Grundlæggende. Montage og Loddeteknik

Transkript

1 Grundlæggende Montage og Loddeteknik

2 Hvad er jeres forventninger til kurset? Hvad er vores forventninger til jer 2

3 Målbeskrivelse - Deltageren kan: - anvende styklister og placeringstegninger - genkende almen forekommende komponenter - udføre grundlæggende montageopgaver på HMT - udføre grundlæggende montageopgaver på SMT - udføre grundlæggende loddeopgaver på HMT - udføre grundlæggende loddeopgaver på SMT - udføre egenkontrol af udførte opgaver iht. standarder - Deltageren har kendskab til: - ESD - mærkning, kodning og emballering af komponenter - udstyr og vedligeholdelse af udstyr - anvendelse af workmanship standarder/ipc - boxbuilding - anvendelse af mikroskop - montage og lodning på stik og kabler - flow og reflow produktionsprocesser( bl.a. pin in paste ) 3

4 Elektronik i Danmark 4

5 Elektronik i Danmark 5

6 Skruer og bolte - Hovedtyper 6

7 Skruer og bolte - Kærvtyper 7

8 Skruer og bolte - Bits 8

9 Skruer og bolte - Bitstørrelser 9

10 Skruer og bolte 10

11 Skruer og bolte - Dimension F.eks. M 6 X 12 M=metrisk gevind, 6=diameter, 12=længde 11

12 Skruer og bolte - Gevindtyper/-standard ISO - metrisk gevind ISO - tomme gevind ISO - rørgevind Whitworth 55 12

13 Skruer og bolte - Gevindtyper/-standard ISO metrisk ISO tomme 13

14 Skruer og bolte - Skruespidser 14

15 Skydelære 15

16 Skydelære 16

17 Praktisk udførelse - Opgave med mekanisk montage af print med skruer og det rigtige værktøj. - Hver anden får en anden opgave - Hvis hurtige begge typer - Lodderamme uden teori - Derefter teori, hvor der forklares om lodde processen. - Gerne tirsdag morgen, hvor der så loddes igen med den ny viden - Hvis færdige, lav en ny 17

18 Loddematerialer - Loddetin - Flus - Tinpasta 18

19 Loddematerialer - Blyholdig - Blyfri RoHS og WEEE direktiverne - Alle er enige om at en verden uden bly er et bedre sted at leve og derfor er der fokus på elektronikindustriens forbrug af bly og andre stoffer. EU har vedtaget et direktiv - RoHS (Reduction of certain Hazardous Substances), som forbyder brugen af bly, kviksølv, kadmium, hexavalent krom og visse brommerede flammehæmmere PBB og PBDE i elektroniske produkter markedsført efter 1. Juli RoHS II fra WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) Gør producenten ansvarlig for indsamling, behandling og gen-anvendelse af elektronisk affald også finansieringen. Det gælder for både nyt og gammelt affald. (produceret før og efter 3. August 2005) Indsamlingsfaciliteterne skal være klar til at modtage elektronik affald før 13. August Kina-RoHS 1. marts

20 Loddematerialer - Loddetin - Eksempler på metalsammensætninger for loddetin: Metaller Sammensætning Smeltepunkt Spidstemperatur Tin/Bly 63 Sn/37 Pb C C C Tin/Sølv 96,5 Sn/3,5 Ag C C C Tin/Kobber 99,3 Sn/0,7 Cu C C C Tin/Sølv/Kobber 95,5 Sn/4,0 Ag/0,5 Cu 96,5 Sn/3,0 Ag/0,5 Cu 96,3 Sn/3,0 Ag/0,7 Cu 95,5 Sn/3,8 Ag/0,7 Cu C C C C Tin/Kobber/Silicium 99,28 Sn/0,7 Cu/Si 0, C C C Tin/Kobber/Nikkel 99,28 Sn/0,7 Cu/Ni 0, C C C Tin/Sølv/Antimon 94.0 Sn/4,0 Ag/1,0 Sb C Tin/Sølv/Bismut 91,8 Sn/3,4 Ag/4,8 Bi C C Tin/Kobber/Bismut 90,0 Sn/0,5 Cu/9,5 Bi C C 20

