Спаять диодный мост своими руками: Как сделать диодный мост для зарядного устройства?

Как сделать диодный мост для зарядного устройства?

Многие автолюбители привыкли для своего автомобиля что-то делать собственными руками. Это намного удобнее, менее затратно и можно удостоверится в качестве проведенных работ. Такие манипуляции можно провести и с зарядным устройством от авто. Ведь мотивацией для этого станет то, что обычно его цена очень высока, а если сделать собственноручно, то затраты сократятся в несколько раз. Стоит попробовать.

Из чего сделать зарядное?

Самое интересное, что можно ничего не потратить для этого дела, а просто применить, то что можно найти в вашем гараже. А именно — преобразователь с лампового допотопного ТВ, снять с автомобильного генератора диодный мост, найти провода и клеммы, мультиметр, корпус и конденсатор.

Трансформатор стоит перемотать на 15 вольт энергии на выходе, провода требуются те, у которых диаметр сечения примерно от полутора миллиметров и выше (желательно медные). И теперь нужно подключить диодный мост по особой схеме. Хорошо, когда есть он готовый из генератора. А если нет, то как самому сделать диодный мост для зарядного устройства?

Изготавливаем диодный мост

Можно изготовить диодный мост зарядного устройства автомобиля самостоятельно и довольно несложно. По крайней мере, иметь диплом электрика для этого необязательно. Зачем вообще нужен мост? Как минимум для того, чтобы трансформировать переменное значение тока в постоянное.

Для этого необходимо взять четыре диода, последовательно подключить их по схеме к конденсатору, с понижением напряжения, которое будет снижаться с уровня примерно в 20 вольт и до 14 вольт соответственно. К мосту нужно припаять диоды и провода от нужных выводов. Не забудьте и о предохранителях! После этих манипуляций необходимо соединить крокодилы и штекер в корпусе, и в принципе, если все было выполнено по технологии и безопасно, то зарядное готово к использованию.

Выбирая модели диодов для диодного моста автомобильного зарядного устройства, стоит обратить внимание на такие модели, которые могут работать с силой тока от десяти ампер и выше того. Например, это могут быть такие разновидности диодов как Д424, Д245 и прочие.

Как проверить работоспособность вашего устройства на практике?

Чтобы удостовериться, что собранное вами устройство работает надежно и правильно, для начала стоит его исследовать и протестировать. Для этого необходимо в первую очередь вооружиться амперметром и вольтметром, а лучше сразу мультифункциональным мультиметром.

Вынуть его контактные измерительные щупы (чёрный и красный), проверить какое номинальное напряжение есть у вас на выходе из устройства, какое входное, измерить силу тока в постоянном значении и удостовериться, что она больше 10 ампер.

После этого, можно со спокойной душой собирать готовое зарядное устройство в приготовленный корпус и тестировать его непосредственно на самом автомобиле. Однако учтите, что зарядка будет происходить несколько медленнее, чем от прибора, который бы вы приобрели специально.

Опубликовано: 2020-11-12 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

как собрать своими руками в домашних условиях

Содержание

• 1 Что такое диоды
• 2 Однофазный и трёхфазный диодный мост
• 3 Принцип работы диодного моста
• 4 Выпрямитель
• 5 Преимущества двухполупериодного диодного моста
• 6 Недостатки полного моста
• 7 Конструкция
• 8 Маркировка выпрямителей
• 9 Диодный мостик своими руками
• 10 Выбор типа сборки
• 11 Проверка элементов
• 12 Использование барьера Шоттки
• 13 Видео

В электротехнике существует несостыковка. С одной стороны, передавать энергию на большие расстояния удобнее, если она имеет форму переменного напряжения. С другой, для питания смартфонов, светодиодов в лампочках, плат в телевизорах и подобной бытовой техники требуется постоянный ток. Данную проблему успешно решает такое семейство радиодеталей, как выпрямительные диоды.

Диодный мост схема

Что такое диоды

Диод – это полупроводниковый элемент на основе кристалла кремния. Ранее эти детали также изготавливались из германия, но со временем этот материал был вытеснен из-за своих недостатков. Электрический диод функционирует как клапан, т.е. он пропускает ток в одном направлении и блокирует его в другом. Такие возможности в эту деталь заложены на уровне атомарного строения его полупроводниковых кристаллов.

