Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Zubehör zu SMD-Bauteil Platzierung
Hallo Freunde
Es geht um das exakte platzieren von SMD Bauteilen. Dafür möchte ich meine Bohrfräse,den Koordinatentisch und eine Vakuumpumpe verwenden. Was ich benötige und nicht weiss unter welcher Bezeichnung ich es googeln kann, ist eine Spitze in unterschiedlichen Durchmessern, je nach größe der Bauteile, die mit dem Unterdruck der Vakuumpumpe das bauteil aufnimmt. Damit ich nicht missverstanden werde, ich möchte erstmal keine automatische Platzierung machen. Ich möchte eine Vorrichtung bauen und einsetzen, welche ich in eine Spannzange meiner BF20L Optimum-Bohrfräse einspannen kann. Wenn ich die Vakuumpumpe unter Spannung setze saugt die Vorrichtung das Bauteil auf, sobald ich die Spannung trenne kann das Bauteil auf die gewollte Position fallen, da der Unterdruck wegfällt.
Was ich suche sind austauschbare Spitzen, wie so ein Saugnapf, in die ich mittig den schlauch mit dem unterdruck befestige. man kann sich vorstellen, dass ich für ein 0603 SMD was anderes brauche als für einen uC mit über 100 pins.
Der Grund dafür ist, dass ich die Spitze der Fräse von Hand drehen kann und so dass Bauteilsehr exakt in den richtigen Winkel drehen kann, durch das Fahren des Koordinatentisch kann ich das bauteil auch in X- und Y-Richtung exakt positionieren. Davor tue ich natürlich Lötpaste auf die Pads. Dann kommt das Ganze in meinen Reflow-Pizza-Ofen.
ich hoffe ich habe mich verständlich machen können.
Gruß Hellmut
5Volt-Junkie
09.02.2012, 06:48
Was du da planst wird in der Fertigung mit z.b. Siemens Bestückautomaten die so um die 70.000€ kosten realisiert. Die haben auch solche Saugnäpfe, die ein Bauteil aufnehmen, über eine Kamera fahren die wiederum an ein Rechner mit Bilderkennungssoftaware angeschlossen ist. Die Bauteile werden dann ausgerichtet und auf die Pads mithilfe von Lötpaste geklebt. Die Lötpaste wird vorher mit Schablonen auf die Platinen aufgebracht. Je nach Dicke dieser Schablone wird diese Lötpaste dosiert!
Ich sag mal grob wirst du für eine halbe Euro-Karte ganzen Tag brauchen wo es mit etwas Übung in ein paar Std. realisiert werden kann.
Die Idee ist echt verrückt!
Aber schau mal bei Conrad nach. Die haben solche Spritzen im Kuli-Format speziell für smd Bauteile. Die Saugnäpfe haben auch unterschiedliche Durchmesser.
Du meinst Pick-n-Place oder ? Gibt es auch von Weller als Lötstation ohne Werkshalle. Beispielsweise die "WR 2002 Set 2-Kanal-Versorgungseinheit WR 2" hat einen Vakuum Placer.
Das was du da suchst nennt man SMD Pipetten:
https://www.buerklin.com/default.asp?kwd=SMD-Vakuum-Pipetten-Typ-Edsyn-LP-200&event=ShowDvNr%28L180400%29&l=d
Aber in der Zeit in der du das da von Hand hinkurbelst, kannst das besser freihändig bestücken. Für dein Vorhaben brauchst ja auch noch eine
Schablone für die Lötpaste und sowas lohnt sich nur wenn du da mehre hundert Platinen mit machen willst.
Wir hatten vor etwa 15 Jahren noch so alte Bestückungsautomaten wie den hier, da konnte man das prinzip sehr gut erkennen:
http://www.youtube.com/watch?v=zAeatzbtOY8
Die aktuellen sehen dann so aus:
http://www.youtube.com/watch?v=osLvd_Ai1zk
Nur mal um zu verdeutlichen wie das Geschwindigkeitsmäßig aussieht.
Mit von Hand kurbeln wirst du dich da umbringen :-)
Hallo!