21 Loddematerialer - Flus Loddetin med flus Flussen ligger i kanaler Fluspenne/ Flydende flus EKSTERN/ Flydende flus 21

22 Loddematerialer - Flus - Ordet flus kommer fra det latinske ord fluxus, der betyder flyde. - IPC klassificerer efter disse typer : - RO : Rosin (ægte/naturharpiks) ikke giftig, men kan give allergi - RE : Resin (kemisk) ikke giftig, men kan give allergi - OR : Organisk baseret på organiske syrer - IN : Inorganisk baseret på inorganiske syrer - Aktivering rensning eller ikke? - L0 L1 : Lavt aktivator indhold. Skal normalt ikke afrenses - M0 - M1 : Moderat aktivator indhold. Afrensning ofte nødvendig - H0 H1 : Højt aktivator indhold. Skal afrenses Flus - Et eksempel på en flus type : RO-L0 Loddetin - Flussens formål? - At rense for oxider og organiske forureninger på loddestedet - At fremme loddetinnets flydeevne, overføre varme til emnerne - At holde overfladen på loddetin og lederbaner oxidfri, mens tinnet er flydende 22

23 Loddematerialer - Flus - Virkningsgrad 23

24 Loddeudstyr - Loddestation Små partikler Loddestation med variabel temperatur indstilling. Temperaturen vælges efter loddeopgaven. Spidstemperatur ca (ved blyholdig) Spidstemperatur ca (ved blyfri) 24

25 Loddeudstyr - Loddespidsen 25

26 Loddeudstyr - Loddeprocessen - Lodbare komponenter - Spidsbredde/ type - Spidstemperatur - Loddetin - Spidsens tilstand Korrekt For lille For stor 26

27 Elektronik og elektricitet 27

28 Substratmateriale - PCB - Papir/Epoxy (UL FR3) - Glasfiber/epoxy (UL FR4) - Aluminiumoxid (keramik) - Specielle materialer 28

29 Substratmateriale - Laminat - Laminatopbygning: 8 lag af vævet glasklæde - Bindemateriale: Epoxy - Laminatbelægning: Kobberfolie - Brandhæmning (FR4 selvslukkende) 29

30 PCB (Printed Circuit Board) - Eksempel på PCB/printplade 30

31 PCB LODDESIDE KOMPONENTSIDESIDE 31

32 PCB - PCB monteret med komponenter 32

33 PCB - PCB uden overfladefinish og loddestopmaske 33

34 PCB - Overfladefinish HASL/HAL Kemisk nikkel/guld 34

35 PCB - Overfladefinish - Hot Air Solder level (HASL/HAL) - Kemisk nikkel/guld - Kemisk sølv - Kemisk tin - Organisk beskyttelse (OSP) 35

36 PCB-typer Gennem-pletteret Enkeltsidet/ Upletteret Flerlags print/ Multilayer 36

37 Placeringstegning og BoM (Bill of Material) 37

38 Montage på PCB 38

39 Montage på PCB 39

40 Loddeprocessen - Loddespidsen vælges efter loddeopgaven 40

41 Loddeprocessen - Temperaturprofil, hvad er det? 41

42 Loddeprocessen - Loddetemperatur 42

43 - Hulmonterede (HMD) - SMD (Overflademonteret) - Die s - Specielle komponenter 43

44 - T = Technology - A = Assembly - D = Device 44

45 - SMD - SMD komponenter er væsentlig mindre end HMT komponenter - Flere komponenter på mindre plads - Skal ikke forarbejdes (ben bukkes og klippes) som HMT = mindre omkostninger - Mindre lagerplads - Bedre egnet til maskinmontering 45

