2.3. Выбор варианта монтажа.

Развитием монтажно-сборочных работ на печатной плате является переход от монтажа компонентов с выводами к поверхностному монтажу безвыводных компонентов в микрокорпусах или компонентов с планарными выводами. Его преимущества по сравнению с традиционным методом сводятся к следующим:

Конструкционные:

• увеличение функциональной сложности на единицу площади (меньшие габариты микросборок);

• уменьшение размера конечного изделия (благодаря уменьшению размеров микросборок);

• улучшение частотных характеристик (вследствие уменьшения длины сигнальных шин);

• повышение помехозащищенности от электромагнитных, в частности радиочастотных, помех (из за уменьшения длины сигнальных шин);

Технологические:

• возможен полностью автоматизированный процесс сборки и монтажа;

• технология поверхностного монтажа компонентов (ПМК) проще поддается автоматизации, чем традиционная (компоненты разработаны с учетом возможности автоматизации сборки и монтажа на поверхность плат, что гораздо легче, чем в отверстия);

• повышение эффективности использования производственных площадей (на одной и той же площади с помощью ПМК можно изготовить больше изделий, чем при обычном монтаже);

• Снижение капитальных затрат;

• Снижение затрат на материалы (особенно в будущих изделиях);

• Уменьшение трудовых затрат (преимущественно из-за уменьшения объема ремонтных работ);

• Не требуется предварительной подготовки компонентов и соответствующего оборудования.

Преимущества, связанные с повышением показателей качества:

• улучшение качества пайки (исключение перемычек припоя);

• повышение надежности размещения компонентов на плате (переменные технологические факторы в ПМК контролируются);

• уменьшение количества слоев при том же самом уровне функциональной сложности (отказ от применения металлизированных сквозных отверстий существенно увеличивает площадь, отводимую под компоненты и трассировку устройств);

• уменьшение количества металлизированных отверстий, каждое из которых служит потенциальным источником дефектов.

Но наряду с преимуществами ПМК приходится решать ряд проблем связанных с его недостатками, например:

• затруднен отвод тепла (изделия ПМК требуют большего отвода тепла);

• необходимость обеспечения копланарности для компонентов на платах (особенно крупногабаритных компонентов);

• сложность выполнения ремонтных работ (при простоте демонтажа большинства чипов компонентов существуют трудности монтажа некоторых из них).

Преимущества ПМК перевешивают ее недостатки и в будущем проблемы, связанные с указанными недостатками ПМК, могут быть частично или полностью решены. До выбора оборудования и начала производства следует провести научно исследовательскую работу для решения основных проблем. Проведение этой работы требует времени однако это в конечном итоге себя оправдывает (из за уменьшения потерь при освоении ПМК).

Типы пмк сборок.

В электронной промышленности существует шесть общих типов ПМК сборки, каждому из которых соответствует свой порядок производства. Когда разработчик выбирает тип сборки, его целью должна быть минимизация числа операций, так как каждая операция может увеличивать промышленную стоимость. Существует специальный стандарт, в котором представлены основные виды сборок, разбитые по классам.

SMC и IPC документация по поверхностному монтажу на плтаы, IPC-7070, J-STD-013 и National Technology Roadmap for Electronic Interconnections включают следующие классификацию следующих схемы поверхностного монтажа:

• Тип 1 - монтируемые компоненты установлены только на верхнюю сторону или interconnecting structure

• Тип 2 - монтируемые компоненты установлены на обе стороны платы или interconnecting structure

• Класс А - только through-hole (монтируемые в отверстия) компоненты

• Класс В - только поверхностно монтируемые компоненты (SMD)

• Класс С - смешанная: монтируемые в отверстия и поверхностно монтируемы компоненты

• Класс Х - комплексно-смешанная сборка: through-hole, SMD, fine pitch, BGA

• Класс Y - комплексно-смешанная сборка: through-hole, surface mount, Ultra fine pitch, CSP

• Класс Z - комплексно-смешанная сборка: through-hole, Ultra fine pitch, COB, Flip Chip, TCP

Операции используемы при различных типах сборки:

• Нанесение пасты и установка ПМК компонентов на верхнюю сторону платы.

• Нанесение пасты и установка ПМК на нижнюю сторону платы.

• Нанесение клея и установка ПМК компонентов на нижнюю сторону платы с последующем его высыханием.

• Автоматическая установка DIP компонентов.

• Автоматическая установка координатных компонентов (такие как светодиоды и т.п.).

• Ручная установка других компонентов.

• Пайка волной или пайка инфракрасным излучением.

• Промывка плат.

• Ручная пайка компонентов.

Ниже будут рассмотренны основные варианты размещения компонентов на плате, применяемые разработчиками. Варианты, где используются корпуса компонентов типа: Ultra fine pitch, COB, Flip Chip, TCP пока не рассматриваются, так как российскими разработчиками печатных плат они почти не используются.