Ich glaube, das die SMD Bauteile zuerst auf die bestückte Platine "geklebt" würden, oder ? ;)
kleben macht man nur wenn die SMD Bauteile auf der "unterseite" der Platine bestückt werden sollen. Die SMD Bauteile auf der Unterseite werden dann ja beim Wellenlöten verlötet. Aber auch zu kleben benötigt man eine Schablone ähnlich der Lötschablone, nur das die klebefläche natürlich unter bzw. neben den Bauteilen sind und nicht auf den Pads.
Erstmal Danke für die wertvollen Antworten, weshalb ich auch im Einzelnen darauf eingehen möchte:
Die attraktivsten Systeme habe ich bei der Firma Martin-SMT, hier ganz in der Nähe gesehen. ich kaufe auch dort die Lötpaste mit den ultrafeinen Partikel, wodurch unter anderem eine saubere und kleine, den Pad-Größen angepasste Dosierung möglich wird, wenn die Lötpaste vor dem Einsatz auf 40 Grad Celsius erwärmt würde.
Ja, wenn man jung ist, dann können die Hände ruhig sein und das Auge scharf sehen! Bei mir ist das leider nicht so. Ein Gehäuse mit 120 Pins im 0,5mm Pinabstand kann ich durch meine nicht so ruhige hand nicht so sauber platzieren, dass die Lötpaste auf den Pads verwischt wird und Brücken bildet. Vergesst auch bitte nicht, es handelt sich ja nicht um bergeweise ICs die so auf einer Platine bestückt werden müssen!
Mit meiner Optimum BF20L Bohrfräse mit digitaler Anzeige der Position erlaubt das Verfahren des Koordinatentisches locker im 1/10mm Bereich, es zeigt 1/100mm an! Durch Anbringen eines langen Armes an der Vorrichtung zum Halten der ICs in den Spannzangen des Fräsers können die ICs auf Bruchteile 1 Grades um die senkrechte Achse bewegt werden, wodurch auch das größte Bauteil perfekt ausgerichtet werden kann.
Nur als Beispiel, wo ich das System jetzt erstmalig einsetzen werden. Ich mache einen I2C Hub mit 2x 8:1 I2C-Multiplexer von TI, sowie 16 Buffer P82B96PWR, die Multiplexer im TSSOP24 mit 0,65mm Pinabstand und die Buffer mit dem gleichen Pinabstand im TSSOP8, dazuz kommen noch Entblock-Kondenstatoren und Pullup-Widerstände im 1206 und 0805 Gehäuse. Sobald bestückt kommt die Platine in meinen umgebauten Pizzaofen, wo ich das Temperaturprofil der Bauteile fahre.
Die Lötpaste trage ich nicht mit Schablone auf, sondern mit einem einer Spritze ähnlichen Kolbenvorrichtung, weshalb das Erwärmen der Lötpaste auf 40 Grad Celsius wichtig ist, damit eine sorgfältige Dosierung möglich ist und verwende dabei spezielle Düsen die ich mir auch bei Martin-SMT besorgt habe.
Ich habe ebenfalls Korrektur-Lötstop, dessen Aufbringung zwischen die Pads noch der empirische Versuche harrt. Die Frage ob überhaupt erforderlich und die ultrafeine Aufbringung zwischen den Pads muss noch geklärt werden.
5Volt-Junkie
09.02.2012, 20:33
Hallo!
Ich glaube, das die SMD Bauteile zuerst auf die bestückte Platine "geklebt" würden, oder ? ;)
Wenn die Bauteile auf der Oberseite bestückt werden, haften die durch diese Lötpaste (quasi Lötcreme). Deswegen machen kleine Vibrationen etc. nix aus. Wenn man die Platine dreht/neigt, würden vielleicht noch ICs, Kerkos und Melf noch dran bleiben aber so ein SMD-Elko landet schnell auf dem Boden.
Nun wieder zum Hellmut...
Erstmal Respekt dass Du trotz Deinem Alter und vielleicht etwas unruhigen Händen etc. solche Projekte noch angehst, und versuchst ziemlich kreative und gleichzeitig etwas verrückte Lösungen zu finden. Ein anderer würde höchstwahrscheinlich nur Fußball im TV zum Hobby machen.
