Enfoques rápidos para soldadura / montaje de PCB

Nuestro equipo (tres aficionados que ahora desarrollan nuestro primer dispositivo serio) está interesado en soldar / ensamblar aproximadamente 200 PCB. Ya hemos encontrado un fabricante de bajo costo para las placas sin procesar, por lo que solo queda el ensamblaje.

Por supuesto, nos gustaría mantener el tiempo total de ensamblaje y el costo razonablemente bajos, y por lo tanto estamos considerando varios enfoques.

Los números son los siguientes:

200 PCB de un solo lado
Tamaño de tablero de 5 cm x 5 cm
30 condensadores y resistencias (tamaño 0603)
5 componentes QFN / QFP
4 componentes SOIC / SSOP
1 conector USB
1 zócalo para tarjeta SD

Las tablas en bruto pueden venir agrupadas / panelizadas como se fabrican, pero esencialmente, queremos que, en promedio, cada tabla individual se haga en menos de 20 minutos idealmente.

¿Cuál de las siguientes opciones sugeriría mejor? (Dada la restricción de costos y el tiempo deseado por tablero que mencioné anteriormente):

Opción A: ¿Colocar a mano los componentes con pinzas, resistencias y tapas de soldadura con hierro y QFN de soldadura con pistola de aire caliente?
Opción B: ¿Aplicar pasta de soldadura (posiblemente usando una plantilla), colocar los componentes a mano con pinzas y luego usar una tostadora / horno de reflujo?
Opción C: ¿Hacerlo completamente en un taller de montaje?

Nota : Los tres miembros del equipo tenemos aproximadamente 6 meses de experiencia consistente con el método tradicional de soldadura (pinzas, soldador y pistola de aire caliente). No nos importa el trabajo manual necesario porque definitivamente estamos entusiasmados con nuestra junta, pero sería bueno saber que estamos eligiendo un enfoque eficiente.

pcb soldering pcb-assembly

— OrCa
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Sugeriría B. Hacemos esto internamente, y es mucho más rápido y mejor que A. C puede ser costoso.

— Rocketmagnet

@Rocketmagnet: Por mejor, ¿te refieres a más preciso también? Solo he realizado la colocación manual hasta ahora, pero en la Opción B, ¿la colocación de QFN y SOIC tiene que ser muy precisa en el escenario previo al horno? Supongo que estoy preguntando indirectamente qué tipo de duraciones registras para la fase de colocación.

— OrCa

¡Emplee a adolescentes en salarios sueltos!

— TFD

SOIC es simple. No tienes que ser exacto en absoluto. El chip se autoalineará. Con QFN, debes ser un poco más preciso, dependiendo del tono del paquete. Vale la pena invertir en una lente ocular.

— Rocketmagnet

SSOP le brinda una visibilidad ligeramente mejor que QFN, y es más fácil arreglar cortocircuitos, incluso con un soldador ligeramente romo.

— Rocketmagnet

Respuestas:

C: definitivamente el taller de ensamblaje, si tiene la billetera para ello. Eso es para que usted decida. Pida algunas citas y decida si vale la pena hacerlo usted mismo. Dado que este es un proyecto de pasatiempo, puede pensar que su tiempo es libre, pero también tiene que ser divertido, ¿no?

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Acabo de recibir esto en un correo de DesignSpark: la recaudación de fondos puede ayudarlo a comenzar a hacerlo en una tienda. Erik recaudó 313 218 dólares para un objetivo de 5 000 dólares.
(fin de la edición)

Alternativamente, B: Nuevamente, obtenga una cotización para una plantilla. Sin embargo, incluso aplicar la pasta de soldadura manualmente llevará menos tiempo que la soldadura manual, lo que no recomendaría: las resistencias y los condensadores no son un gran problema, pero los circuitos integrados pueden tomar bastante tiempo si quieres hacerlo correctamente, es decir Todos los pines soldados y sin cortocircuitos.

No A: lleva demasiado tiempo y es desordenado. Solo lo haría yo mismo si pudiera usar el horno.

Recuerde que Jobs y Woz también ensamblaron a mano su primer lote de computadoras Apple :-)

— stevenvh
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La última línea "cambia todo";) Supongamos que los colocamos a mano y los horneamos en tostadora: Según su experiencia, ¿parece menos de 20 minutos un promedio probable para el recuento de componentes que enumeré, una vez que entramos en el ciclo? Tengo especial curiosidad sobre el tiempo de colocación, porque no sé qué tan precisa debe ser la colocación antes del horno.

