В любой компании, занимающейся разработкой электроники в России регулярно поднимаются два вопроса, которые приводят к жарким холиварам: как паять прототипы и где запускать серийное производство. Ответ на каждый вопрос, по сути, сводится к выбору между аутсорсом либо производству собственными силами. В статье описывается личный опыт обустройства лаборатории для прототипирования единичных экземпляров и мелкосерийного производства электроники собственной разработки. Возможно, кому то он окажется полезен при построении собственного свечного заводика.
Чтобы статья получилась максимально практичной в ней будут приводиться ссылки на поставщиков оборудования, которое используется нами. Не сочтите за рекламу.
Прототипирование единичных плат при разработке
Начинали с типичного набора: паяльник плюс фен. Паста наносилась на плату ручным дозатором, электронные компоненты расставлялись пинцетом, после чего вся плата прогревалась феном. Результат получался крайне нестабильный: каждая 2-ая - 3-ья плата оказывалась нерабочий по причине: залипух, непропаев и перегретых микросхем. Вызвано это было двумя проблемами:
ручное дозирование паяльной пасты обладало крайне низкой повторяемостью (по причине человеческого фактора). Трафарет использовать возможности не было в силу частого применения микросхем c шагом 0.4-0.5мм и smd-компонентов в корпусах 0402 и 0201.
прогрев платы феном приводил к тому, что прежде чем пады микросхем нагревались до нужной температуры (температуры оплавления припоя), сама микросхема разогревалась на несколько десятков градусов выше этой самой температуры оплавления.
В итоге, проблема была решена покупкой следующего оборудования:
прецизионный вакуумный дозатор паяльной пасты ND-350;
компрессор воздушный безмасляный bambi PT24;
нижний подогреватель платы НП-24 с регулятором термопрофиля ТП 1-10кд;
микроскоп SE400-Z;
После этого монтаж прототипов свелся к следующей последовательности:
компрессором подается 2 Атм на дозатор;
дозатором наносится паяльная паста на контактные площадки;
пинцетом (в ручную) расставляется SMD-мелочевка, а вакуумным пинцетом в составе дозатора расставляются микросхемы (QFN и BGA в том числе). При расстановке задействуется микроскоп.
после этого плата с нанесенной паяльной пастой и расставленными компонентами переносится на подогреватель плат;
на плату устанавливается датчик температуры;
на ПК, к которому подключен регулятор температуры запускается графическая утилита редактирования термопрофиля с который и запускается процесс нагрева и охлаждения подогревателя плат по заданному термопрофилю;
В итоге, на порядки удалось снизить количество случаев непропая/залипух/перегрева. Соответственно, выросла повторяемость. Уже не гадаем, затаив дыхание, заработает спаянная плата или нет.
Достигнутые технологические нормы монтажа:
SMD-мелочевка вплоть до 0201;
микросхемы QFN/LQFP с шагом вплоть до 0.4 мм;
BGA микросхемы с шагом вплоть до 0.8 мм;
Пример нанесения пасты на футпринты 0201 и QFN-микросхему с шагом 0.5мм (нижняя на фото):
Учет и хранение электронных компонентов
Помимо собственно монтажа, при разработке электроники и ее прототипировании довольно головоломным является вопрос учета и хранения электронных компонентов. Для прототипирования, как правило, закупаются компоненты в количествах 2-10-100 штук, которые приходят в обрезках лент и в пакетиках. Если вы работаете над разработкой нескольких устройств, то номенклатура компонентов, необходимых для монтажа может достигать сотен наименований. И если у вас не организован учет и хранение компонентов, то монтаж прототипа устройства сводится к следующей неприглядной картине: монтажник обкладывается коробками, в которых лежат десятки пакетиков с различными компонентами и при расстановке компонентов на плату, монтажник раз за разом перебирает пакетики в поисках нужного компонента. Не стоит даже заикаться о производительности труда при таком подходе.
Необходимо вводить учет и хранение компонентов, чтобы в любой момент времени вы знали есть ли у вас такой-то компонент, в каком количестве (хотя бы приблизительно) и где его взять. Чем меньше времени занимает на поиск компонента, тем лучше.
