Jak skutecznie nakładać pastę lutowniczą Amtech NC-223-ASM na płytki SMD?

Tue Jul 31, 2007 11:50 am   

Zainspirowany wątkiem: "Jak nakładacie pastę?" postanowiłem spróbować tej
techniki lutowania. Do tej pory większe serie zlecałem firmom kontraktowym,
mniejsze prototypowe lutowałem sam, lub zlecałem kolegom. Problemem są małe,
szybkie serie, na które kontraktowi kręcą nosem "bo dłużej będzie uzbrajał
automat niż montował" a montaż ręczny pochłonie kilka - kilkanaście dni.
Kupiłem w TME pastę Amtecha NC-223-ASM jako dedykowaną do nakładana ręcznego
(nie śmierdzi). Mam kilka formatek do zmontowania i do tego szablon, mam
również trochę płytek jeszcze w fazie prototypu, do których nie mam
szablonu.
Wyczytałem że do prototypów pastę nakłada się dyspenserem ze strzykawki.
Swoją pastę kupiłem w puszcze 0,5kg, więc wyposażyłem się w strzykawkę 2cm^3
i najgrubszą igłę jaką znalazłem fi=1,2mm.

Pierwsze próby nakładania pasty były koszmarne - to nie chce się trzymać
padów. Rozmazuje się zbyt cienko. Precyzyjne naniesienie pasty strzykawką na
pad jest prawie niemożliwe. Jak Wy to robicie? Może igła jest za gruba?

Potem spróbowałem zwiększyć przyczepność pasty płytki i psiknąłem ją
kalafonią w sprayu Flux SK10. Trochę było lepiej. Tak wyglądały żałosne
próby nanoszenia pasty na pola. Częsciowo już się udawało. W jednym miejsu
zrobił się duży kleks. Myslę że trochę treningu pozwoliło by osiągnąć lepsze
efekty. Nie dałem rady nanieść równomiernie na pady pod scalak SO8, więc w
miarę równomiernie rozmazałem pastę na całości rzędu padów - w końcu to
tylko test.
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/recznie_pasta.jpg

Elementy kładą się w miarę przyzwoicie Element RC gdy się go wciśnie w pastę
już sam nie odpada.
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/recznie_elementy.jpg

Lutuję to termodmuchawą kupioną w hipermarkecie. Trzeba pogrzać
kilkadziesiąt sekund w końcu pasta rozbłyśnie lśniącą powierzchnią
roztopionego metalu i gotowe.
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/recznie_gotowe.jpg
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/recznie_gotowe2.jpg - widok pod większym
kątem
Tam gdzie był kleks (za dużo pasty) zrobiła się duża kropla cyny zlewajaca
pady i opornik stanął na sztorc.

Próbowałem nanosić pastę przez szablon - jest o niebo lepiej. Co prawda
szablon jest do innej płytki, ale znalazłem grupę otworów w miarę pasującą
do padów na płytce. Jest problem z pozycjonowaniem szablonu. Da się równo
ustawić, ale to zabawa. Popróbuję jeszcze z magnesami. Może kilka zestawów
neodymów wystarczająco ściśnie PCB i szablon. Docelowo trzeba pewnie będzie
kupić drukarkę matrycową, ale póki co nie mam pod ręką wolnych 20kzł. Może
da się gdzieś taniej?

Jako rakli użyłem wizytówki. Nie jest to optymalne narzędzie, ale do testu
wystarczyło.
Tak wygląda lut po nałożeniu pasty przez szablon:
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/szablon_gotowe.jpg
Ilość cyny jest znacznie bardziej równomierna na poszczególnych padach.

Jeżeli macie jakieś swoje doświadczenia w tej materii byłbym wdzięczny za
podpowiedź jak to zrobić lepiej.

--
Piotrek.
http://www.pitlab.pl

Tue Jul 31, 2007 1:32 pm   

Hello Piotr,

Tuesday, July 31, 2007, 12:50:02 PM, you wrote:

[...]


Jaki śliczny nagrobek :)

[...]

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Tue Jul 31, 2007 2:00 pm   

do nanoszenia pasty uzywam fabrycznego dispenseda kupionego za ok 500 EUR
jakims sposobem pasta sie tryma bez problemow, tam, gdzie ja poloze
kupuje paste od raz uw strykawkach
taka nakladana z pudelka nie chciala sie trymac.

na dniach bede lutowal kilka plytek to porobie fotki w roznych stadiach.