Один диод не может получить из переменного напряжения полноценное постоянное. Поэтому на практике используют более сложные сочетания этих элементов. Сборка из 4 или 6 деталей, объединённых по специальной схеме, образует диодный мост. Он уже вполне способен справиться с полноценным выпрямлением тока.

Интересно. Диоды обладают паразитной чувствительностью к температуре и свету. Прозрачные выпрямители в стеклянном корпусе могут использоваться как датчики освещённости. Германиевые диоды (прим. Д9Б) подходят в качестве термочувствительного элемента. Собственно из-за сильной зависимости свойств этих элементов от температуры их и перестали производить.

Однофазный и трёхфазный диодный мост

Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

Существует две основные разновидности выпрямляющих сборок:

• Однофазный мост. Чаще используется в бытовых электроприборах. Имеет 4 вывода. На два их них подаётся переменное напряжение, т.е. фаза (L) и ноль (N). С двух оставшихся снимается постоянное, т.е. плюс (+) и минус (-).
• Трёхфазный мост. Встречается в мощных промышленных установках и оборудовании, питающимся от сети 380 вольт. На его вход подаются три фазы (L1, L2, L3). С выхода так же снимается постоянное напряжение. Такие мосты отличаются большими размерами и внушительными токами, которые они способны через себя пропустить.

Трёхфазный выпрямитель

Принцип работы диодного моста

Металлоискатель Терминатор 3

Понять, как мост выполняет свою задачу, можно, разобравшись в том, как ведёт себя отдельный диод. Изначально имеются только два провода с переменным напряжением (L и N). Оно имеет форму синусоиды (рис. а). Если в схему добавить один диод, то он будет пропускать только положительную полуволну (рис. б), если этот компонент развернуть, то отрицательную составляющую (рис. в). Такое напряжение уже не будет переменным. Всё же оно не годится для питания серьёзных электроприборов. В нём наблюдаются моменты, когда ток совсем отсутствует. Применение четырёх диодов позволит получить постоянное напряжение без всяких прерываний (рис. г). Трёхфазные мосты выпрямляют по такому же методу. Однако они делают это одновременно с тремя синусоидами.

Форма напряжения после моста

Выпрямитель

Подбор стеллажного оборудования для склада

Полученное после диодного моста напряжение имеет форму синусоиды, у которой отрицательная составляющая отражена относительно оси времени. Проще говоря, оно имеет форму холмов и называется пульсирующим. Такое напряжение положительное. Не содержит моментов, когда ток не течёт. Но всё же оно нестабильное. Например, в точке «a» оно рано 0 вольт, а в «b» – имеет максимальное значение. Данный выпрямитель нельзя считать законченным.

Для решения этой проблемы требуется сглаживающий электролитический конденсатор. На плате он обычно располагается там же, где и диодная сборка. Ёмкость накапливает энергию в те моменты, когда она имеет пиковые значения (точка b), и отдаёт её в моменты провалов (a). На выходе получается прямая линия – полноценный постоянный ток, пригодный для питания последующих электронных компонентов, процессоров, микросхем и т.п.

Постоянный ток

Преимущества двухполупериодного диодного моста

Полный мост, также называемый двухполупериодным выпрямителем, по ряду характеристик лучше, чем просто одиночный диод.

Объясняется это тем, что он даёт возможность:

1. снизить подмагничивание трансформатора, после которого стоит двухполупериодный выпрямитель;
2. снять с выхода напряжение с удвоенной частотой, которое в итоге проще сгладить;
3. повысить КПД трансформатора, на вторичной обмотке которого установлен полный диодный мост.

Недостатки полного моста

У полноценного двухполупериодного моста имеются недостатки:

1. Ток вынужден протекать не по одному диоду, а сразу по двум, включенным последовательно. Поэтому удваивается падение напряжения на выпрямительном элементе. Для маломощных мостов на кремниевых диодах оно может достигать 2 вольт. В мощных выпрямителях – порядка 10 В. Отсюда существенные потери мощности на выпрямляющем элементе и его повышенный нагрев.
2. При выходе из строя одного и четырёх диодов мост продолжает работать. Данный дефект может быть незаметен без специальных замеров. Однако он создаёт риск более серьёзной поломки устройства, которое питается через неисправный мостик.