46 - Radiale - Axiale 46

47 - Modstand Symbol på modstand Måleenheden Ohm 2 vigtige værdier på R Værdien i Ohm Tolerancen i % R= Resistor Benævnes som: R, E, Ω, Ohm 47

48 - Ohms lov 48

49 - Modstand 49

50 - Modstande 50

51 - Modstande 51

52 - Modstande (Farvekode) 3 & 4 ringe Opbygning/ Farvekode Ω +/-5 % 3 rings modstande er altid 20% 52

53 - Modstande (Farvekode) 5 ringe Opbygning/ Farvekode , Ω +/-1%, M, K 53

54 - Modstande (Farvekode) 6 ringe Opbygning/ Farvekode Ω +/-1% 50* ppm 54

55 - Modstande (Farvekode) Farve Farve Tal Tal Tal X faktor Tolerance Temperaturcoefficient Navn "A" "B" "C" "D" "E" "F" Sort Brun ±1% 100 ppm Rød ±2% 50 ppm Orange k 15 ppm Gul k 25 ppm Grøn k ±0.5% Blå M ±0.25% Violet M ±0.1% Grå Hvid Guld 0.1 ±5% (*) Sølv 0.01 ±10% Det kan forekomme "Gul" anvendes i stedet for "Guld" på VR typer 55

56 - Modstande - Effektmodstande >1W (Watt) 1R8 2W K 56

57 - Modstande (Netværk) 57

58 - Modstande (Specielle) 58

59 - Modstande (Specielle) - Trimmebare (Potentiometre) 59

60 - Modstande (Specielle) - Trimmebare (Potentiometre) Lineær Logaritmisk P Potentiometer 60

61 - Modstande (Specielle) - Fotomodstand (LDR) 61

62 - Modstande (Specielle) - Temperaturafhængige (NTC/PTC) 62

63 Beregning - Præfikser Store talværdier derfor anvendes præfiks Hz, P3 på FM båndet = 89,7 MHz 1 Terabyte, f.eks. Harddisk = byte gram =? Kg 63

64 Eksempel på modstandsmontage - BoM - Placeringstegning Antal Placering Benævnelse Hustype Værdi/type 1 ST1 Fatning, Molex Molex 5 polet 1 R56 Underlag (perle) Keramik - 1 R55 10%, 2 W Effektmodstand 1 R 3 R53, R54, R56 5% 1,6 / 1,2 W Effektmodstand 1 R 1 R52 10 %, 5 W Effektmodstand 1 R 2 1 R51 10 %, 7 W Effektmodstand 1 R 10 R41-R50 1%, 0,25 W Modstand 1k0 10 R31-R40 5%, 0,25 W Modstand 560R 15 R16-R30 5%, 0,25 W Modstand 820R 15 R1-R15 5%, 0,25 W Modstand 329R 1 PCB Print nr. 3 FR4 Enkelt sidet 64

65 Komponentmontage 65

66 - Passive komponenter - Kondensatorer 66

67 - Passive komponenter - Kondensatorer Virker som et lille genopladeligt batteri Modtage en ladning og afgive igen Ladningen afhænger af kapacitetens størrelse 67

68 - Passive komponenter - Kondensatorer Måleenheden Farad 3 vigtige værdier på C Kapaciteten i Farad Tolerancen i % Prøvespændingen i Volt DC C= Capacitor Benævnes pf, nf µf mf F 68

69 - Passive komponenter - Kondensatorer - Opbygning Værdien afhænger af pladernes størrelse og afstand Store plader og lille afstand betyder stor Kapacitet 69

70 - Passive komponenter - Kondensatorer - Materialet mellem pladerne - Bestemmer typen på Kondensatoren - Keramisk - Papir, - Polyester 70

71 - Passive komponenter - Kondensatorer - Keramisk 71

72 - Passive komponenter - Kondensatorer - Keramisk Værdien aflæses direkte Værdien er angivet i talkode 72