Tue Jul 31, 2007 2:16 pm   

Tak wyglądają wypadki przy pracy :-)

Ciąg dlaszy bitwy o szybkie, łatwie i przyjemne lutowanie:
Po próbach odważyłem się na wyprodukowanie pierwszej formatki. Tak wyglada
stanowisko robocze:
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/szablon_stanowisko.jpg

Całość leży na płycie pilśniowej. Mocowanie szablonu magnesami. Te co mam
(5x5x1) są trochę za słabe, bo muszą ścisnać przez 3mm płytę pilśniową +
1,5mm PCB. W każdym bądź razie szablon nie przemieszcza sie nad płytką.
Tak wygladają otwory w szablonie zapchane pastą:
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/szablon_pasta.jpg

A tak wyglada płytka z nsniesioną pastą - "cud miód" (jak na pierwszy raz).
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/szablon_pasta_nalozona.jpg

Trochę problemu jest z dużymi padami - pasta zsuwa sięz nich (większa
przyczepność do rakli niż do pcb). Trochę trzeba się nagłaskać, ale da się
zrobić. Jak na razie znalazłem tylko kilka elementów bez pasty (nakładałem
bardzo oszczędnie). Na próby i tą formatkę zużyłem ok 1cm^3 pasty.
Teraz ukłądam elementy. Jak skończę i nie będzie zadnej tragedii to wrzucę
zdęcia z położonymi elementami i po lutowaniu.
Samo układanie wymaga mocno przecyzyjnej ręki. Trzeba poożyć za pierwszym
razem i lekko docisnąć. Gdy jużsiedociśnie i trzeba zdjęć element to
ponownie trzyma sie już kiepsko. Z tym jest trochę jak z układaniem glazury-
tam też klej nanosi się specjalnym, rowkowanym narzędziem i sztuka polega na
utrzymaniu równej wysokości wszystkich płytek względem płaszczyzny podłoża.


jest w strzykawkach jest znacznie droższe od tego w puszce. W takim razie
kupię jeszcze kilka różnych strzykawek. Czego Ty używasz?
Może ta w puszcze jest za gęsta?



--
Piotrek.
http://www.pitlab.pl

Tue Jul 31, 2007 6:52 pm   

Pasta przeznaczona do dyspensera jest sprzedawana zwykle w strzykawkach.
Taką też powinieneś kupić.
Pastę ze strzykawki wyciska się za pomocą sprężonego powietrza.
Igłę możesz zastosować nawet o mniejszej średnicy np. 0.7 mm.
Jej długość powinna być niewielka np. 10 mm.
Lekkie ogrzanie pasty np. do 30-40 st. zmniejsza jej lepkość co ułatwia
(przyspiesza) wyciskanie i polepsza jej przyleganie do płytki.


Paweł

Tue Jul 31, 2007 7:02 pm   

Ciąg dalszy. Tak wygladają ręcznie położone elementy na pastę spod szablonu:
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/szablon_elementy1.jpg
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/szablon_elementy2.jpg

Nie jest idealnie. Pasta jest dosyć sucha, element w niej osiada ale nie
przykleja się do niej. Da się ręcznie wypozycjonować elementy aby były
równo, ale okazuje sie że to nie jest najważniejsze, bo po roztopieniu
napięcie powierzchniowe cyny wyrównuje elementy. Daleko temu wyrównaniu do
ideału, ale jest to spora pomoc. Wyrównywanie nie działa na obudowy okrągłe
np. minielf.

Tak wygląda płytka po zlutowaniu marketową dmuchawą:
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/szablon_gotowe1.jpg
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/szablon_gotowe2.jpg

Jest całkiem przyzwoicie. Na ponad 200 elementów SMD na płytkę (łącznie 4 w
formatce) ręcznie trzeba było porawić 6 sztuk (3 się zgubiły, 2 przekrzywiły
poza pad, 1 stanął na sztorc) . Może coś jeszcze dojdzie przy uruchamianiu,
ale zlecając montaż różnym firmom miewałem gorsze efekty.
Jest tochę problemów z samym grzeniem. O ile taka dmuchawa jest dobra do
przetopienia kilku elementów obok siebie to płaszczynę o powierzchni 5dm^2
trzeba grzać na kilkanaście razy. Po prostu strumień gorącego powietrza z
dmuchawy porywa za sobą zimne powietrze i chłodzi wszystko obok gównego
strumienia. Następną formatkę spróbuję zlutować w mini piecu z kartonowego
pudełka - nie będzie tak dużego ruchu powietrza z zewnątrz. Tak czy inaczej
problem pieca jest poważny.