Учет мы начинали с excel файла. После этого запилили простое серверное приложение. Веб-интерфейс его выглядит следующим образом:
По сути, простая табличка с возможностью одновременно поиска по каждому полю. Преимуществ перед excel-файлом два:
поиск одновременно по нескольким полям. Например, нужно найти какой-нибудь конденсатор емкостью 0.1uf и в корпусе 0402 с температорой от -40;
доступность с любого ПК/смартфона; Бывает полезно, когда возникает необходимость узнать наличие компонента, а вы не в офисе;
На бэке обычный Postgresql с двумя-тремя таблицами. Пишется на коленке за пару дней. Если кому-то будет интересно, - выложу наше поделие на github.
Как хранить компоненты? Первым делом на ум приходят кассетницы:
Но они бывают не очень удобны для SMD-рассыпухи. Гораздо бОльшая плотность хранения достигается, если расскадывать SMD-рассыпуху в пустые SMD-книги:
При должной дисциплине, если все посылки с компонентами сразу же расскладывать по книжкам и кассетницам, и сразу же вносить в базу, то разбуди вас ночью вы сможете сказать, есть ли у вас в наличии stm32f103cbt6 и сколько их осталось.
Эргономика
Не бойтесь экспериментировать с расстановкой. Например так:
И последнее: при разработке не экономьте на вытяжке. Дышать формальдегидами не полезно для здоровья. Самая дешевая локальная вытяжка стоит в пределах 1-2 зарплат монтажника.
Мелкосерийное производство
Наиболее распространенное мнение по поводу того, где дешевле производить электронику, - в Китае. Но если быть более точным, то там дешево обходится массовое производство: тысячи и десятки тысяч изделий. Если же речь идет о десятках-сотнях устройств, то издержки связанные с логистикой и растаможкой (ввозить готовые устройства дороже, чем комплектующие) становятся заметными и очевидность ответа на вопрос снижается. К примеру, популярный лоу-костер jlcpcb.com предлагает такие тарифы. На первый взгляд все очень красиво, $0.0015 за точку пайки, но если копнуть глубже, то выясняется, что все компоненты у них делятся на две группы: "обычные" и "не обычные". Обычные уже заряжены в фидеры на сборочных линиях и их установка действительно стоит те самые доли цента. Но если в вашей плате есть "не обычные" компоненты, которые нужно в ручную заряжать в фидеры, то каждая такая операция обойдется вам уже в $3 за компонент. При размещении заказа вы так же можете заметить, что цены на компоненты заметно выше, чем если бы вы их приобрели на "их" складе - lcsc.com. Вы можете поискать другую производственную компанию, но навряд ли вы найдете что-то более дешевое, особенно, если вам нужно спаять 10-100 плат.
В итоге, мы долгое время заказывали платы с частичным монтажом в Китае. Недостающие компоненты паяли сами. И тут возникала дилемма: либо паять самим и тратить на это время, либо заказывать мелкосерийный монтаж на аутсорсе, который либо обходился дорого (компании по SMD монтажу), либо возникали вопросы к качеству (подслеповатый дедушка с феном).
В итоге, эта проблема долгие годы висела незакрытым гештальтом. Постоянно присматривался к бюджетным (читай Китайским) SMD-установщикам. Выбор сильно ограничивался, поскольку нам нужна была точность хотя бы 0402 и крайне желателен был интегрированный автоматический дозатор пасты. Одно время почти решились на покупку VP2800HP. Но в самый последний момент наткнулись на нелицеприятный отзыв. В добавок к этому постоянно сталкивался с отзывами на форумах, что Китайцы, получив деньги за станок резко теряли к вам интерес и у людей возникали вопросы с тех. поддержкой.
В итоге, станком мы обзавелись только когда появился отечественный станок Сатурн-Атлас, заткнувший за пояс по соотношению цена/качество и Китай, и многие западные дорогие станки, такие как Mechatronika M10V.