73 - Passive komponenter - Kondensatorer - Keramisk 101= 100 pf K= 10% tolerance bogstavskode for tolerancer 1kV 73

74 - Passive komponenter - Kondensatorer - Polyester - Opbygning 74

75 - Passive komponenter - Kondensatorer - Polyester/polystyrol 75

76 - Passive komponenter - Kondensatorer - Polyester/polystyrol Værdien af læses direkte Når der er, i værdiangivelsen Er værdien angivet i µf Værdien kan være angivet i farvekode 76

77 - Passive komponenter - Kondensatorer - Trimmebare Værdien kan angives ved farven på komponenten, en farve på selve skruen eller påtrykt værdi i talkode 77

78 - Passive komponenter - Kondensatorer - Elektrolytkondensator - Polariseret - Større værdier - I beholder 78

79 - Passive komponenter - Kondensatorer - Elektrolytkondensator - Tantal 79

80 - Passive komponenter - Kondensatorer - Tantalkondensator 80

81 - Passive komponenter - Spoler Opgives i: - Henry - mh - µh Symbol Måleenheden Henry L= Selvinduktion 81

82 - Passive komponenter - Spoler - Isoleret CU tråd viklet omkring en kerne af metal - Isoleret CU tråd viklet om luft 82

83 - Passive komponenter - Spoler - Værdier fra få µhenry til nogle enkelte Henry 83

84 Kabler og ledninger 84

85 Kabler og ledninger - Afisolering 85

86 Kabler og ledninger - Afisolering 86

87 Kabler og ledninger - Afisolering og fortinning 87

88 Kabler og ledninger - Ledningsmontage på PCB 88

89 Kabler og ledninger - Ledningsmontage på PCB - Montagetegning Gaffelformet loddespyd Øjeformet loddespyd Loddetårn 89

90 - Halvledere - Diode Symbol på diode Anode Katode D= diode 90

91 - Halvledere - Diode 91

92 - Halvledere - Diode Lys diode / LED 92

93 - Halvledere - Diode Lys diode / LED / Syvsegment 93

94 - Halvledere - Transistor - Formelangivelse - T - Tr - Q Basis Collektor Emitter Collektor Basis Emitter 94

95 - Halvledere - Transistormærkning Kodning Europæisk standard 1. Bogstav A - Germanium B - Silicium C Indiumantimonid R - Kadmiumsulfid 2.Bogstav A- Alm. Diode B - Kapacitetsdiode C LF transistor D LF-Kraft transistor E Tunneldiode Y- Kraftdiode 140= Serienummer 95

96 - Halvledere - Transistorhustyper TO126/SOT32 TO220 SOT9 TO218 TO5 TO92 96

97 - Halvledere - IC (Integrated Circuit) Markeringer på DIL 14 97

98 - Halvledere - IC kredse 98

99 - Halvledere - IC kredse - Analoge og Digitale 99

100 Loddeprocessen - Lodningens udseende - Gull-Wing IC kreds Blyfri lodning Blyholdig lodning 100

101 ESD (Electro Static Discharge) - Antistatisk - Statisk ledende - Beskyttende 101

102 Loddeprocessen - Renhed - Rensning - Rengøring af printplader kan være nødvendig, hvis oxidering (iltning) er så kraftig, at en senere lodning ikke vil få en tilstrækkelig vedhæftning Rensning kan foregå i en ultralydsrenser. Der kan også forekomme rensning af printpladen efter lodning. Dette gøres for at fjerne eventuelle aktive flusrester fra printet. 102

103 Loddeprocessen - Renhed - Rensning - Manuelt - Ultralyd - Vaskemaskine - Plasma 103

104 Lodde- og montageprocessen - Gennempletteret PCB 104

107 Lodde- og montageprocessen - Rework - Udlodning - Sugetråd 107

108 Loddeprocessen - Loddemetoder - Bølgelodning - Selektiv lodning - Reflowlodning - Vapor Phase lodning Reflow Convection Reflow Vapor Phase Bølgelodning Selektiv lodning 108