Es kann sein dass hier jemand diese zwei Sätze unhöflich findet, dabei ist da weder Ironie noch Mitleid dabei. Nur ein herzliches "Hut ab";)
Wenn man Deine Idee irgendwo im Bus oder Kneipe mit dem halben Ohr aus einem Gespräch raushört, würde es sich für mich nach einer kreativen Sache anhören. Nur ich habe mir mal die Bilder von der Fräse angeguckt und der Größenunterschied zwischen der Maschine und z.B. einem Kerko dämpft einfach jede kreative Denkweise von mir :)
Bist du dir da ganz sicher, dass Du es mit dem Riesenaggregat machen willst? Vielleicht wäre da eine Konstruktion aus Schrittmotoren und Servos besser?
Willst Du die Platinen selber ätzen? Es gibt ja auch die Lötstoppfolie die man auch quasi ätzen kann. Besser als mit einem Pinsel o.ä. zwischen den Pass zu malen.
Für die Aufnahme von Bauteilen habe ich an die kleine Gummischläuche gedacht. Die Spitze mithilfe eines Feuerzeugs abrunden und dann an irgendeine Saugeinheit dran. Die Saugeinheit könnte man vielleicht aus einem PC-Lüfter bauen. Ich meine die Beurteile wiegen ja auch nicht die Welt.
Zum Ausrichten der Bauteile würde ich vielleicht so eine kleine USB-Kamera nehmen, die man auch als Mikroskop benutzen kann.
http://www.conrad.de/ce/de/product/191341/Conrad-Digitale-Mikroskopkamera-USB-20-Mio-Pixel-Vergroesserungsfaktor-10-bis-200-x/SHOP_AREA_17365&promotionareaSearchDetail=005
Nachdem Rauspicken der Bauteile, kurz über die Kamera rüberfahren, ausrichten und dann weiter zur Platine.
Ich möchte ja nichts automatisiert machen. Die Bohrfräse habe ich ja. Den Koordinatentisch kann man sehr präzise verstellen, ja sogar das Anfahren diverser Positionen lässt sich mit den aus Eagle gewonnenen Daten zur Position der Bauteile und der digitalen Anzeige fix machen. Ich habe natürlich schon im Kopf eine preiswerte Lösung, orientiere mich dabei an den Systemen von Martin-SMT. Aber für die Dosierung auf automatische weise würde ich die Dosiereinheit von Martin-SMT verwenden, für das Fahren wäre ja eine Mechanik wie bei einer Portal-CNC-Fräse, was man schon bauen kann. Aber erstmal möchte ich in näherer Zukunft die Schrittmotorsteuerung mit dem TMC246 von Trinamic bauen, um damit mein Konzept einer sogenannten „Zauberbüchse” für einen größeren Modellsegler zu bauen.
Zurück zum Thema. Ich habe mir vor einiger Zeit Den Stift von AOYUE geholt, leider ein Reinfall für mich. Erstmal hält der die Bauteile nicht zuverlässig und 2. ist die Spitze gebogen, sehr zweckmäßig für das Verwenden von Hand, für meine Zwecke wertlos.Ich werde also einen anderen Weg versuchen.
Was die USB-Kamera angeht habe ich schon umfangreiche Nachforschungen betrieben. Die Quick & Dirty-Lösung geht schon in die von dir beschriebene Richtung. Das Display eines Notebooks und die USB Kamera. Bei einer 2. Generation ist es aber komplexer, da durch die „Greifvorrichtung” der ICs die senkrechte Position darüber für die Kamera nicht möglich ist, da der Blick verstellt ist. Schaut man aber von der Seite hat man die Verzerrung durch die Perspektive. Profi-USB-Kameras gibt es schon für das 3-5 fache des Preises des von dir gezeigten Conrad Produktes. Dort kann mit die raw-Daten erhalten, was eine Auswertung der Position leichter macht.
Aber in Verbindung mit einer Vorrichtung in der Art wie eine Portalfräsenmechanik kann man über die Positionsdaten aus Eagle und einer auf Präzision optimierte Mechanik schon einfachere nicht optische verfahren verwenden. Das alles ist aber für mich zur zeit out-of-reach.