Заявленные Сатурном характеристики (вплоть до 0201 и QFN-0.4мм) казались нереальными при такой стоимости (990к руб со встроенным дозатором паяльной пасты). Но потребность в станке уже настолько назрела, что все-таки внесли аванс (на свой страх и риск) за станок и стали ждать поставки. Спустя 4 месяца его доставили в упакованном виде:
Спустя две недели приехал инженер пуско-наладки, 4 дня сборки станка и обучения работе на нем получили вот такого красавца в работе:
К большому облегчению, станок соответствует всем заявленным характеристикам: 0201 и QFN-0.4мм (включая нанесение паяльной пасты!):
Еще одной особенностью является стоимость фидера - 4.5к рублей. У многих других производителей установщиков SMD-компонентов стоимость питателей гораздо выше. Что в итоге приводит к тому, что полный комплект питателей порой стоит как сам станок. В итоге, станок с дозатором, с НДС, с пусконаладкой, с 16-ью питателями обошелся в 1.1 млн. Осталось докупить оставшиеся ~40 питателей.
Комментарии (58)
AntonSor
31.12.2021 10:31Спасибо, очень интересно. То есть уже от сотни образцов, получается, установщик окупается. А печь?
almaz1c Автор
31.12.2021 11:05До появления станка мы заказывали частичный монтаж на jlcpcb с допайкой оставшихся элементов в ручную. Выходило довольно дёшево, но ручной монтаж отнимал много времени. В итоге, станок приобрели скорее с целью снизить затраты времени, нежели снизить стоимость изделий.
Об окупаемости речи пока не идёт, увы, поскольку на данный момент это скорее крайне дорогостоящее хобби, нежели бизнес: лаба всасывает в себя гораздо больше денег, чем их приносит.
На печь пока не стали тратиться, - нижнего подогревателя плат вполне хватает при текущих объемах.
diakin
31.12.2021 11:18А заказать на стороне?
almaz1c Автор
31.12.2021 11:25+1Монтаж вы имеете ввиду? Смотрел, изучал, - нигде в бюджет не прошел. Самое дешевое, что нашел, - 1.1 руб за точку пайки. Но даже в этом случае монтаж SoM модуля с двумя BGA и тремя QFN микросхемами обходился бы в 500+ руб, что очень дорого при розничной стоимости $27-$37.
Karlson_rwa
31.12.2021 19:04что очень дорого при розничной стоимости $27-$37
Это у вас не розничная стоимость, а себестоимость, судя по всему (по крайней мере ваш iMX6 стоит порядка 15 баксов в розницу и еще десятка за микроновскую память, плюс остальные компоненты тоже не бесплатные, плюс плата на четыре (надеюсь) слоя), в которую еще и труд не включен. 500рэ за монтаж такой платы вполне себе норм цена, четверть от стоимости бома. Или вы эти платы ниже себестоимости продаете? В общем странная у вас калькуляция.almaz1c Автор
31.12.2021 19:24MCIMX6Y2CVM05AB выходит $6.16. DDR3 в районе $4. Это оптовые цены. Вы, видимо, розничные цены смотрите.
Karlson_rwa
31.12.2021 20:15Вы всё на lcsc покупаете?
almaz1c Автор
31.12.2021 20:30Нет конечно. Сейчас там только пассивку можно найти по более менее адекватной цене.
Karlson_rwa
31.12.2021 22:05octopart.com/search?q=MCIMX6Y2CVM05AB¤cy=USD&specs=0
Расскажите, пожалуйста, если это не большой секрет, где тогда взять iMX6 по 6 баксов, если не в lcsc (насчет которого я сильно сомневаюсь почему-то)?almaz1c Автор
31.12.2021 22:28
Все более-менее "активное" (процессоры, микросхемы) закупаю в Avnet, в Российском подразделении. Но они оптовики. В сентябре MCIMX6Y2CVM05AB закупил по цене $5.14 до уплаты НДС при растаможке. Спасибо Avnet, - немногие, кто в условиях дефицита не накручивает ценник. Даже не знаю, что бы без них делал.
Кое что удается прикупить на АлиЭкспресс по очень "вкусным" ценам. Видимо, работяги прут с заводов компоненты. По другому не могу объяснить откуда у них такие цены. Главное брать у продавцов с рейтингом выше 95%, - тогда риск обмана минимален.
А lcsc скурвился, - начал в условиях дефицита накручивать ценники в 3-6 раз.
daggert
01.01.2022 00:32Не подскажите альтернативы LCSC? Хочу отработать пачку устройств, но как-то цена стала прям очень ой-ой у китайцев со сборкой
almaz1c Автор
01.01.2022 00:57АлиЭкспресс. Очень многие микросхемы удается там найти по самой низкой цене.
