Вакуумний пінцет: опис і характеристики

Непромислове проектування та виготовлення радіопристроїв і приладів пов'язано з величезною низкою проблем технічного плану, серед яких відсутність необхідних технологічних елементів, обмеженість у виборі матеріалів і компонентів, недостатність досвіду або професійних навичок. Промисловість сьогодні пропонує широкий спектр допоміжних пристроїв, що значно спрощують багато завдань, що стоять перед радіоаматорами-конструкторами. Вакуумний пінцет - одне з них.

Призначення

Пристрій користується величезною популярністю у професіоналів і аматорів для виконання робіт, пов'язаних з точним позиціонуванням досить дрібних або крихких деталей. У звичайному поданні пінцет (від франц. pincette) - пристосування з двома браншамі для захоплення і перенесення предметів, тактильний контакт з якими небажаний або неможливий. На відміну від простого пружного металевого, вакуумний пінцет не вимагає докладання додаткових зусиль для фіксації елемента. Цей обов'язок покладено на повітря, а точніше його відсутність - вакуум.

Область застосування пристрою

Сфера застосування визначається необхідністю виконання тонких робіт. В ювелірній справі прилад використовується для точної установки дорогоцінного каміння (вставок) у воскові модельні ливарні форми. Елемент занурюється на необхідну глибину, не порушуючи структурної цілісності моделі. В радіоелектронній промисловості і в аматорських майстерень пінцет полегшує захоплення і утримання радіодеталей, мініатюрних пластикових і металевих частин. Ще одне важливе властивість - більшість пристроїв має антистатичне виконання. Мікроелектроніка сьогодні характеризується неймовірною щільністю активних компонентів на кристалі мікросхеми. Незважаючи на малу величину електростатичного розряду, наслідки для внутрішньої структури інтегральної схеми можуть бути критичними. А це, в свою чергу, не виключає виходу з ладу всього, часом дорогого, електронного обладнання.


Вакуумний пінцет буде гарною підмогою при маніпуляціях з деталями годинникових механізмів, з елементами, що мають у своєму складі небезпечні хімічні речовини.

Механічні пристрої

Більш доступні в бюджетному відношенні прилади з механічним (ручним) приводом. У найпростішому випадку пінцет являє собою гумову грушу з присоском на кінці. Такий інструмент (Наприклад, Bubl-Vac (США), здатний утримувати до 115 грам). Являє собою економічне рішення, але їм не зовсім зручно працювати з дуже дрібними деталями. Пінцет вакуумний FFQ939 має вже більш просунуту і витончену конструкцію. Максимальна вага жене деталі - 40 р. Комплектується трьома термостійкими присосками різного діаметру (4 6 і 10 мм). Надійний і простий в експлуатації. За суті, це та ж гумова груша, але схована в красивий сріблястий циліндр (трохи товщі звичайного олівця), що закінчується иглоподобной насадкою. Схоже конструктивне виконання має маніпулятор "Вампір" (Elme, Італія), але замість груші у нього поршень. Класична комплектація виглядає трохи багатшими. Присоски вакуумного пінцета представлені в різних варіантах: силові - для монтажу мікросхем в сокети, жаростійкі - для видалення гарячих чіпів при випоюванні.
Істотним мінусом подібних пристроїв є поступова розгерметизація і, як наслідок, ослаблення чи повна втрата фіксації деталі.

Саморобний вакуумний пінцет

Зараз навіть у глухій провінції, скориставшись послугами світової павутини, можна замовити в інтернет-магазинах будь-який інструмент з доставкою в найближче поштове відділення. Але якщо очікування не вистачає сил (спалює жага творчості), виготовити найпростіший вакуумний пінцет своїми руками реально всього за п'ять хвилин. Все що для цього потрібно, набувається в найближчій аптеці і будівельному магазині:

медичний одноразовий шприц (2-5 мл) із голкою;

Крапельниця (система для переливання крові);

Силіконовий герметик або фум-стрічка.

Замість поршня в шприц, з ущільненням з'єднання, заводиться кінець пластикової трубки від капельниці і вакуумний пінцет власного виробництва готовий! Все в дитинстві пили коктейлі через трубочку, тому механізм дії пристрою зрозуміти нескладно. Підніс голку, втягнув повітря через другий кінець трубочки і елемент зафіксовано.

Електричний привід

Конструкції електричних вакуумних пінцетів відрізняються величезною різноманітністю. При бажанні кожен може вибрати інструмент, виходячи з фінансових можливостей - від демократичних моделей вітчизняного або китайського виробництва до складних технічних комплексів західних монстрів електронної індустрії. Розрядження на робочих органах таких пристроїв (150-600 мБар) створюється електричними насосами (компресорами) діафрагмового типу, потужністю від 5 до 30 вт. У комплекті зазвичай поставляються змінні антистатичні термостійкі присоски різного діаметру і кінцеві голки декількох конфігурацій. Здатні утримувати деталі вагою до 200 грамів. Варто відзначити, що всі випускаються пристрої досить компактні і малошумні.

Огляд популярних моделей

Пінцет вакуумний "Магістр" виробництва однойменного саратовського науково-технічного центру - малогабаритний ергономічний інструмент. Вага пристрою складає всього 40 грам, електрична потужність - 3 Вт, зусилля розрядження - 150 мБар. Комплектується силіконовими присосками трьох типорозмірів: 3 6 та 9 мм.
Ще один представник російського виробництва - ВМ-0.8 (ТОВ НТФ "ТЕРМОПРО", Москва) позиціонується як суперпотужний, швидкий і зручний інструмент, рекомендований для серійного монтажу радіокомпонентів. Комфортна робота оператора забезпечується ножною педаллю управління відкачуванням повітря. Величина вакууму має плавне регулювання від 200 до 450 мБар. Споживана потужність - 5 Вт. У наборі три присоски (5 8 і 13 мм) і чотири голчастих штуцера. Завершує огляд Quick 381А (КНР). Споживана потужність - 15 Вт. Розрядження в 250 мБар дозволяє маніпулювати деталями вагою до 120 грам. Вага самого приладу - близько кілограма. Комплектується змінними присосками, голками і ножною педаллю управління.