109 Loddeprocessen - Loddemetoder - Bølgelodning 109

110 Loddeprocessen - Loddemetoder - Reflowlodning 110

111 Inspektion og kontrol - Forstørrelsesudstyr 111

112 - SMD - Chip komponenter - MELF komponenter 112

113 - SMD - Chip modstand - Chip kondensator 113

114 - SMD - Chip komponenter - Hustyper osv. 114

115 - SMD - Chip komponenter - Hustyper 115

116 - SMD - Chip modstand - Talkoder 116

117 - SMD - Chip komponenter - Alfanummeriske koder A6= MΩ Modstande er opgivet i Ω, kω eller MΩ A6=1µF Kondensatoren er opgivet i pf, nf eller µf M= µf K= nf Enhedsværdi= pf 117

118 - SMD - Chip modstand - Talkoder Tre cifre Første Tal Andet Tal Antal Nuller 0 0 Intet Er værdien under 10, bruges R til at angive et komma i modstands værdien ved modstande med tre tal som kode. Eks : 6,8 Ohm = 6R8 på selve komponenten

119 - SMD - Chip modstand - Talkoder Første Tal Andet Tal Tredje Tal Fire cifre Antal Nuller Intet Er værdien under 100, bruges R til at angive et komma i modstands værdien på modstande med en fire tals kode. Eks : 68,5 Ohm = 68R5 på selve komponenten

120 - SMD - Chip modstand - Opbygning 120

121 - SMD - Chip modstand - Opbygning 121

122 - SMD - Chip kondensator - Værdien kan kun aflæses på mærkaten på rullen 122

123 - SMD - MELF kondensator (MELF = Metal Electrode Leadless Face) - MELF 5,9 x Ø 2,2 mm - MINIMELF 3,6 x Ø 1,4 mm - MICROMELF 2,0 x Ø1,27 mm 123

124 - SMD - MELF farvekode 124

125 - SMD - Tantalkondensator - Polariseret kondensator - Værdien kan være oplyst som påtrykt værdi, talkode eller i alfanummerisk kode. - Ved talkode er grundenheden pf - Fx er en kondensator med talkode 105 = 1µF (10 med 5 nuller= pf 125

126 - SMD - Tantalkondensator - Prøvespænding Benævnelse Spænding G 4V J 6,3V A C D E V T 10V 16V 20V 25V 35V 50V 126

127 - SMD - Hustyper 127

128 - SMD - Elektrolytkondensator - Benævnes eksempelvis i hustyper AB,AC,AD, osv. 128

129 - SMD - Tolerancer Benævnelse Tolerance B +/- 0,1 pf C +/- 0,25 pf D +/- 0,5 % F +/- 1 % G +/- 2 % H +/- 2,5 % J +/- 5 % K +/- 10 % M +/- 20 % P +100 /-0 % R +30 /- 20 % S +50 /- 20 % Z +80/- 20 % 129

130 - SMD - Trimmemodstande (Potentiometre) - Lukket udgave - Åben udgave - Kun lukkede typer tåler rensning 130

131 - SMD - Trimmekondensator - Lukket udgave - Åben udgave - Kun lukkede typer tåler rensning 131

132 - SMD - Aktive komponenter - Halvledere - Dioder - Transistorer - IC er - Udgives i mange forskellige hustyper - Eks. På lysdioder 132

133 - SMD - Aktive komponenter (halvledere) - Dioder - Transistorer - IC kredse - Mange forskellige hustyper 133

134 - SMD - Aktive komponenter (halvledere) - Transistorer - HMT transistor BC547B i TO92 HUS - Husmarkering 1F=BC847B samme data som BC547B, bare i SMT udgave SOT 23 hus - Findes også i 1FR hvor Basis og Emitter er byttet rundt - Omsætningstabel fra kode til type og modsat SOT23 134