Bilans całości.
Lutując ręcznie przez 10-12 h dziennie dawałem radę zmontować 2 płytki.
Dzisiaj eksperymentując zrobiłem 4 niekompletne (brakuje jeszcze 4 scalaków
i montażu przewlekanego) w ciągu 7 godzin. Gdyby nie te brakujące scalaki
dałbym radę skończyć 4 płytki w ciągu 10 h pracy. Zysk czasu conajmniej
dwukrotny. Najwięcej schodzi się z samym układaniem elementów ale to chyba
ciężko będzie optymalizować. Ciekawy jestem jak się pracuje z ręcznym
półautomatem do układania np takim:
http://www.tme.pl/dok/b04/manipulator.pdf (~2MB). Czy to wogóle jest sens?

--
Piotrek.
http://www.pitlab.pl

Tue Jul 31, 2007 7:27 pm   

Sądziłem że to tylko kwestia opakowania. Czy mżesz plecić jakiś konkretny
typ pasty? Ewentualnie na co zwracać uwagę przy wyborze.


średnicach od 0,25 do 0,84mm. W pierwszej kolejności skrócę swoją a potem
spróbuję z mniejszą. Być może jest po prostu za gruba do padów pod elementy
0603.

--
Piotrek.
http://www.pitlab.pl

Thu Aug 09, 2007 8:46 pm   

Skończyłem montaż kilkunastu płytek opisywaną wyżej metodą (pasta przez
szablon i lutowanie dmuchawą) i wydaje mi się że doszedłem do perfekcji.
Pierwsze 2 formatki to było eksperymentowanie, potem szło gładko i niemalże
bezbłędnie. Pod koniec sprawność wzrosła mi do średnio 500% w porównaniu do
tradycyjnego ręcznego lutowania!

W skrócie kilka tips&trick'ów, które wyszły po drodze a nie były oczywiste
na początku.
- Nakładanie pasty przez szablon wychodzi znacznie lepiej jeżeli weźmie się
sporo więcej pasty niż trzeba. Jeżeli wezmę "na styk" to pasta słabo
przylega, odkleja się od większych padów podczas ciągnięcia raklą (kartą
kredytową). Jeżeli pod raklą wałkuje się kilka cm^3 pasty jest o niebo
lepiej.
- Mocowanie szablonu względem płytki. Dwa komplety magnesów neodymowych z
twardego dysku wystarczająco mocno przyciskają szablon do formatki. Formatkę
mam na kawałku pilśni i magnesem obejmuję pilśnię. Mniejsze magnesy, czy
taśma klejąca nie bardzo spełniały swoją rolę.
- Układanie elementów. Tutaj istotne jest równomierne dociśniecie elementu
do płytki. Jeżeli będzie jedną stroną trochę w górze to ma tendencję do
stawania dęba przy lutowaniu.

Próbowałem lutować dmuchając na płytkę w pudle, tak aby uzyskać bardziej
równomierny rozkład temperatury. Coś w tym jest, ale znacznie łatwiej jest
się poparzyć gorącym powietrzem, do tego zagrożenie pożarowe - pudło po
zlutowaniu jednej formatki lekko zaczyna dymić. Jest trochę lepiej, ale gra
raczej nie warta świeczki. Po tej metodzie miałem kilka nieprzetopionych
spoin w rogach płytki - w pudle gorzej widać.

Teraz zacząłem bawić się z płytką bez szablonu. Mam jeszcze 10 małych
płyteczek po ok 400 padów dla elementów RC głównie 0603 i scalaków SOIC,
dodatkowo kilka scalaków w TSSOP. Nanoszenia pasty strzykawką z igłą 1,2mm -
porażka. O ile dla kilku padów 0805 i 1206 efekt jest dostateczny to nie da
rady położyć na pad 0603. Zmieniłem igłę na 0,8mm i jest znacznie lepiej.
Pasta zamiast rozsypywać się po padzie wreszcie się klei.
Tak wygląda dawkowana igłą 1,2mm na padach 1206:
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/pasta12mm.jpg - porażka
a tak igłą 0,8mm na padach 0603:
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/pasta08mm.jpg - rewelacja!
Po prostu cieńsza igła zmienia konsystencję pasty z surowego "kruchego"
ciasta na maź o konsystencji pasty do zębów. Tak więc pasta (Amtech
NC-223-ASM) jest OK.

