драгоценных камней (вставок) в восковые модельные Элемент погружается на необходимую глубину, не нарушая структурной целостности модели.

В радиоэлектронной промышленности и в любительских мастерских пинцет облегчает захват и удержание радиодеталей, миниатюрных пластиковых и металлических частей. Еще одно важное свойство - большинство устройств имеет антистатическое исполнение. Микроэлектроника сегодня характеризуется невероятной плотностью активных компонентов в кристалле чипа. Несмотря на малую величину электростатического разряда, последствия для внутренней структуры интегральной схемы могут быть критическими. А это, в свою очередь, не исключает выхода из строя всего, порой дорогостоящего, электронного оборудования.

Вакуумный пинцет будет хорошим подспорьем при манипуляциях с деталями часовых механизмов, с элементами, имеющими в своем составе опасные химические вещества.

Механические устройства

Более доступны в бюджетном отношении приборы с механическим (ручным) приводом. В простейшем случае пинцет представляет собой резиновую грушу с присоской на конце. Такой инструмент (Например, Bubl-Vac (США), способен удерживать до 115 грамм). Представляет собой самое экономичное решение, но им не совсем удобно работать с очень мелкими деталями.

Пинцет вакуумный FFQ939 имеет уже более продвинутую и изящную конструкцию. Максимальный вес поднимаемой детали - 40 г. Комплектуется тремя термостойкими присосками разного диаметра (4, 6 и 10 мм). Надежен и прост в эксплуатации. По сути, это та же резиновая груша, но упрятанная в красивый серебристый цилиндр (чуть толще обычного карандаша), оканчивающийся иглоподобной насадкой.

Похожее конструктивное исполнение имеет манипулятор "Вампир" (Elme, Италия), но вместо груши у него поршень. Классическая комплектация выглядит несколько богаче. Присоски вакуумного пинцета представлены в различных вариантах: силовые - для монтажа микросхем в сокеты, жаростойкие - для удаления горячих чипов при выпаивании.

Существенным минусом подобных устройств является постепенная разгерметизация и, как следствие, ослабление или полная потеря фиксации детали.

Самодельный вакуумный пинцет

Сейчас даже в глухой провинции, воспользовавшись услугами мировой паутины, можно заказать в интернет-магазинах любой инструмент с доставкой в ближайшее почтовое отделение. Но если на ожидание не хватает сил (сжигает жажда творчества), изготовить простейший вакуумный пинцет своими руками реально всего за пять минут. Все что для этого потребуется, приобретается в ближайшей аптеке и строительном магазине:

• медицинский одноразовый шприц (2-5 мл) с иглой;
• переливания крови);
• Силиконовый герметик или фум-лента.

Вместо поршня в шприц, с уплотнением соединения, заводится конец пластиковой трубки от капельницы - и вакуумный пинцет собственного производства готов!

Все в детстве пили коктейли через трубочку, поэтому механизм действия устройства понять несложно. Поднес иглу, втянул воздух через второй конец трубочки и элемент зафиксирован.

Электрический привод

Конструкции электрических вакуумных пинцетов отличаются огромным разнообразием. При желании каждый может выбрать инструмент, исходя из финансовых возможностей - от демократичных моделей отечественного или китайского производства до сложных технических комплексов западных монстров электронной индустрии.

Разряжение на рабочих органах таких устройств (150-600 мБар) создается электрическими насосами (компрессорами) диафрагменного типа, мощностью от 5 до 30 вт. В комплекте обычно поставляются сменные антистатические термостойкие присоски различного диаметра и концевые иглы нескольких конфигураций. Способны удерживать детали весом до 200 грамм. Стоит отметить, что все выпускаемые устройства довольно компактные и малошумные.

Обзор популярных моделей

Пинцет вакуумный "Магистр" производства одноименного саратовского научно-технического центра - малогабаритный и эргономичный инструмент. Вес прибора составляет всего 40 грамм, электрическая мощность - 3 Вт, усилие разряжения - 150 мБар. Комплектуется силиконовыми присосками трех типоразмеров: 3, 6 и 9 мм.

