Abordagens rápidas para montagem de solda / PCB

Nossa equipe (três entusiastas agora desenvolvendo nosso primeiro dispositivo sério) está interessada em soldar / montar aproximadamente 200 PCBs. Já encontramos um fabricante de baixo custo para as placas brutas, para que apenas a montagem permaneça.

Gostaríamos de manter o tempo total de montagem e os custos razoavelmente baixos, é claro, e, portanto, estamos considerando várias abordagens.

Os números são os seguintes:

200 PCBs de um lado
Tamanho da placa de 5 cm x 5 cm
30 capacitores e resistores (tamanho 0603)
5 componentes QFN / QFP
4 componentes SOIC / SSOP
1 conector USB
1 soquete para cartão SD

As placas brutas podem vir agrupadas / em painéis conforme fabricadas, mas essencialmente, queremos que, em média, cada placa seja feita em menos de 20 minutos idealmente.

Qual das seguintes opções você sugeriria como melhor? (dada a restrição de custo e o tempo desejado por placa que afirmei acima):

Opção A: Coloque os componentes à mão com pinças, resistores de solda e tampas com ferro e QFNs de solda com pistola de ar quente?
Opção B: aplique pasta de solda (possivelmente usando um estêncil), coloque os componentes à mão com uma pinça e use uma torradeira / forno de refluxo?
Opção C: Faça isso inteiramente por uma oficina de montagem?

Nota : Nós três da equipe temos cerca de 6 meses de experiência consistente com o método de solda tradicional (pinça, ferro de solda e pistola de ar quente). Não nos importamos com nenhum trabalho manual necessário, porque estamos definitivamente entusiasmados com a diretoria, mas seria bom saber que estamos escolhendo uma abordagem eficiente.

pcb soldering pcb-assembly

— OrCa
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Eu sugeriria B. Fazemos isso internamente, e é muito mais rápido e melhor que A. C pode ser caro.

— Rocketmagnet

@Rocketmagnet: Por melhor, você quer dizer mais preciso também? Eu só fiz a colocação das mãos até agora, mas na Opção B, a colocação da QFN e da SOIC precisa ser muito precisa no cenário pré-forno? Acho que estou perguntando indiretamente que tipos de durações você registra para a fase de posicionamento.

— OrCa 28/09/12

Empregar adolescentes em perder salários de mudança!

— TFD

SOIC é simples. Você não precisa ser exato. O chip se alinhará automaticamente. Com o QFN, você precisa ser um pouco mais preciso, dependendo do tom da embalagem. Vale a pena investir em uma lente ocular.

— Rocketmagnet

O SSOP oferece uma visibilidade um pouco melhor que a QFN e é mais fácil consertar shorts, mesmo com um ferro de solda levemente embotado.

— Rocketmagnet

Respostas:

C: definitivamente a loja de montagem, se você tiver a carteira. Isso é para você decidir. Faça algumas citações e decida se vale a pena fazê-lo. Como esse é um projeto de hobby, você pode pensar que seu tempo é livre, mas também precisa ser divertido, não é?

edit
Acabei de receber isso em uma correspondência do DesignSpark: a captação de recursos pode ajudar você a começar a fazê-lo em uma loja. Erik levantou 313 218 dólares para uma meta de 5 000 dólares.
(fim da edição)

Como alternativa, B: Mais uma vez, peça uma cotação para um estêncil. No entanto, a aplicação manual da pasta de solda levará menos tempo que a soldagem manual, o que eu não recomendaria: os resistores e capacitores não são um problema, mas os CIs podem demorar um pouco se você quiser fazê-lo adequadamente, ou seja, todos os pinos soldados e sem curto-circuito.

Não A: leva muito tempo e é confuso. Só o faria se pudesse usar o forno.

Lembre-se de que Jobs e o Woz também montaram manualmente seu primeiro lote de computadores Apple :-)

— stevenvh
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A última linha "muda tudo";) Suponha que devemos colocá-los à mão e tostar com eles: Na sua experiência, menos de 20 minutos parecem uma média provável para a contagem de componentes que listei, assim que entramos no loop? Estou especialmente curioso sobre o tempo de colocação, porque não sei a precisão da colocação antes do forno.