Бесплатные образцы напрямую с сайта murata.com
Платные образцы напрямую с сайта TI.com (очень быстро доставляют)
Mouser с доставкой pochtoy com.
До кризиса полупроводников закупался ещё на digikey, promelec и terraelectronica. Но щас они сильно просели по доступной номенклатуре.
Насчёт lcsc советую для дорогих компонентов поискать (параметрическим поиском там же на сайте) дешёвые аналоги китайских noname производителей. Они щас активно продвигают китайских малоизвестных производителей (с дисконтом, видимо).
daggert
01.01.2022 18:14А в чем причина использования mouser с pochtoy? У них-же бесплатная доставка до склада в Ленинграде, а оттуда в среднем в пределах 1к выходит.
almaz1c Автор
01.01.2022 21:16Вот цена на компонент, если вы зарегестрированы как покупатель с адресом в пределах США:
Вот цена на этот же компонент, если вы зарегестрированы как покупатель с адресом в России:
Цена выше на 70% ($13.9 против 8.3). При этом доставка по штатам до складского адреса pochtoy.com в Штатах <$10. Доставка SuperFast со склада pochtoy.com еще что-то около $20. Итого $30.
А вот сроки, которые предлагает PM Electronics (дистрибьютор Mouser в РФ):
2-3 недели до склада (не быстрее, чем pochtoy.com).
raf329
02.01.2022 11:42Правильно ли я понимаю, что pochtoy.com может забрать позиции прямо со склада mouser? (т.к. по факту место жительства заказчика не в USA).
almaz1c Автор
02.01.2022 11:51Не совсем. Последовательность действий следующая:
Регистрируетесь на сайте pochtoy.com под своим именем-фамилией. Они автоматически присвоят вам адрес в Штатах, завязанный на их склад. При регистрации указываете свой адрес в России (или любой другой стране).
Регистрируетесь на сайте mouser.com под своим именем-фамилией, но в качестве адреса указываете адрес, присвоенный вам на шаге №1 (адрес в штатах).
После этого, при каждом заказе на mouser.com, они будут отправлять посылку на склад pochtoy.com, а на сайте pochtoy.com вам нужно будет заказывать доставку входящей посылки до вашего адреса в России (или любой другой стране). Доставку посылки на pochtoy.com можно оформлять заранее, не дожидаясь, пока посылка с маусера придет на склад pochtoy.com, - нужно лишь знать трек номер посылки, отправленной маусером.
При доставке от маусера до pochtoy.com выбирайте самый дешевый тариф (ground что-то там за $6-$8), а при доставке с pochtoy.com до вас - тариф superfast.
И последняя хитрость, при оформлении доставки посылки на pochtoy.com вместо "resistor CC0402FR-071KL, 100 pcs" указывайте "set of resistor CC0402FR-071KL, 1 pcs", чтобы избежать отказа от таможни.
KorDen32
31.12.2021 11:41+1Удивило, что маркировка ячеек от руки. Это переходный вариант, или в самом деле не заморочились покупкой простого принтера этикеток? Ведь так можно было бы сделать простую форму распечатки этикеток из базы и на каждую ячейку налепить две этикетки — одну постоянную с номером ячейки и вторую с текущей номенклатурой, в том числе закодированной с помощью 1D-баркода, чтобы можно было быстро искать в базе.
almaz1c Автор
31.12.2021 12:12+1Интересная идея, даже не задумывался об этом, спасибо)
Похожее решение (с QR-кодами) хочу прикрутить для хранения катушек с компонентами.
lelik363
31.12.2021 12:55Кто работает с остатками и как происходит актуализации базы данных компонентов? Кто вводит «первичку» и производит сопровождение закупки компонентов?
almaz1c Автор
31.12.2021 13:06Кто работает с остатками и как происходит актуализации базы данных компонентов?
Монтажник. При сборке платы выбирает нужное устройство и при установке каждого парт намбера нажимает на соответствующую строку таблицы, - на бэк улетает запрос, который уменьшает количество остатков на количество компонентов, напаянных на плату:
С появлением станка, видимо, потребуется его интеграция с сервисом, чтобы не остаться с пустыми катушками в самый разгар монтажа.