Професійне обладнання

Для використання в промислових цілях виробляються досить складні і дорогі системи. Можуть бути як одноканальні (з одним вакуумним виходом на пінцет), так і багатоканальні системи, що обслуговують відразу кілька робочих місць. Професійні вироби комплектуються щедро змінними насадками, додатковими аксесуарами та багатьма корисними функціями. Наприклад, вакуумний прилад V8-100А від Virtual Indastries (Колорадо, США) комплектується 9 типорозмірами присосок і 16 голками різноманітних конфігурацій, масою підставок, власників і кронштейнів. Для керування може використовуватися ручній або ножній вимикач. Вакуумний насос включається і вимикається автоматично при знятті захоплення з держателя. Комфортність роботи гарантує збільшувальне скло великої площі на рухомому кронштейні і лампи світлодіодного підсвічування.

Як з ручного вакууму зробити електричний

Багато радіоаматори роблять електричний вакуумний пінцет своїми руками з непотрібного акваріумного компресора. Втім, вся переробка і полягає в тому, щоб герметично з'єднати його вхід (штуцер забору повітря) з входом саморобного або придбаного (того ж FFQ939) затиску. Для з'єднання використовується горезвісна пластикова прозора трубка крапельниці. Якщо в якості присосок використовувати гумові амортизатори від непотрібної комп'ютерної клавіатури або DVD-приводу, і при цьому добитися герметичності всіх з'єднань, вийде непоганий вакуумний пінцет. Акваріумний компресор по потужності підходить ідеально і забезпечить необхідну величину розрідження. Керувати вакуумом можна просвердливши в корпусі пінцета отвір 2-3 мм. А подальше вдосконалення девайса - справа особистої ініціативи і технічної творчості. У цій області завжди є до чого прагнути.

Робота з SMD-компонентів

Застосування SMD-елементів гарантує збільшення щільності монтажу. При масовому виробництві спрощується технологічний ланцюжок виготовлення друкованих плат (випадає операція свердління отворів). Тому SMD-деталі поступово витісняють з ужитку традиційні з дротяними виводами, як у промисловості, так і любительського радіоелектроніці. Елементи поверхневого монтажу зручні, але мініатюрні. Вакуумний пінцет для SMD-монтажу - не розкіш, а необхідність. Він дозволяє швидко і точно розмістити деталі на платі.

BGA-компоненти

Подальше вдосконалення технології поверхневого монтажу радіокомпонентів, прагнення розробників електронних пристроїв мінімізувати лінійні розміри своїх виробів призвели до створення мікрочіпів в корпусі BGA ( абревіатура від англ . – масив кульок ). Монтажні кулькові контакти розташовані по всій нижній поверхні корпусу мікросхеми, що істотно збільшує щільність монтажу. Крім виграшу у розмірах, BGA-компоненти відрізняються підвищеним розсіюванням тепла. За рахунок зменшення довжини висновків значно знижується вплив фонових наведень, що дозволяє збільшити значення робочих частот та швидкість обміну інформацією. Єдиний мінус – складність проведення ремонтно-відновлювальних робіт. Виконання демонтажу, реболлинга (відновлення контактних кульок припою), монтажу BGA-елементів потребують не лише великого досвіду, спеціальних навичок, суворого дотримання технології, але і наявності професійного обладнання та оснащення. Вакуумний пінцет для BGA – неодмінний атрибут такого набору.

У складі систем

Радіоаматори в своєму арсеналі, крім вакуумного пінцета, повинні мати певний припій, флюс, паяльну маску, інфрачервону паяльну станцію або хороший термофен. Професіонали використовують для виконання подібних завдань спеціальні комплекси. Наприклад, TF-550 - конвекційна система, призначена для роботи з BGA-елементами з відстанню між контактними майданчиками до 1 мм. Це досить складне інтелектуальне пристрій із завданням термопрофілю конвекційного потоку, нижнім підігрівом плати і т. д. Докладніше хочеться зупинитися на пристрої термопаяльника. Він являє собою дуже ергономічний інструмент, до складу якого входить і регульований вакуумний пінцет (захоплення), розташований з соплом на одній осі. У процесі роботи пінцет не тільки фіксує елемент, але і виконує функцію опори для паяльника. Це позбавляє радиомонтажника від необхідності стежити за сталістю зазору між соплом і корпусом елемента.

Короткі підсумки

Для більшості радіоаматорів питання про необхідність наявності вакуумного пінцета в арсеналі обладнання давно вирішене - однозначно потрібен! Хоча знайдуться скептики, возражающие, що і пальцями чудово розташовують елементи поверхневого монтажу. Як кажуть - мають право. Але навіть якщо комусь і подобається палити руки, сучасні технології диктують свої умови. Щільність розміщення деталей на електронних платах наближається до таких величин, що не тільки пальці - мініатюрні бранші не заведеш між ними. Вакуумний пінцет для мікросхем в корпусах QFP теж не має альтернативи. Тонкі планарні виводи по периметру чіпа легко загнути або пошкодити будь-яким іншим інструментом. А ось яку модель вибрати, кожен вирішує сам, виходячи з характеру та обсягу виконуваних робіт. Асортимент, представлений на сучасному ринку, дозволяє з легкістю це зробити.