Еще один представитель российского производства - ВМ-0.8 (ООО НТФ "ТЕРМОПРО", Москва) позиционируется как супермощный, быстрый и удобный инструмент, рекомендуемый для серийного монтажа радиокомпонентов. Комфортная работа оператора обеспечивается ножной педалью управления откачкой воздуха. Величина вакуума имеет плавную регулировку от 200 до 450 мБар. Потребляемая мощность - 5 Вт. В наборе три присоски (5, 8 и 13 мм) и четыре игольчатых штуцера.

Завершает обзор Quick 381А (КНР). Потребляемая мощность - 15 Вт. Разряжение в 250 мБар позволяет манипулировать деталями весом до 120 грамм. Вес самого прибора - около килограмма. Комплектуется сменными присосками, иглами и ножной педалью управления.

Профессиональное оборудование

Для использования в промышленных целях производятся довольно сложные и дорогостоящие системы. Могут быть как одноканальные (с одним вакуумным выходом на пинцет), так и многоканальные системы, обслуживающие сразу несколько рабочих мест. Профессиональные изделия щедро комплектуются сменными насадками, дополнительными аксессуарами и многими полезными функциями.

Например, V8-100А от Virtual Indastries (Колорадо, США) комплектуется 9 типоразмерами присосок и 16 иголками всевозможных конфигураций, массой подставок, держателей и кронштейнов. Для управления может использоваться ручной или ножной насос включается и выключается автоматически при снятии захвата с держателя. Комфортность работы гарантирует увеличительное стекло большой площади на подвижном кронштейне и лампы светодиодной подсветки.

Как из ручного вакуума сделать электрический

Многие радиолюбители делают электрический вакуумный пинцет своими руками из ненужного аквариумного компрессора. Впрочем, вся переделка и заключается в том, чтобы герметично соединить его вход (штуцер забора воздуха) с входом самодельного или приобретенного (того же FFQ939) зажима. Для соединения используется пресловутая пластиковая прозрачная трубка от капельницы. Если в качестве присосок использовать от ненужной компьютерной клавиатуры или DVD-привода, и при этом добиться герметичности всех соединений, получится неплохой вакуумный пинцет.

Компрессор аквариумный по мощности подходит идеально и обеспечит необходимую величину разряжения. Управлять вакуумом можно просверлив в корпусе пинцета отверстие 2-3 мм. А дальнейшее совершенствование девайса - дело личной инициативы и технического творчества. В этой области всегда есть к чему стремиться.

Работа с SMD-компонентами

Применение SMD-элементов гарантирует увеличение плотности монтажа. При массовом производстве упрощается технологическая цепочка изготовления печатных плат (выпадает операция сверления отверстий). Поэтому SMD-детали постепенно вытесняют из употребления традиционные с проволочными выводами, как в промышленности, так и любительской радиоэлектронике.

Элементы поверхностного монтажа удобны, но миниатюрны. Вакуумный пинцет для SMD-монтажа - не роскошь, а необходимость. Он позволяет быстро и точно разместить детали на плате.

BGA-компоненты

Дальнейшее совершенствование технологии поверхностного монтажа радиокомпонентов, стремление разработчиков электронных устройств минимизировать линейные размеры своих изделий привели к созданию микрочипов в корпусе BGA (аббревиатура от англ . - массив шариков ). Монтажные шариковые контакты расположены по всей нижней поверхности корпуса микросхемы, что существенно увеличивает плотность монтажа. Кроме выигрыша в размерах, BGA-компоненты отличаются повышенным рассеиванием тепла. За счет уменьшения длины выводов значительно снижается влияние фоновых наводок, что позволяет увеличить значение рабочих частот и скорость обмена информацией.

Единственный минус - сложность проведения ремонтно-восстановительных работ. Выполнение демонтажа, реболлинга (восстановления контактных шариков припоя), монтажа BGA-элементов требуют не только большого опыта, специальных навыков, строгого соблюдения технологии, но и наличия профессионального оборудования и оснастки. Вакуумный пинцет для BGA - непременный атрибут такого набора.