Конструкция

Схема любого выпрямительного моста включает в себя диоды. Они могут быть по отдельности распаяны на печатную плату или находиться в одном корпусе. Касаемо размера выпрямители бывают миниатюрными, например, импортные MB6S или советские КЦ405А. Последние в народе именуют «ка-цэшками» или «шоколадками».

КЦ405А и MB6S

Встречаются образцы с внушительными габаритами. Например, трёхфазный выпрямительный мост китайского производства. Прибор предназначен для токов в сотни ампер, поэтому имеет винтовой крепёж под силовые провода и плоскую металлическую теплопроводящую поверхность с отверстиями для фиксации на радиаторе охлаждения.

Трёхфазный диодный мост

Маркировка выпрямителей

Не существует общепринятых правил, согласно которым производители маркируют свои диодные мосты. Каждый вправе называть своё изделие так, как считает нужным, т.е. по своей собственной номенклатуре.

Однако у большинства из этих деталей есть схожие признаки, помогающие визуально определить назначение их выводов. На фото трёхфазного моста (см. выше) отдельно выделен символ переменного тока – волнистая линия. Он указывает на то, что к этому контакту подключается входное синусоидальное напряжение. Также на некоторых моделях мостиков входные выводы помечаются буквами AC (Alternative Current), указывающими на переменный ток. При этом выходные контакты, с которых снимается постоянный ток, обозначаются символами DC (Direct Current) или традиционными «+» и «-».  Дополнительно на некоторых выпрямителях со стороны плюса «подпилен» один из углов. Также на «+» может указывать и удлинённый вывод. Подобная маркировка свойственна многим электронным компонентам и называется ключом.

Маркировка диодных выпрямителей

Диодный мостик своими руками

Чтобы самостоятельно собрать выпрямитель, понадобится 4 однотипных диода. При этом они должны подходить по обратному напряжению, максимальному току и рабочей частоте. Соединения нужно сделать в соответствии со схемой ниже. Между двумя катодами снимается положительное напряжение, между анодами – отрицательное. К точкам, в которых подключены разноимённые выводы диодов, подсоединяется источник переменного напряжения. Всю схему можно за пару минут спаять навесным монтажом или потрудиться и выполнить в виде небольшой печатной платы.

Дополнительная информация. Обратные напряжения диодов, включенных в последовательную цепь, складываются между собой.

Мостик своими руками

Выбор типа сборки

Для каждой задачи существует свой оптимальный вариант выпрямительной диодной сборки. Все их можно условно разделить на 3 вида:

• Выпрямитель на одном диоде. Применяется в самых простых и дешёвых схемах, где нет к.л. требований к качеству выходного напряжения, как, например, в ночниках.
• Сдвоенный диод. Эти детали внешне похожи на транзисторы, ведь они выпускаются в таких же корпусах. Они также имеют 3 вывода. По сути, это два диода, помещённых в один корпус. Один из выводов – средний. Он может быть общим катодом или анодом внутренних диодов.
• Полноценный диодный мост. 4 детали в одном корпусе. Подходит для устройств с большими токами. Применяется в основном на входах и выходах различных блоков питания и зарядных устройств.

Дополнительная информация. Выпрямители используются и в автомобилях. Они нужны для преобразования идущего с генератора переменного напряжения в постоянное. Оно, в свою очередь, необходимо для зарядки аккумулятора. Обычный бензогенератор вырабатывает переменный ток.

Проверка элементов

В большинстве случаев для проверки выпаивать мостик из платы не требуется. Тестировать его следует точно так же, как 4 p-n перехода с подключением по схеме диодного моста. Данное измерение настолько распространено, что его возможность реализована в любом мультиметре. Прибор для теста нужно переключить в режим диодной прозвонки.

Падение напряжения в прямом направлении на исправном выпрямительном диоде составляет 500-700 мВ. В обратном – прибор отобразит «1». Сгоревшая деталь чаще всего показывает в обоих направлениях «0», т. е. короткое замыкание. Реже бывает полный обрыв элемента (также в обе стороны). Все замеры следует повторить для каждого входящего в состав моста диода. Итого 8 измерений, т.е. 4 в прямом направлении и 4 – в обратном. Если тестируется диод Шоттки, то этот параметр составляет 200-400 мВ.