Кто вводит «первичку» и производит сопровождение закупки компонентов?
Я. В ручную, увы.
Mike-M
31.12.2021 13:20Достигнутые технологические нормы монтажа:
микросхемы QFN/LQFP с шагом вплоть до 0.4 мм;
BGA микросхемы с шагом вплоть до 0.8 мм;
При этом в описании нижнего подогревателя платы НП-24 сказано:Качественная пайка микросхем типа BGA, QFN, QFP по этой технологии затруднена из-за отвода тепла в массивный корпус. Обычно монтаж таких компонентов производят отдельной операцией, используя проверенную инфракрасную систему пайки, например ИК-650 ПРО.
almaz1c Автор
31.12.2021 13:25+1Несколько лет уже так паяем, полет нормальный. Монтаж BGA отдельной операцией, на отдельном станке, да еще и в ручную, имхо, перебор. О какой-либо производительности в этом случае можно забыть.
OGR_kha
31.12.2021 16:06А нет технологии нанесения пасты по трафарету пульверизатором? Настроить минимальный размер капли и вуаля. Правда, паста должна быть не густой.
Karlson_rwa
31.12.2021 18:51Про трафареты вам уже всё написали, я полностью согласен с комментарием nixtonixto.
С хранением в книжках не понятно: после того, как достаете компонент из заводской упаковки режете ленту, кладете в книжку. А ленту что, еще и подписывать что ли? А если не подписывать, то как потом разбирать остатки после монтажа? Спорное решение, в общем, либо я чего-то не понял.
И еще вопрос про панель из статьи — как вы эти свои платы потом разделяете? Отверстия видно, но их недостаточно для адекватного разделения. Фрезеруете что ли? Зачем тогда отверстия?
Зачем полигоны сеточкой???
Да, надеюсь, вы паяете на столе не прямо со всем этим оборудованием рядом?
nixtonixto
31.12.2021 22:51+1Платы ломаются по этим отверстиям, их достаточно. Мостики с той стороны, где они не упрутся в корпус, поэтому фрезеровать пеньки не надо, но сам мостик остаётся на одной из плат и его приходится выламывать пассатижами, поэтому предпочитаю скрайбирование. Полигоны сеткой для того, чтобы разность термокоэффициентов расширения меди и текстолита не выгибала плату в печке, но такого плохого текстолита я давно не видел, поэтому у себя сеткой не делаю. Так проще, меньше импеданс и лучше теплоотвод, и на заводе расход раствора для травления меньше.
Karlson_rwa
01.01.2022 01:07Спасибо, конечно, но я хотел бы услышать автора, это ему были адресованы вопросы :)
Karlson_rwa
01.01.2022 01:19
На мой взгляд вот по этим линиям не хватает отверстий. Иначе, опять же на мой взгляд, при выламывании платы из панели в таких углах возможно расслоение пакета платы, потому что изгиб идет сразу с двух направлений. И потом такое в любом случае напильником доводить.
Или я не прав?
almaz1c Автор
01.01.2022 01:09Извините, все переделаю.
Karlson_rwa
01.01.2022 01:20Не понял ваш ответ :) Зачем извиняться и что-то переделывать? Я просто хотел узнать, почему вы сделали именно так, как сделали.
Bobovor
01.01.2022 07:16+3Я в свое время монтажил руками 0402 на заказ. На платах было в районе 150 компонентов, трафарет и паяльная паста отсутствовали как класс. (но это дело не меняет).
Самое лучшее, что я придумал, это пересыпать компоненты в ячеистые боксы и монтажить по 5 плат разом, предварительно набирая нужное кол-во компонентов из этих боксов в кучки перед платами, предварительно их все еще переворачивая. (лучший способ перевернуть SMD компонент - взять его пинцетом и долбануть аки сотку об стол).
Быстрее этого руками я не знаю как делать.
Воняло ужастно, даже с вятжкой за борт. Отказался и завязал с этим, т.к. после монтажа 20 плат за день, было ощущение сильнейшего бадуна.
smoluks4096
Круть. А если все это обородувание полностью окупится, вообще вау. А чем вакуумный дозатор лучше нанесения пасты лопаткой по трафарету?
almaz1c Автор
Пытался использовать трафаретный принтер для платы с 0201 и QFN с шагом 0.4мм - ничего путного не вышло. Постоянно наблюдал, что на часть площадок паста не попадала, а другие наоборот - слипались. Хотя, может это только у меня не получилось подружиться с трафаретами.