В составе систем

Радиолюбители в своем арсенале, кроме вакуумного пинцета, должны иметь определенный припой, флюс, паяльную маску, инфракрасную паяльную станцию или хороший термофен.

Профессионалы используют для выполнения подобных задач специальные комплексы. Например, TF-550 - конвекционная система, предназначенная для работы с BGA-элементами с расстоянием между контактными площадками до 1 мм. Это довольно сложное интеллектуальное устройство с заданием термопрофиля конвекционного потока, нижним подогревом платы и т. д. Подробнее хочется остановиться на устройстве термопаяльника. Он представляет собой очень эргономичный инструмент, в состав которого входит и регулируемый вакуумный пинцет (захват), расположенный с соплом на одной оси.

В процессе работы пинцет не только фиксирует элемент, но и выполняет функцию опоры для паяльника. Это избавляет радиомонтажника от необходимости следить за постоянством зазора между соплом и корпусом элемента.

Краткие итоги

Для большинства радиолюбителей вопрос о необходимости наличия вакуумного пинцета в арсенале оборудования давно решен - однозначно нужен! Хотя найдутся скептики, возражающие, что и пальцами замечательно располагают элементы поверхностного монтажа. Как говорится - имеют право.

Но даже если кому-то и нравится жечь руки, современные технологии диктуют свои условия. Плотность размещения деталей на электронных платах приближается к таким величинам, что не только пальцы - миниатюрные бранши не заведешь между ними. Вакуумный пинцет для микросхем в корпусах QFP тоже не имеет альтернативы. Тонкие планарные выводы по периметру чипа легко загнуть или повредить любым другим инструментом.

А вот какую модель выбрать, каждый решает сам, исходя из характера и объема выполняемых работ. Ассортимент, представленный на современном рынке, позволяет с легкостью это сделать.

В последнее время проверка SMD деталей при помощи стандартных щупов стала занимать много моего времени. И вот в голову пришла мысль о том, что можно смастерить самодельный специальный SMD-пинцет, используя щупы от старого мультиметра DT832.

Основой послужили две половинки от пинцета. К половинкам припаяны провода от ненужных щупов. На каждую половинку пинцета натянуто две мягкие резиновые трубки, они создают нужное сопротивление и расстояние при сжатии. Половинки соединены между собой изолентой, после этого между половинками вставляем предмет, которым регулируем расстояние между контактами.

Получившийся пинцет выполняет все функции обычных щупов. Собственное сопротивление пинцета получилось около 0,8 Ом.

В дополнение можно сделать переходник для измерения емкостей. Из ненужного мультиметра - того же DT832, была отпаяна и отрезана плата с гнездами для подключения щупов. Гнезда удлинил двумя "штырьками", которые затем вставляются в заводской переходник от мультиметра (можно и без него). Вставляем щупы и вперед - измерять емкости!

Специально для измерения малых емкостей SMD конденсаторов, сделал специальный переходник из кусочка текстолита с двумя штырьками для контактов.

Выполнен рестайлинг всего модельного ряда вакуумных пинцетов.

Вакуумные пинцеты - специальные приспособления, предназначенные для удобного неповреждающего подъема и перемещения электронных компонентов с гладкой непористой поверхностью с максимальным весом до 200 г. Применяются преимущественно при установке SMD-элементов.

Преимущества электровакуумных пинцетов:

1. Удобство. Вакуумный пинцет позволяет радиомонтажнику с минимальными усилиями устанавливать SMD-компоненты. Благодаря высокой мощности, с их помощью можно оперировать любыми электронными компонентами для выполнения любых операций при ремонте и производстве.
2. Скорость. Квалифицированный сотрудник, используя профессиональный SMD вакуумный манипулятор, может устанавливать на плату до 600 электронных компонентов в час. Это значительно увеличивает производительность труда и эффективность предприятия.
3. Риск повреждения электронных компонентов отсутствует. Для их перемещения и установки используется термостойкие присоски, которые не повреждают микросхемы при контакте. Вакуумный пинцет для SMD позволяет исключить вероятность повреждения электронных компонентов со значительным весом и размерами.
4. Простота использования. Для удобства работы электровакуумный пинцет снабжен ножной педалью управления. Это позволяет увеличить скорость выполнения операций, а также снизить нагрузку на оператора.
5. Минимальный риск электростатического повреждения. Ручка, присоски и воздушный шланг изготовлены из антистатических материалов. Благодаря этому вероятность повреждения электронных компонентов при работе оператора минимизируется.