Использование барьера Шоттки

Применение диода Шоттки оправдано в двух случаях. Во-первых, когда нужно выпрямить высокочастотный ток. Барьер Шоттки идеально подходит для подобной задачи, ведь он имеет низкую ёмкость перехода и, соответственно, является быстродействующим. Во-вторых, когда требуется выпрямить большой ток в десятки или сотни ампер. В этом случае деталь отлично себя показывает ввиду низкого падения напряжения и малого тепловыделения.

Диодные мосты в мире электроники играют роль согласующего элемента. С их помощью можно подключать устройства, требующие постоянный ток, к сети удобного для передачи переменного напряжения. Подобных устройств очень много в быту, они крайне важны для комфортной жизни человека.

Видео

Лото Alatoys «Три кота» Развивающие деревянные игрушки Настольная игра для детей, 42 деревянные фишки, 7 карточек, мешочек

409 ₽ Подробнее

Лото Alatoys «Буквы-цифры» Развивающие деревянные игрушки Настольная игра для детей, 42 деревянные фишки, 7 карточек, мешочек

409 ₽ Подробнее

Беспроводные наушники с микрофоном

Припаяйте! | USBtinyISP | Система обучения Adafruit

Припаяйте!

Сохранить Подписаться

Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.

После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.

Первый шаг — спаять комплект. Если вы никогда раньше не паяли, посетите страницу «Подготовка», чтобы найти учебные пособия и многое другое.

Проверьте комплект, чтобы убедиться, что у вас есть все необходимые детали. Прочтите страницу деталей, чтобы узнать список деталей, которые должны быть в вашем комплекте.

Готовьте инструменты! Тиски для досок, паяльник и припой, бокорезы и присоска для припоя (инструмент для демонтажа), если он у вас есть.

Затем подготовьтесь, поместив печатную плату в тиски, чтобы вы могли легко разместить и припаять детали!

Убедитесь также, что у вас есть все необходимые инструменты, и разогрейте паяльник до 650-700°F.

Первая деталь, которую нужно припаять, это резистор, Р1 . Этот резистор имеет значение 47 Ом, проверьте список деталей, чтобы убедиться, что вы выбрали правильный резистор. Согните две ножки резистора так, чтобы он имел форму скобы. Затем вставьте резистор в печатную плату так, чтобы контур соответствовал изображению на шелкографии. Резисторы являются двунаправленными, поэтому вам не нужно беспокоиться о неправильной установке.

Согните проволочные ножки, чтобы плата не выпадала при переворачивании.

Затем с помощью паяльника припаяйте каждую из ножек резистора. Поместите кончик утюга как на контактную площадку (кольцо), так и на провод (ножку), и после нескольких счетов коснитесь припоя, чтобы получился хороший стык.

Повторить для другого сустава.

Затем обрежьте лишние провода с помощью бокорезов. Закрепите прямо над верхней частью паяного соединения.

Когда вы закончите, это должно выглядеть так. Если у вас есть какие-то липкие вещества на паяных соединениях, это нормально, это канифоль внутри припоя, которая защищает соединения от окисления. Его не нужно счищать.

Далее другой резистор 47 Ом, R2

Этот не сидит ровно, как R1 , поэтому согните его, как показано на рисунке. Опять же, не имеет значения, какой конец куда идет, поскольку резисторы работают в обе стороны.

Припаяйте резистор так же, как вы сделали с R1.

Затем обрежьте лишний провод.

Теперь, когда у вас есть опыт работы с резисторами, вы можете сделать оставшиеся 5 сразу. Поместите R10 (подтягивающий резистор 10K), R3, R5 и R6 (резисторы 1,5K для подключения USB, светодиодов и выходного буфера).

Если вы используете UsbtinyISP с комплектом SpokePOV, установите также R4 и R7 (1,5 КБ). Если нет, вы можете переключить эти резисторы на перемычки (см. второе фото для «законченного» снимка), так как это будет означать, что целевые платы с загруженными контактами могут быть запрограммированы.

Примечание: иногда 74AHC125 немного больше, чем шелкография, поэтому вы можете установить R7 позже, когда чип будет на месте.

Припаяйте и закрепите все провода.

Далее два стабилитрона на 3,6 В, D1 и D2 .

Эти диоды помогают преобразовать напряжение микроконтроллера в 3,3 В, безопасное для USB-подключения.

Диоды, в отличие от резисторов, нужно размещать определенным образом, иначе они вообще не будут работать. Каждый диод имеет маленькую черную полоску на одном конце. Убедитесь, что этот конец совпадает с белой линией на шелкографическом изображении. (См. слева)

Припаяйте и закрепите выводы диода.