Daher will ich nur mit dem vorhandenen, Vakuumpumpe, Bohrfräse mit Koordinatentisch und einer kleinen Vorrichtung zu Aufnehmen und Absetzen der SMD-ICs eine Quick&Dirty Lösung realisieren. bei Willtek bekommt man die Saugnäpfe von AOYUE als Satz mit 3 verschiedenen Durchmesser für deutlich unter 10.- Euro, ein Rohrprofil mit einem Außendurchmesser wie der Stift von AOYUE bekommt man sicher, auf welches die Saugnäpfe gesetzt werden können. Unter dem Unterdruck der durch die vorhandene Vakuumpumpe laufend aufrecht gehalten wird dürften die bauteile nicht mehr abfallen. Pumpe vom Netz per Schalter trennen ist sicher elegant, einfach und zuverlässig.
Nur zu Info, die Bestückungsautomaten gucken sich die Bauteile von der Unterseite an, das pasiert dann wenn der Bestückungskopf über den "blitzkasten" fährt.
Wie viele Platinen hast du denn vor herzustellen?
Hallo Neutro (ohne Absicht zu beleidigen) :)
Es ist nur für meine privaten Hobby-Projekte. Die interessantesten neuen bauteile kommen alle in nach anderen Methosen schwer zu verarbeitenden Gehäusen. Sollte ich irgendwann etwas Zeit haben habe ich auch schon nachforschungen angestrengt per Infrarot-Strahler auch BGAs verarbeiten zu können. Die Systeme bei Martin-SMT bringen die Bauteile nahe an die Schmelztemperatur und dann wird von oben Wärme zugefügt um die Bauteile kontrolliert zu verlöten. Wie bekannt darf man im reflow Temperaturprofil die Teile nur wenige Sekunden soweit erwärmen, dass die Lötpaste schmilzt.
Das Erkennen der Bauteile ist bei meiner Verwendung nicht relevant, da ich ja gezielt jeweils ein spezielles Bauteil positioniere. Was viel wichtiger für eine Zeiteinsparung wäre ist das automatische Aufbringen der geeignet dosierten Lötpaste. Die Nachfoschungen dazu erbrauchten, z.B. die Notwendigkeit die Lötpaste auf 40 Grad Celsius zu erwärmen, wegen der Viskosität. Man kann die Dosiereinheit von Martin-SMT auch einzeln kaufen, inklusive der elektronischen Steuerung. Montiert man die jetzt in ein Eigenbau-Portalfräsen artiges Gerät mit Z-Achsen Verstellung, so kann man schon relativ bezahlbar, ähnliche Kosten wie für eine Drehbank oder Bohrfräse die Pads automatische mit Lötpaste versorgen. Als Indikation. Meine relativ einfache 16:1 I2C-Hubkarte mit P82B96 Buffer hat schon 208 pads die mit Lötpaste, sauber dosiert und aufgetragen, versorgt werden muss, mit den Pullups für die I2C Leistungen schon etwa 280 Pads. Jetzt stellt euch nur vor man will einen modernen Intel-Prozessor löten, dann hat alleine dieser schon etwa das vierfache! Ohne Automatisierung bleibt da nur die Auftragsbestückung, also ein No-No- fürs eigene Elektroniklabor. Den Intelprozessor habe ich nicht vor zu verarbeiten!
Also kurz, nur Eigenbedarf! Keep-it-simple!
Friedleif
12.02.2012, 14:13
Wir hatten vor etwa 15 Jahren noch so alte Bestückungsautomaten wie den hier, da konnte man das prinzip sehr gut erkennen:
http://www.youtube.com/watch?v=zAeatzbtOY8
Die aktuellen sehen dann so aus:
http://www.youtube.com/watch?v=osLvd_Ai1zk
Nur mal um zu verdeutlichen wie das Geschwindigkeitsmäßig aussieht.