Многие задаются вопросом, как правильно паять SMD-компоненты. Но перед тем как разобраться с этой проблемой, необходимо уточнить, что же это за элементы. Surface Mounted Devices – в переводе с английского это выражение означает компоненты для поверхностного монтажа. Главным их достоинством является большая, нежели у обычных деталей, монтажная плотность. Этот аспект влияет на использование SMD-элементов в массовом производстве печатных плат, а также на их экономичность и технологичность монтажа. Обычные детали, у которых выводы проволочного типа, утратили свое широкое применение наряду с быстрорастущей популярностью SMD-компонентов.

Ошибки и основные принцип пайки

Некоторые умельцы утверждают, что паять такие элементы своими руками очень сложно и довольно неудобно. На самом деле, аналогичные работы с ТН-компонентами проводить намного труднее. И вообще эти два вида деталей применяются в различных областях электроники. Однако многие совершают определенные ошибки при пайке SMD-компонентов в домашних условиях.

SMD-компоненты

Главной проблемой, с которой сталкиваются любители, является выбор тонкого жала на паяльник. Это связано с существованием мнения о том, что при паянии обычным паяльником можно заляпать оловом ножки SMD-контактов. В итоге процесс паяния проходит долго и мучительно. Такое суждение нельзя считать верным, так как в этих процессах существенную роль играет капиллярный эффект, поверхностное натяжение, а также сила смачивания. Игнорирование этих дополнительных хитростей усложняет выполнение работы своими руками.

Пайка SMD-компонентов

Чтобы правильно паять SMD-компоненты, необходимо придерживаться определенных действий. Для начала прикладывают жало паяльника к ножкам взятого элемента. Вследствие этого начинает расти температура и плавиться олово, которое в итоге полностью обтекает ножку данного компонента. Этот процесс называется силой смачивания. В это же мгновение происходит затекание олова под ножку, что объясняется капиллярным эффектом. Вместе со смачиванием ножки происходит аналогичное действие на самой плате. В итоге получается равномерно залитая связка платы с ножками.

Контакта припоя с соседними ножками не происходит из-за того, что начинает действовать сила натяжения, формирующая отдельные капли олова. Очевидно, что описанные процессы протекают сами по себе, лишь с небольшим участием паяльщика, который только разогревает паяльником ножки детали. При работе с очень маленькими элементами возможно их прилипание к жалу паяльника. Чтобы этого не произошло, обе стороны припаивают по отдельности.

Пайка в заводских условиях

Этот процесс происходит на основе группового метода. Пайка SMD-компонентов выполняется с помощью специальной паяльной пасты, которая равномерно распределяется тончайшим слоем на подготовленную печатную плату, где уже имеются контактные площадки. Этот способ нанесения называется шелкографией. Применяемый материал по своему виду и консистенции напоминает зубную пасту. Этот порошок состоит из припоя, в который добавлен и перемешан флюс. Процесс нанесения выполняется автоматически при прохождении печатной платы по конвейеру.

Заводская пайка SMD-деталей

Далее установленные по ленте движения роботы раскладывают в нужном порядке все необходимые элементы. Детали в процессе передвижения платы прочно удерживаются на установленном месте за счет достаточной липкости паяльной пасты. Следующим этапом происходит нагрев конструкции в специальной печи до температуры, которая немного больше той, при которой плавится припой. В итоге такого нагрева происходит расплавление припоя и обтекание его вокруг ножек компонентов, а флюс испаряется. Этот процесс и делает детали припаянными на свои посадочные места. После печки плате дают остыть, и все готово.