Далее идет разъем для микроконтроллера, который выполняет всю тяжелую работу. Сокет полезен тем, что вы можете заменить чип в случае обновления или повреждения. На сокетах есть небольшая выемка, указывающая, в какую сторону вставлять чип. Эта выемка должна совпадать с выемкой на шелкографическом изображении, на этом изображении выемка находится слева.

Прикрепите два противоположных угла гнезда, чтобы зафиксировать его на месте, а затем припаяйте все контакты.

Обрезка не требуется, так как контакты разъема уже достаточно короткие.

Далее следует разместить буфер 74AHC125. Этот чип выполняет преобразование со сдвигом уровня сигналов от микроконтроллера USBtiny к программируемому устройству. Таким образом, вы можете безопасно программировать микросхемы с напряжением от 1,8 В до 5,5 В.

Интегральные схемы должны быть размещены правильно, проверьте, чтобы выемка на конце микросхемы совпадала с выемкой на шелкографии.

Когда микросхемы поставляются с завода, их ножки несколько наклонены, что затрудняет их установку в печатную плату. Подготовьте их к пайке, аккуратно согнув ножки о плоскую столешницу, чтобы они были идеально прямыми.

Припаяйте каждый штырь буфера, вам не нужно будет обрезать выводы, так как они уже достаточно короткие.

Далее идет разъем USB и керамический генератор на 12,00 МГц. Разъем USB — это то, что мы используем для подключения к компьютеру, осциллятор гарантирует, что микроконтроллер USBtiny работает с точной скоростью, необходимой для связи на очень придирчивых скоростях протокола USB.

Осциллятор может работать в любом направлении, он сделан симметричным. Разъем USB должен легко защелкнуться.

Припаяйте три контакта генератора и все 6 контактов разъема USB. Убедитесь, что квадратные штырьки не соединены мостом, и нанесите достаточное количество припоя на механические выступы. Они обеспечивают сопротивление при подключении кабеля, поэтому важно, чтобы они были хорошо припаяны, как показано здесь.

Несмотря на то, что они короткие, по возможности следует прикрепить штырьки к осциллятору, чтобы убедиться, что они не изгибаются и не касаются другого компонента.

Далее два светодиодных индикатора, зеленые LED2 и красный LED1 . Эти светодиоды сообщают, что USB-устройство успешно подключено и находится в процессе программирования целевого устройства.

Светодиоды являются диодами и должны быть правильно размещены, иначе они не загорятся, что может привести к путанице. Убедитесь, что более длинный (положительный) вывод светодиода входит в отверстие, отмеченное знаком +. См. изображения слева.

Светодиоды также должны располагаться очень близко к верхней части корпуса, чтобы вы могли видеть свет через просверленные отверстия. Когда вы сгибаете выводы, убедитесь, что светодиоды выступают примерно на 1/2 дюйма над печатной платой.

Припаяйте и закрепите два светодиода.

Далее два конденсатора, C1, и C2. Они обеспечивают некоторую фильтрацию электропитания, чтобы USBtinyISP работал менее нестабильно. C1 идет в углу рядом с разъемом USB. Это неполярный керамический конденсатор, поэтому его можно использовать в любом случае.

C2 представляет собой поляризованный электролит. Он должен идти только одним путем. Убедитесь, что более длинная ножка конденсатора входит в отверстие с +. Согните конденсатор так, чтобы он лежал поверх буферной микросхемы.

Припаяйте и обрежьте оба провода конденсатора.

Почти готово! Последним набором деталей являются разъемы для кабелей и разъем для перемычек. На 10-контактном разъеме коробки есть вырез, убедитесь, что он совпадает с трафаретной печатью, как показано на рисунке.

6-контактный разъем вставляется длинными контактами вверх.

Длинные контакты 2-контактной перемычки направлены наружу.

Припаяйте все контакты разъемов. Вам не нужно обрезать их, так как они и так довольно короткие.

Наконец, выровняйте контакты микроконтроллера и поместите его так, чтобы выемка на чипе совпадала с выемкой в ​​сокете (и шелкографией), как показано на рисунке.

Теперь займитесь кабелями и поместите печатную плату в корпус.