— OrCa 28/09/12

@Orlando - Com a quantidade certa de pasta de solda, as peças se colocam na posição correta devido à capilaridade da pasta; portanto, meio milímetro para os 0603s não deve ser um problema. Você pode economizar muito tempo trabalhando em um painel de cada vez (ou meio painel se o painel completo não couber no forno): coloque todos os R1s nos diferentes PCBs, então todos os R2s funcionarão o máximo possível com a mesma fita e rolo. O forno demora muito tempo a aquecer, por isso é necessário interromper o posicionamento para verificar se o painel está pronto. Isso pode te perder algum tempo, mas esp. em um painel 20 'deve ficar bem.

— Stevenvh 28/09/12

Mas quando os primeiros computadores da Apple foram fabricados, os componentes eram grandes o suficiente para serem usados como suportes para livros :) #

— 284 Lundin

Opções A e B: Não, esqueça! Você certamente estragará vários QFNs / QFPs e acabará gastando muito tempo pesquisando as placas para que valha a pena, mesmo para um hobby. É possível soldar manualmente QFPs de até 0,5 tom, se você for bom ... Os conectores SD podem ou não ser possíveis, dependendo do tom. QFNs só causarão problemas.

Tenho pessoas com muitos anos de experiência em solda à minha disposição, mas cada vez que queremos ser baratos e fazer coisas assim, temos problemas, terminando com algo mais ruim e mais caro do que o que teríamos conseguido dos profissionais.

Sempre há muitas pequenas empresas de montagem SMD locais que ficariam felizes em fazer trabalhos com esse volume por um preço razoável. Não vá perguntar aos grandes dragões.

— Lundin
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Hmm; o que é um preço razoável? Recebemos cotações de algumas empresas que declaravam em torno de 13 dólares cada. Obviamente, isso não se justifica se conseguirmos fazê-lo em menos de 20 minutos por placa. Mas, por outro lado, daríamos maior prioridade a ficar longe das QFN / outras imprecisões que você declarou.

— OrCa

@OrlandoCastillo Se você está usando a opção A, não estamos falando de minutos, mas de horas. A opção B talvez seja possível, mas tudo depende da precisão dos componentes e da experiência que você tem em realizar trabalhos de solda. Sem saber nada sobre o mercado de montagem de PCBs nos EUA, US $ 13 me parece um pouco exorbitante. Porém, como a maior parte do custo é da configuração da máquina: se sua lista técnica contém muitos valores diferentes, o preço pode ser justificado.

— Lundin

Abaixo votou porque as recomendações de compras estão fora do tópico ..

— Transeunte

@Passerby Aha, recomendações de solda são recomendações de compras. Entendo, isso faz sentido. Agora me perdoe enquanto vou comprar alguns componentes com meu ferro de passar.

— Lundin

200 PCBs estão se destacando nas opções A e B. Se você tem muito tempo disponível e possui algumas ferramentas decentes, pode fazê-lo com uma opção B. modificada

Primeiro, você definitivamente precisa de um estêncil. Em vez de ir a uma loja cara para obter um estêncil de corte a laser, tente este método usando uma lata de refrigerante, uma impressora a laser e alguns produtos químicos básicos para fazer em casa. Não é um empreendimento enorme e você economizará muito tempo.

Em segundo lugar, esqueça as pinças. Uso pinças há muito tempo e pode ser útil para pequenos trabalhos, mas fica muito consome tempo ao preencher muitos componentes. Além disso, eu achei tolerável alguns resistores, mas quando você entra em componentes maiores, ou seja, maiores que as garras da sua pinça, fica muito difícil colocar as coisas sem borrar a pasta de solda.

As ferramentas de sucção podem ser úteis, mas não use nada onde você controla o vácuo com a mão. Você coloca cuidadosamente os componentes com a mão, não faz sentido adicionar mais um trabalho para diminuir sua precisão. Eu tenho um dispositivo SteadyHands e funciona muito bem tanto para componentes grandes quanto para componentes pequenos. Facilmente reduz meu tempo de montagem em um terço, mas o mais importante é que me impede de arrancar meus cabelos!

Para refletir, eu descobri que uma torradeira funciona muito bem. Após algumas tentativas, você saberá quanto calor usar e quando desligá-lo. Eu uso um termopar direcionado para o forno, mas, neste momento, tenho certeza de que ficarei sem ele, porque posso ver quando a solda derrete e absorve os componentes. Tenho amigos que usam frigideiras e tiveram um sucesso razoável, mas ainda não tentei.

— Bostoncommon
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