Niestety dziejeje się to kosztem siły potrzebnej do wyciśnięcia ze
strzykawki. Położyłem pastę na ok 150 padach i omdlewa mi ręka. Nie dam rady
dalej pracować. Tak to jest gdy wieczorami się ślęczy przed komputerem
zamiast iść na siłownię
Konieczny jest dyspenser. Na razie znalazłem dwa w Renex'ie:
http://www.renex.com.pl/pdf/wp1900.pdf za 1400pln
http://www.renex.com.pl/pdf/gdv20.pdf za 4kpln
Nie jestem pewien czy to pierwsze wymaga jeszcze zewnętrznej instalacji
sprężonego powietrza. W opisie jest mowa o ciśnieniu wejściowym i
wyjściowym, więc chyba tak

Kombajn Wellera: http://www.labem.pl/stacje_serwisowe.htm (4-ty od dołu) za
2keur
Tutaj mają kilka fajnych dyspenserów:
http://www.amb.pl/pub_produkty_68/Dyspensery.html ale aż boję się zapytać o
cenę.
w TME
http://www.tme.pl/system-dozowania-i-pozycjoner-jbc/arts/pl/b04/jbc-dp6070.html
za 4200pln
Może ktoś z Warszawy ma taki, lub podobny sprzęt i wypożyczyłby na 2-3 dni,
tak żeby móc się przekonać jak to działą i czy na pewno tego mi trzeba.
A moze nie wygłupiać się z automatami i spróbowac ręcznego dyspensera?

Do rozpracowania jest jeszcze metoda lutowania scalaków TSSOP. Nie dam rady
ręcznie nanieść pasty osobno na każdy pad. Mogę próbować rozmazać wstążkę
pasty na rzędzie nóżek, lub lutować tradycyjnie cyną ze szpulki. Jak Wy to
robicie?

--
Piotrek.
http://www.pitlab.pl

Thu Aug 09, 2007 8:56 pm   

Jedziemy dalej. Mądrość ludowa mówi że jeżeli masz problem to rozłoż go na
czynniki pierwsze - łatwiej będzie go rozwiązać.
Problem bolących rąk przy pracy ze strzykawką to wymóg dużego nacisku na
małą powierzchnię tłoka ale przede wszystkim konieczność trzymania małych
uszek strzykawki. To właśnie uszka najbardziej dają się we znaki. Znalazłem
na to patent: powiększacz skrzydełek:
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/klocek.jpg podebrany dzieciom z zestawu
drewnianych klocków.
Tak wygląda praca z tym "urządzeniem":
http://www.pitlab.com.pl/misc/smd/nakladanie_z_klockiem.jpg
Przede wszystkim rozkłada nacisk skrzydełek na całą dłoń oraz daje szansę
użycia obu kciuków do naciskania tłoka przez co będąc już wstępnie zmęczony
zrobiłem drugie tyle i jeszcze żyję. :-)

--
Piotrek.
http://www.pitlab.pl

Fri Aug 10, 2007 6:25 am   

Użytkownik "Piotr "PitLab" Laskowski" <pitlab@pulapka.wp.pl> napisał w
wiadomości news:f9fqv4$pll$1@node1.news.atman.pl...


kawałek plastiku a cena straszna, sprzedaje to TME, może Ci będzie
odpowiadał.
Piotr

Fri Aug 10, 2007 7:38 am   

Widziałem to, ale już z obrazka nie bardzo mi odpowiada. Oczywiście trzeba
było by pomacać a z tym ciężko. Dzisiaj idę do dentysty a tam też mają fajne
dyspensery do małych strzykawek (znieczulenia wkuwane w dziąsło). Spróbuję
obejrzeć a jeżeli się da to może nawet wypożyczę na chwilę do testów.
Przy okazji rzegrzebałem ofertę kilkudziesięciu sklepów medycznych i
stomatologicznych, ale na razie nie widzę tego przyrządu. Przynajmniej
zapytam się swojej pani doktor jak się to nazywa.

--
Piotrek.
http://www.pitlab.pl