Kroleg
Трафареты были стальными?
almaz1c Автор
Да, стальные безрамочные трафареты минимальной толщины (от jlcpcb). Кстати, помимо вопросов по качеству нанесения пасты трафаретом меня смутило ещё и то, что выравнивание трафарета по плате тоже занимало много времени. Для qfn-0.4 это приходилось делать под микроскопом.
smoluks4096
а если попробовать толстый direct heat трафарет, который не гнется от нагрева? чтобы нанес и сразу феном оплавил
almaz1c Автор
Компоненты же вначале нужно установить и только после этого оплавлять, чтобы компоненты припаялись
smoluks4096
окей, это видимо только для bga сработает
Bobovor
Насчет qfn хз, tqfp100 12x12 норм наносится при свежей пасте.
SergeyMax
Иногда проще использовать 0402 вместо 0201, тем более платы по компоновке совсем не похожи на те, где обычно используются 0201). А QFN должен трафаретом совершенно спокойно запаиваться.
Regressor
Та же история. Тут на днях надо было запаять новую плату, на которой в числе прочего был MicroHDMI 46765-0001 (с шагом 0.4) - ну вот никак. Несколько раз подряд пробовал и все равно образовывались мостики. Рядом стоят TPD4E05U06DQAR (шаг 0.5) и все отлично.
nixtonixto
Вы заказывали трафарет без электрополировки и/или использовали слишком жидкую (залипание) или с слишком крупным зерном (застревание в щелях) пасту. И на мелком шаге трафарет вначале надо пару раз промазать вхолостую, чтобы паста смочила все щели — потом пойдёт веселей. На трафарете результат всегда идеален и повторяемый (если паста не нонейм и не просрочка с комочками), поэтому имхо дозатор — не нужен. Пару прототипов можно из шприца намазать, а потом заказать у китайцев трафарет под принтер за 30 долл с доставкой. И с дозатором вы попадаете на деньги с очень дорогой пастой с мелким зерном, под трафарет с шагом до 0,4 мм достаточно китайской пасты стоимостью 25 долл за 500 грамм.
За 10+ килодолл лучше бы купили 4-головочный Неоден, в вашем автоматическая замена головок поддерживается? Без неё надо минимум 4 головки, иначе 0402, 1206, сот-23, соик-8 и qfp-64 поставить невозможно, нужны головки разных размеров. На каждой плате менять вручную головки, когда плат — под сотню — слишком утомляет и отвлекает от проверки плат, доустановки пары не влезших в питатели компонентов, загрузки в печку в соседнем помещении… Самый минимум — 2 головки, но часть компонентов придётся ставить пинцетом.
И вы заблуждаетесь, что хватит 56 питателей. Часто используемых бобин — около сотни, у меня — такое количество: b.radikal.ru/b09/2112/cd/57b66240026a.jpg Тоже выбирал 5 лет назад — брать TVM-802B с примитивными питателями или Неоден с ямаховскими, стоимостью 60-90-120 долл в зависимости от ширины ленты. Взял TVM и не прогадал — заправлять ленту в механизм не сложнее заправки питателя, а экономия до 10 тысяч долларов.
Ммм… Мой TVM ставит в 2 раза быстрей (до 5600 компонентов двумя головками и реально за час с паузами на смену плат разматывает бобину 0603 светодиодов), погрешность гораздо меньше 0,05 мм (чипы с шагом 0,5 мм — с очень небольшим несущественным смещением, если головка уже расшаталась со временем), при этом стоит раза в 4 дешевле вашего станка без учёта питателей.
Для всех — с учётом затрат времени и здоровья печка и трафаретный принтер окупаются на партиях по 10...20 плат, самый дешёвый станок типа TVM — от 30...100 плат, нормальные станки — при объёмах от 300...1000 плат в месяц. За 5 лет на моём TVM однажды от вибрационной усталости металла отвалился вал двигателя, таких двигателей полно на Али и в местных магазинах. Ремни и механика в идеале, рекомендую его всем. Ещё пришлось под все винты в движущихся частях подложить гроверные шайбы, иначе периодически что-то откручивалось и со звоном падало на пол. Извиняюсь что всё в куче — карма в минусе.
almaz1c Автор
Да, я подозревал, что просто не научился правильно готовить трафареты. Что ж поделать? Ставки сделаны. После такого неудачного опыта пришел к выводу, что лучше потрачусь на автоматический дозатор, снизив количество ручных операций.
Замечу лишь, что на вашем фото 0603 и LQFP-0.8мм (возможно ошибаюсь), мне же нужно 0201 и шаг 0.4мм.
Да, полная автоматизация: и нанесение пасты, и установка компонентов, и замена головок.
Вы имеете ввиду Neoden-4 или NeodenS1? Одно время присматривался к Neoden-4, - от покупки отказался, прочитав вот этот комментарий.
Про Neoden-7 отзывы по лучше, но в Россию поставляется только дистрибьюторами. А они заломили двойной ценник:
Стоимость питателей от $158. Полный комплект питателей - еще плюс $5000-$6000. Итого, заплатив $30k получаем установщик без дозатора.
Да, уже не хватает. Приходится перебирать BOM всех изделий, чтобы их хоть как-то унифицировать.
Присматривался к нему также, но не смог найти на профильных форумах явного упоминания того, что он надежно ставит 0402. Вы, судя по фото, 0603 используете?
Плюсанул в карму
nixtonixto
На фото — микросхема с шагом 0,5 мм. 0,4 пропечатывается точно так же, но здесь уже вылезают нюансы с настройкой лазера. Резонит калибрует лазер раз в год, и к середине срока он начинает вырезать отверстия на 0,05+ мм меньше, то есть под шаг 0,25 вы заказали апертуры шириной 0,2 мм (рекомендуется на 0,03...0,05 мм меньше, с запасом на люфт лазера и чтобы было меньше залипаний после оплавления), а они нарезали 0,15. Вы попробуете схитрить и расширите апертуры до 0,27 мм — а они перекалибруют лазер и вырежут 0,3 мм… Для микросхем с шагом 0,5 это ещё приемлемо, а шаг 0,4 и 0,35 для ESP32 вырезаем только у китайцев, они в 0,01 укладываются всегда.
Мне повезло, у моего станка тупо таблицы с координатами и углом поворота каждого элемента станка — каждого слота питателей, головок, камер относительно нулевой координаты. Например, если вторая головка начинает захватывать на 0,1 мм ниже, чем первая — то просто прибавляем к её координате по Y 0,1 мм и всё становится идеально. Подстраивать приходится очень редко. ПО работает отлично, плюс мне на фрилансе написали простенький конвертор, преобразующий CSV файл экспорта из САПР сразу во внутренний формат станка, с подстановкой номера питателя и головки для каждого компонента. Поэтому от нажатия кнопки Экспорт до старта установки проходит минут 5, если все ленты заряжены.
Это какой-то новый Неоден, мне предлагали со стандартными ямаховскими питателями CL серии a.aliexpress.com/_AmxRA0
Люфт позволяет ставить и 0402, и 0201, в настройках можно выбрать расстояние 2 мм между компонентами в ленте, а головки — стандартные Juki 500-й серии, которые тоже могут захватывать такую мелочь, так что всё должно быть хорошо. Используем 0603 т.к. на них есть маркировка и между ножками проходит дорожка 0,25 с зазорами 0,25 — это самый дешёвый техпроцесс для всех платоделов, заводиков грубее уже не осталось.
Это такой агрегат, единственная функция которого — очень точно опускать на плату трафарет.
Люфт реально на уровне 0,01 мм — т.е. если в начале работы вы его идеально подстроили под плату, то и на сотой плате без микроскопа вы не сможете увидеть смещение. Из дешёвых выбирать надо именно такую модель, с сеткой отверстий на станине — есть без отверстий, с приклеиванием платы на скотч, поэтому повторяемость так себе, не мельче соик.
Плата в таком принтере крепится в специальных столбиках диаметром 1...1,5...2 мм, которые входят в отверстия в плате, поэтому, если сверло попадает ровно в центр отверстий, то смещение во всей партии плат получается околонулевым. Жёлтые латунные столбики — подпорки, чтобы ракель (нож, которым наносят пасту) своим прижимом не прогибал плату — если она отойдёт на 0,05 мм, то паста продавится под трафарет и может затечь на соседние пятачки у микросхем с мелким шагом. Для точной подстройки положения трафарета есть крутилочки по бокам.
Если у вас нет конвейера, то автоматический принтер не нужен, перерасход денег. В ручном совсем ненапряжно закрепить плату и провести ракелем, хорошее зрение тоже не надо, а один раз настроить можно и под увеличилкой.
almaz1c Автор
Звучит разумно.
Позволю себе Станиславское "не верю", что станок за 411к сможет ставить 0201, если даже у производителя заявлено от 0402. Было бы интересно глянуть, как ваш подход (трафарет + TVM802B) покажет себя на 0201 на практике.
nixtonixto
0603 ставит легко, даже без калибровки, 0402 легко, но перед началом работы желательно подогнать координаты, чтобы хватал ровно за центр, 0201 может сплёвывать, но захватывать на скорости 50...80% должен. Для примера могу показать это видео, здесь скорость 100% (максимум для станка 130%, но обычно ставлю 80% чтобы снизить нагрузку на ремни). На видео один из питателей 0603 надо подстроить на 0,1 мм влево, было лень — головка хватает надёжно, а погрешность установки исправит паста в печке, натянув компонент на пятачки.
Вспомнил, 0201 он официально не ставит потому, что контроль захвата компонента — по датчику давления, а уже у 502 головки отверстие настолько маленькое, что датчик иногда выдаёт ложноположительное значение, будто отверстие перекрыто компонентом. У 501 головки отверстие ещё меньше, а без контроля ставить такую пыль… Пробовал подкрутить на компараторах в головке, даже менял компараторы на прецизионные ОУ — не получилось, не хватает чувствительности датчика давления и сама помпа качает с 50-Гц рывками, которые вызывают дребезг на выходе датчика, а датчики с клапанами склеены в единый неразборный блок, поэтому не заменить. Поэтому ставить можно только без контроля…
Но имхо, если бы мне дали миллион наличными (разница в цене станков), я бы, наверное, перевёл проекты с 0201 на 0402 и ставил дешёвым.
almaz1c Автор
Чувствуется вагон опыта) Не думали статью написать?)
Bobovor
Чет у меня сомнения, что оно 0402 осилит. 0603 - верю, хотя мне кажется и не без мата настраивалось.
Сами работаем лишь с 1206, но даже с ними - мороки дофига. С другой стороны у нас нет человека кто занимается станком - я распинал, что бы как-то работало и хрен с ним.
vap1977
Не подскажете модель трафаретного принтера? У нас безымянный китаец, сетка отверстий и столбики присутствуют, но люфты все-таки сильно мешают, ни о каких 0.1 и речи не идет, аж приходится на каждой плате визуально "по блеску" довыравнивать и рукой прижимать.
nixtonixto
Принтер ZB3040H.
От них же и печка, ZB3520HL. Брали на заводе, они отгружают даже по 1 шт.
При покупке печки ОБЯЗАТЕЛЬНО сразу берите комплект ламп — при доставке предыдущей печки одна лампа побилась, заказал её на Али — пришла битая, заказал ещё раз сразу 2 шт — целой доехала только одна. В итоге стояла разобранной месяца 4, а запланированные под неё заказы паял феном…
N-Cube
Можете пояснить, что это и как используется? Гугл по такому запросу только машины для татуировок выдает :)
almaz1c Автор
Что-то в этом духе. Станок, в который заправляется лист стали (трафарет) в котором лазером выбит рисунок, соответствующий контактным площадкам печатной платы. Плата подкладывается под этот трафарет и по нему, обычной лопаткой размазывается паяльная паста, которая, благодаря отверстиям в трафарете попадает строго на контактные площадки платы.
AntonSor
Спасибо, пригодится ваша информация, когда начальству буду обосновывать
Krasnoarmeec
Ваших комментариев вполне хватит на полноценную статью. Читаются хорошо, тема интересная, немного доработать и в печать.
Уверен, сообщество одобрит, и будет Вам благодать в карму. ;-)
daggert
Не подскажите какую пасту используете?