Необходимые материалы и инструменты

Для того чтобы своими руками выполнять работы по впаиванию SMD-компонентов, понадобится наличие определенных инструментов и расходных материалов, к которым можно отнести следующие:

• паяльник для пайки SMD-контактов;
• пинцет и бокорезы;
• шило или игла с острым концом;
• припой;
• увеличительное стекло или лупа, которые необходимы при работе с очень мелкими деталями;
• нейтральный жидкий флюс безотмывочного типа;
• шприц, с помощью которого можно наносить флюс;
• при отсутствии последнего материала можно обойтись спиртовым раствором канифоли;
• для удобства паяния мастера пользуются специальным паяльным феном.

Пинцет для установки и снятия SMD-компонентов

Использование флюса просто необходимо, и он должен быть жидким. В таком состоянии этот материал обезжиривает рабочую поверхность, а также убирает образовавшиеся окислы на паяемом металле. В результате этого на припое появляется оптимальная сила смачивания, и капля для пайки лучше сохраняет свою форму, что облегчает весь процесс работы и исключает образование «соплей». Использование спиртового раствора канифоли не позволит добиться значимого результата, да и образовавшийся белый налет вряд ли удастся убрать.

Очень важен выбор паяльника. Лучше всего подходит такой инструмент, у которого возможна регулировка температуры. Это позволяет не переживать за возможность повреждения деталей перегревом, но этот нюанс не касается моментов, когда требуется выпаивать SMD-компоненты. Любая паяемая деталь способна выдерживать температуру около 250–300 °С, что обеспечивает регулируемый паяльник. При отсутствии такого устройства можно воспользоваться аналогичным инструментом мощностью от 20 до 30 Вт, рассчитанным на напряжение 12–36 В.

Использование паяльника на 220 В приведет к не лучшим последствиям. Это связано с высокой температурой нагрева его жала, под действием которой жидкий флюс быстро улетучивается и не позволяет эффективно смачивать детали припоем.

Специалисты не советуют пользоваться паяльником с конусным жалом, так как припой трудно наносить на детали и тратится уйма времени. Наиболее эффективным считается жало под названием «Микроволна». Очевидным его преимуществом является небольшое отверстие на срезе для более удобного захвата припоя в нужном количестве. Еще с таким жалом на паяльнике удобно собирать излишки пайки.

Использовать припой можно любой, но лучше применять тонкую проволочку, с помощью которой комфортно дозировать количество используемого материала. Паяемая деталь при помощи такой проволочки будет лучше обработана за счет более удобного доступа к ней.

Как паять SMD-компоненты?

Порядок работ

Процесс пайки при тщательном подходе к теории и получении определенного опыта не является сложным. Итак, можно всю процедуру разделить на несколько пунктов:

1. Необходимо поместить SMD-компоненты на специальные контактные площадки, расположенные на плате.
2. Наносится жидкий флюс на ножки детали и нагревается компонент при помощи жала паяльника.
3. Под действием температуры происходит заливание контактных площадок и самих ножек детали.
4. После заливки отводится паяльник и дается время на остывание компонента. Когда припой остыл - работа выполнена.

Процесс пайки SMD-компонентов

При выполнении аналогичных действий с микросхемой процесс пайки немного отличается от вышеприведенного. Технология будет выглядеть следующим образом:

1. Ножки SMD-компонентов устанавливаются точно на свои контактные места.
2. В местах контактных площадок выполняется смачивание флюсом.
3. Для точного попадания детали на посадочное место необходимо сначала припаять одну ее крайнюю ножку, после чего компонент легко выставляется.
4. Дальнейшая пайка выполняется с предельной аккуратностью, и припой наносится на все ножки. Излишки припоя устраняются жалом паяльника.

Как паять при помощи фена?

При таком способе пайки необходимо смазать посадочные места специальной пастой. Затем на контактную площадку укладывается необходимая деталь - помимо компонентов это могут быть резисторы, транзисторы, конденсаторы и т. д. Для удобства можно воспользоваться пинцетом. После этого деталь нагревается горячим воздухом, подаваемым из фена, температурой около 250º C. Как и в предыдущих примерах пайки, флюс под действием температуры испаряется и плавится припой, тем самым заливая контактные дорожки и ножки деталей. Затем отводится фен, и плата начинает остывать. При полном остывании можно считать пайку оконченной.