Если вы не используете USBtiny для связи с набором SpokePOV, и если вы используете цель, которая имеет некоторую нагрузку на контакты SCK и MOSI, вам может потребоваться заменить R4 и R7 перемычками в качестве резисторов 1,5 кОм. будут проблемы с вождением груза!

Сделайте 6-контактный кабель (старые комплекты, без готовых 6-контактных кабелей)

Существует два стандарта программирования AVR: 6-контактный и 10-контактный разъемы. Поэтому важно, чтобы программатор AVR имел оба типа кабелей. 10-контактные кабели легко найти, а 6-контактные нужно изготавливать на заказ. Однако сделать кабель очень просто, просто следуйте этим шагам!

Если вы используете адаптер для спиппова или вам не нужен 6-контактный кабель, вы можете просто пропустить эту часть.

Трудно найти 6-жильный ленточный кабель, поэтому вам может понадобиться 10-жильный провод. (Комплект поставляется с 6 проводниками). Если это так, просто используйте диагональные кусачки (или нож), чтобы вырезать паз так, чтобы красная ножка находилась на стороне 6 проводников.

Оторвите кабель, он должен отделиться чисто.

Теперь вы готовы собрать кабель.

Важно, чтобы ключ (выступ в разъеме) и красная полоса совпадали. Совместите изображение слева, просто вставьте проводник на миллиметр или два за край.

Для начала просто сожмите его пальцами, чтобы убедиться, что провода выровнены правильно. Вы не сможете закончить кабель таким образом, так что не пытайтесь!

Не используйте острогубцы, чтобы сжать детали вместе. У вас должно быть очень плоское давление с обеих сторон.

Например, плоской стороной инструмента нажмите на поверхность стола.

А еще лучше тиски! Медленно сожмите две стороны вместе, пока они не защелкнутся.

Сделайте другой конец, следя за ключом и красной линией.

Ура! У вас есть два кабеля!

Кейс

Наконец пришло время поместить программатор в кейс для использования.

Возьмите плату, две половинки корпуса и кабели, которые вы сделали.

Подсоедините два кабеля, как показано, красными полосами сверху и так, чтобы кабели не перегибались через вилку (корпус не подходит).

Поместите печатную плату в нижнюю половину корпуса.

6-контактный кабель может иметь зажимы для снятия натяжения. На самом деле они вам не нужны, но если вы хотите компенсацию натяжения, наденьте ее на ту, которая идет к цели: кабель не влезет в корпус, если включена насадка для снятия натяжения.

Не получается? Не волнуйтесь, помощь доступна на форумах!

 Список деталей Запчасти (v1.0)

Это руководство было впервые опубликовано 10 июня 2013 г. обновлено 10 июня 2013 г.

Эта страница (Припаяйте!) Последний раз обновлялась 02 апреля 2013 г.

Текстовый редактор на базе tinymce.

Процесс пайки печатной платы для проектирования вашей печатной платы | Блог Advanced PCB Design

 

Честно говоря, раньше я не особо задумывался о процессе пайки компонентов на печатную плату. Как дизайнер компоновки печатных плат, я интересовался деталями компонентов, используемых в моем дизайне, чтобы я мог создать их посадочные места и спланировать их расположение на плате. Затем я потратил много времени на точную настройку их размещения, чтобы получить наилучшие шансы на успех при совместной разводке дорожек. Впрочем, после этого я больше об этом не думал. Да, конечно, я создал паяльную маску и слои паяльной пасты в своих файлах Gerber, но остальное было чужой проблемой. Верно?

Неправильно. К счастью, с годами мой образ мышления вырос, так что я смотрю на проектирование печатных плат со всех точек зрения, а не только на то, что находится передо мной в данный момент. Это позволило мне начать уделять процессу пайки то внимание, которого он заслуживает.

Проще говоря, если компоненты неправильно припаяны к плате, то все время, затраченное на проектирование, было потрачено впустую. Это откровение заставило меня осознать, что мне нужно гораздо больше знать о процессе пайки печатных плат, чтобы я мог лучше проектировать его. Вот краткий снимок различных процессов пайки, через которые будет проходить ваша конструкция печатной платы.

Припой волной припоя: стандартный процесс пайки печатных плат

В течение многих лет основным методом пайки печатных плат на производстве была пайка волной припоя. Этот процесс разработан в первую очередь для деталей, устанавливаемых через отверстия, хотя при правильной подготовке он также применим и для некоторых деталей для поверхностного монтажа. Обычно производители используют процесс оплавления припоем для деталей поверхностного монтажа и создают поддон для маскировки этих деталей на обратной стороне платы, чтобы они не проходили через волну.