Mit von Hand kurbeln wirst du dich da umbringen :-)
Ich hab mal ne Weile Panasert gerüstet, die sind *etwas* schneller:
http://www.youtube.com/watch?v=njko23ImdT8
Da ist nichts mehr mit kurbeln ;-)
Sowas für zuhause in klein wär schon praktisch, Kosten/Platzbedarf und Aufwand (Siebdruck etc.) sprechen dann allerdings für einen Lohnbestücker.
Hier der Link zu dem von mir als Vorlage für eigene Projekte bevorzugten Produktes. Da es mehr als meine finanziellen Möglichkeiten erlauben kostet:
http://www.martin-smt.de/rework-technologie/products/reworkarbeitsplatz-expert-106.html
Hier das Gerät das ich kaufen würde und das bezahlbar ist und worum man sich selber was bauen kann:
http://www.martin-smt.de/dosiertechnologie/produkte/clever-dispense.html
Es ist schon ewig her, dass ich mir diesen Thread angeschaut habe. Inzwischen war ich an anderen Problemen meines Hobbies beschäftigt. Es geht nicht um eine Serienfertigung Neutron, sondern nur um die Fähigkeit überhaupt die modernen Gehäuse verwenden zu können. Der Blitzkasten ist eine gute Technik, wenn man das Platzieren automatisch machen will, aber ich will es preiswert und manuell machen, für mehr reicht das Geld nicht.
Ein Schlaganfall im Frühling hat auch meine Gesundheit angegriffen, doch es sind keine für das Hobby fatale Folgen geblieben, außer das die Gesundheit heute weniger stabil ist. Zur Zeit kämpfe ich an der Front des Fräsens und Drehens, sowie der Finanzen die ein Weiterkommen immer mit einer Sparphase verbinden.
Hallo!
Die einfachste Methode um Leiterplatten per Hand mit SMD Bauteilen zu bestücken, ist unter jedem Bauteil ein Tropfen von Klebstoff zu verwenden und erst nach Austrocknen löten. ;)
Und wie soll das bei QFN-Gehäusen funktioniren, welche keine eigentlichen Pins, sondern nur Kontaktflächen unter dem Gehäuse haben? BGAs habe ich bereits abgeschworen, da das zuverlässige Löten der inneren Kugelreihen, wie auch das Routen der Leiterbahnen, ein Ding der fast Unmöglichkeit für Hobby-Elektroniker mit stark begrenztem Budget sind.
Aber gehen wir Mal vom Fall der Gehäuse mit Pins aus. Du meinst also die Lötpaste nach dem Aufbringen/Kleben der Bauteile aufbringen? Ich fürchte da ist der Aufwand größer und die Folgen ärgerlicher wenn was schief geht. Macht man das Auftragen der Lötpaste vor dem Auftragen der Bauelemente und begeht dabei einen Fehler, Schwamm drüber und neu anfangen. Passiert das Gleiche mit aufgeklebten Bauteilen geht das sicher nicht so einfach!
Wenn das Problem der 1-2 Gehäuse auf einer Platine mit besonderen Anforderungen, Aufbringen auf Lötpaste, die auf die Pads zuvor dosiert aufgetragen wurden, ohne Verschmieren, durch meine Lösungsidee realisiert die Gehäuse auf den pads richtig abgelegt betrachten, dann wird die Oberflächenspannung der Lötpaste und grundsätzlich die Lötpaste die Bauteile an Ort und Stelle halten und den Transport in den Pizzaofen überstehen. Dort kurz Temperaturprofil fahren und erledigt!
Den Pizzaofen mit dem Fahren des Temperaturprofils habe ich schon gebaut und verifiziert. So habe ich eigentlich keine Angst vor den modernen Gehäusen, außer solchen wie BGAs und andere mit einer Matrix von Kontakten auf der Unterseite.
Bei QFN klebe ich das Bauteil auf den Rücken und verbinde mit Fädeldraht. Anstatt kleben, was schneller geht, könnte man zuerst ein Pin löten und wenn's passt danach die übrigen löten. Ich mache aber alles mit 8 W /12 V Lötnadel für 5 € von ebay: http://www.ebay.de/itm/400224286870?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1439.l2648 . ;)
Na, da lobe ich mir doch den Pizzaofen und die Löstpaste!
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