— OrCa

@Orlando: con la cantidad correcta de pasta de soldadura, las piezas se tirarán a su posición correcta debido a la capilaridad de la pasta, por lo que medio mm de distancia para los 0603 no debería ser un problema. Puede ahorrar mucho tiempo trabajando en un panel a la vez (o medio panel si el panel completo no cabe en el horno): coloque todos los R1 en los diferentes PCB, luego todos los R2, funcionen lo mejor posible con la misma cinta y carrete. El horno tarda mucho en precalentarse, por lo que deberá interrumpir la colocación para verificar si el panel está listo. Esto puede hacerte perder algo de tiempo, pero especialmente. en un panel 20 'debería estar bien.

— stevenvh

Pero cuando se hicieron las primeras computadoras Apple, los componentes eran lo suficientemente grandes como para usarse como sujetalibros :)

— Lundin

Opciones A y B: ¡No, olvídalo! Seguramente arruinarás varios de los QFN / QFP que terminan pasando demasiado tiempo resolviendo problemas en los tableros para que valga la pena, incluso para un aficionado. Es posible soldar a mano QFP de hasta 0.5 pasos si es bueno ... Los conectores SD pueden o no ser posibles dependiendo del tono. Los QFN solo te causarán problemas.

Tengo personas con muchos años de experiencia en soldadura a mi disposición, pero cada vez que queremos ser baratos y hacer cosas como esta, tenemos problemas, terminando con algo más horrible y más caro de lo que hubiéramos obtenido de los profesionales.

Siempre hay muchas pequeñas empresas locales de ensamblaje SMD que estarían felices de hacer trabajos con este volumen a un precio razonable. No vayas a preguntar a los grandes dragones.

— Lundin
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Hmm; ¿Qué es un precio razonable? Recibimos cotizaciones de un par de compañías que declararon alrededor de 13 USD cada una. Obviamente, eso no está justificado si podemos hacerlo nosotros mismos en menos de 20 minutos por tablero. Pero, por otro lado, pondríamos mayor prioridad en mantenernos alejados de la QFN / otras imprecisiones que usted indicó.

— OrCa

@OrlandoCastillo Si está tomando la opción A, no estamos hablando de minutos, sino de horas. La opción B quizás sería posible, pero todo depende de cuán bien afinados sean los componentes y de la experiencia que tenga en realizar trabajos de soldadura. Sin saber nada sobre el mercado de ensamblaje de PCB de EE. UU., 13 USD me suena un poco caro. Pero como la mayor parte del costo es la configuración de la máquina: si su lista de materiales contiene muchos valores diferentes, entonces el precio podría estar justificado.

— Lundin

Abajo votado porque las recomendaciones de compras están fuera de tema ..

— Passerby

@Passerby Aha, las recomendaciones de soldadura son recomendaciones de compras. Ya veo, eso tiene sentido. Ahora perdóname mientras voy a comprar algunos componentes con mi plancha.

— Lundin

200 PCB están en la parte alta de las Opciones A y B. Si tiene mucho tiempo en sus manos y tiene algunas herramientas decentes, puede hacerlo con una Opción B modificada.

En primer lugar, definitivamente necesitas una plantilla. En lugar de ir a una tienda costosa para obtener una plantilla de corte láser, pruebe este método con una lata de refresco, una impresora láser y algunos productos químicos básicos para hacerlo en casa. No es una tarea enorme y le ahorrará toneladas de tiempo.

En segundo lugar, olvida las pinzas. He estado usando pinzas durante mucho tiempo y puede ser útil para trabajos pequeños, pero consume mucho tiempo al llenar muchos componentes. Además, he encontrado que es tolerable para algunas resistencias, pero cuando ingresas a componentes más grandes, es decir, más grandes que las mandíbulas de tus pinzas, se vuelve realmente difícil colocar cosas sin manchar la pasta de soldadura.

Las herramientas de succión pueden ser útiles, pero no use nada donde controle la aspiradora con la mano. Está colocando cuidadosamente los componentes con la mano, no tiene sentido agregar un trabajo más para perder su precisión. Tengo un dispositivo SteadyHands y funciona muy bien tanto para componentes grandes como para componentes pequeños. ¡FÁCILMENTE reduce mi tiempo de ensamblaje en un tercio, pero lo más importante es que me evita arrancarme el cabello!

Para refluir, he encontrado que un horno tostador funciona bien. Después de algunos intentos, sabrá cuánto calor usar y cuándo apagarlo. Utilizo un termopar encaminado en el horno, pero en este punto estoy seguro de que será tan bueno prescindir de él porque puedo ver cuándo la soldadura se derrite y se absorbe en los componentes. Tengo amigos que usan sartenes y he tenido un éxito razonable, pero no lo he probado.

— bostoncommon
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