Припой, используемый в волне, состоит из комбинаций различных металлов, таких как олово, свинец и другие элементы. В случаях, когда требуются ограничения на использование опасных веществ (RoHS), свинец в припое будет заменен другими материалами, которые не считаются опасными.

Конвейерная лента перемещает печатную плату или панель в процессе пайки волной припоя. Поддон содержит расплавленный припой, который закачивается в волну, по которой будут двигаться платы или панели. Эта волна покрывает и спаивает все металлические поверхности, с которыми соприкасается.

Процесс пайки волной припоя также включает распыление очищающего флюса на поверхности, подлежащие пайке. Это удаляет любую грязь и оксиды, загрязняющие металлические поверхности, которые могут снизить качество пайки. Волновой процесс также предварительно нагревает плату, чтобы помочь защитить компоненты от теплового удара, а также помочь довести плату до правильной температуры пайки.

Печатные платы в настоящее время в основном состоят из деталей для поверхностного монтажа, и для этих плат предпочтительным является процесс пайки оплавлением.

 

Подобные печи для оплавления припоя используются для нагрева и расплавления паяльной пасты

 

Следующий этап: оплавление припоя

Целью любого процесса пайки между металлическими штырями является расплавление припоя. компонента и металлических контактных площадок на печатной плате, чтобы при затвердевании между двумя поверхностями образовалась прочная металлическая связь. При волновом процессе плата и ее контакты, подлежащие пайке, пропускались по волне расплавленного припоя. При оплавлении припоя порошковая версия припоя и флюса наносится на металлические площадки на печатной плате.

Эта паяльная паста является липкой и будет удерживать детали на месте до тех пор, пока плата или панель не будут пропущены через промышленную конвекционную печь. При нагревании в печи паяльная паста плавится и «оплавляется», обеспечивая паяное соединение между выводами и контактными площадками. Хотя в первую очередь они предназначены для поверхностного монтажа, детали со сквозными отверстиями можно оплавлять, если для нанесения пасты используются соответствующие трафареты паяльной пасты. Подобное объединение различных технологий изготовления деталей в один процесс может помочь снизить производственные затраты.

Процесс оплавления припоя включает несколько этапов. Во время предварительного нагрева плата будет доведена до температуры, чтобы активировать флюсы для очистки. Во время оплавления самые высокие температуры используются для плавления и оплавления припоя. Наконец, процесс охлаждения используется для контроля снижения температуры, чтобы избежать теплового удара по компонентам.

Как для пайки волной припоя, так и для пайки оплавлением припоя используются методы термического профилирования для определения наилучших профилей процесса. На печатной плате будет измерено несколько точек, чтобы определить правильную температуру и продолжительность волны или оплавления для достижения наилучшего качества пайки. Но не все будет волноваться или переплавляться, есть и другие способы.

 

Иногда обстоятельства требуют навыков ручной пайки от специалиста по ремонту. Эта машина наносит припой на сквозные выводы индивидуально, как это сделал бы техник с паяльником, но это автоматизированный процесс. Машина селективной пайки перекачивает расплавленный припой из резервуара через сопло для каждого паяного соединения. Вся эта сборка находится на шасси, которое может двигаться в любом направлении, попадая в любое место на плате, а точки пайки запрограммированы в машине с использованием входных данных из тех же файлов производственных изображений, которые используются для сборки платы. Селективная пайка — это отличный мост между полностью автоматизированной пайкой волной и ручной пайкой.

Однако бывают случаи, когда для ручной пайки деталей на плате требуются навыки ремонтников. Специальные детали, которые не подходят для автоматизированного процесса пайки, или малосерийные партии печатных плат обычно подходят для ручной пайки.

Какой бы вид печатной платы вы ни изобрели, существует процесс пайки печатной платы, который справится с этим. Суть в том, чтобы предоставить производителю как можно более точный набор выходных файлов, чтобы он мог правильно выполнить свою работу. Это означает, что вам нужны лучшие инструменты проектирования печатных плат для создания качественных производственных данных. OrCAD PCB Designer от Cadence с мощными утилитами для создания файлов для изготовления и сборки — это та система проектирования, которая вам нужна.

Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов.