Монтаж микросхем на печатную плату

Цель работы

Закрепить полученные знания о маркировке интегральных микросхем и о монтаже микросхем на печатные платы. Освоить особенности монтажа интегральных микросхем.

Инструменты и материалы

2.1 Набор микросхем.

2.2 Паяльник 36В.

2.3 Набор инструментов (бокорезы, плоскогубцы с насечкой, плоскогубцы «утконосы»).

Теоретические сведения

При подготовке микросхем к монтажу на печатные платы (операции рихтовки, формовки и обрезки выводов) выводы подвергаются растяжению, изгибу и сжатию. Поэтому при выполнении операций по формовке необходимо следить, чтобы растягивающее усилие было минимальным. В зависимости от сечения выводов микросхем оно не должно превышать определенных значений (например, для сечения выводов от 0,1 до 2 мм 2 — не более 0,245. 19,6 Н).

Формовка выводов прямоугольного поперечного сечения должна производиться с радиусом изгиба не менее удвоенной толщины вывода, а выводов круглого сечения — с радиусом изгиба не менее двух диаметров вывода (если в ТУ не указывается конкретное значение). Участок вывода на расстоянии 1 мм от тела корпуса не должен подвергаться изгибающим и крутящим деформациям. Обрезка незадействованных выводов микросхем допускается на расстоянии 1 мм от тела корпуса.

В процессе операций формовки и обрезки не допускаются сколы и насечки стекла и керамики в местах заделки выводов в тело корпуса и деформация корпуса.

В процессе производства для формовки и подрезки применяют шаблоны, а так же специальные полуавтоматические и автоматические устройства.

В радиолюбительской практике формовка выводов может проводиться вручную с помощью пинцета с соблюдением приведенных мер предосторожности, предотвращающих нарушение герметичности корпуса микросхемы и его деформацию.

Основным способом соединения микросхем с печатными платами является пайка выводов, обеспечивающая достаточно надежное механическое крепление и электрическое соединение выводов микросхем с проводниками платы.

Для получения качественных паяных соединений производят лужение выводов корпуса микросхемы припоями и флюсами тех же марок, что и при пайке. При замене микросхем в процессе настройки и эксплуатации РЭА производят пайку различными паяльниками с предельной температурой припоя 250° С, предельным временем пайки не более 2 с и минимальным расстоянием от тела корпуса до границы припоя по длине вывода 1,3 мм.

Качество операции лужения должно определяться следующими признаками:

минимальная длина участка лужения по длине вывода от его торца должна быть не менее 0,6 мм, причем допускается наличие «сосулек» на концах выводов микросхем;

равномерное покрытие припоев выводов;

отсутствие перемычек между выводами.

При лужении нельзя касаться припоем гермовводов корпуса. Расплавленный припой не должен попадать на стеклянные и керамические части корпуса.

Необходимо поддерживать и периодически контролировать (через 1,2 ч) температуру жала паяльника с погрешностью не хуже ± 5° С. Кроме того, должен быть обеспечен контроль времени контактирования выводов микросхем с жалом паяльника, а также контроль расстояния от тела корпуса до границы припоя по длине выводов. Жало паяльника должно быть заземлено (переходное сопротивление заземления не более 5 Ом).

Рекомендуются следующие режимы пайки выводов микросхем для различных типов корпусов:

максимальная температура жала паяльника для микросхем с планарными выводам 265° С, со штырьковыми выводами 280° С;

максимальное время касания каждого вывода жалом паяльника 3 с; минимальное время между пайками соседних выводов 3 с;

минимальное расстояние от тела корпуса до границы припоя по длине вывода 1 мм;

минимальное время между повторными пайками одних и тех же выводов 5 мин.

Техническое задание

4.1 Изучить маркировку микросхем.

4.2 Произвести подготовку микросхем к монтаж плату, согласно задания мастера.

4.3 Сделать вывод о проделанной работе.

5 Контрольные вопросы

5.1 Перечислить этапы подготовки микросхемы к монтажу

5.2 Какие типы корпусов отечественных микросхем вы знаете?

5.3 Как определить первый вывод микросхемы?

Практическая работа №10

Цель работы

Приобрести практические навыки в изготовлении макетной платы. Закрепить полученные знания об изготовлении печатных плат. Закрепление практических навыков в работе с радиоэлементами и монтаже элементов на печатные платы.

Инструменты и материалы

2.1 Набор инструментов (бокорезы, плоскогубцы с насечкой, плоскогубцы «утконос», резак).

2.2 Фольгированный текстолит.

2.3 Паяльник 36В.

Теоретические сведения

Общие сведения

Под печатанием схем подразумевают такую технологию производства, при которой монтажные провода и ряд других элементов схемы наносятся на изоляционное основание (плату). В качестве основания используют гетинакс, стеклотекстолит и другие изоляционные материалы, а в качестве проводников – медь, алюминий, никель и золото.

Печатный монтаж имеет следующие преимущества: высокая плотность расположения проводников, малые габариты и масса, низкая стоимость в массовом производстве, хорошая повторяемость параметров, большая механическая прочность и стойкость к климатическим и тепловым воздействиям.

К недостаткам печатного монтажа относятся: большая длительность цикла подготовки производства, принципиальная невозможность полного экранирования, ограничение максимальных габаритов печатных плат из-за уменьшения их жесткости, сложность контактирования печатных плат на гибком основании, плохая ремонтопригодность (ограниченное число перепаек).

Рис.10.1- Печатная плата.

Рис.10.2- Многослойная печатная плата

Печатные платы. В основе печатного монтажа лежит печатная плата (рис.10.1), представляющая собой диэлектрическую пластину 1, на которую с одной стороны 2 или двух сторон нанесены печатные проводники в виде тонких электропроводящих полосок. В более сложных случаях применяют многослойные печатные платы (рис.10.2), склеенные между собой. Контактные переходы между слоями 3…5 выполняют с помощью сквозных отверстий 1 и 2, покрытых электрохимически или гальванически токопроводящим материалом. Соединение навесных ЭРЭ с гибкими выводами (резисторов, диодов) и многовыводных (микромодулей, микросхем) с контактными площадками печатных плат выполняют методом групповой пайки.

Изготовление печатной платы. Когда схема соединений вычерчена, координаты центров контактных площадок, отверстий для крепления, а также контуры платы переносятся на шаблон (при мелкосерийном производстве) или на плату из фольгированного материала. Поверхность фольги перед этим тщательно зачищают микронной шкуркой, чтобы удалить пленку окислов загрязнений, а затем обезжиривают ацетоном. После этого наносят на фольгу рисунок печатной платы кислотоупорной краской (нитроэмаль НЦ-25, цапонлак). Контуры контактных площадок удобно наносить стеклянным рейсфедером с надетой на него ПВХ-трубкой.

Рисунок печатных проводников можно выполнять самодельным рейсфедером, изготовленным из использованного пластмассового стержня шариковой авторучки. Конец стержня длиной 130 мм осторожно нагревают над пламенем, после размягчения трубки, оттягивают её конец и осторожно обрезают лезвием. Такой стержень пишет мягче металлического или стеклянного. В процессе работы рейсфедер необходимо периодически промывать в ацетоне.

Читайте также:  Схема зарядного на транзисторе п 210

Заготовки печатных плат обычно травят в растворе хлорного железа. Процесс травления длится 0,5–1,5 часа. Его можно ускорить покачиванием кюветы. После окончания процесса травления заготовку тщательно промывают теплой проточной водой. Лак снимают наждачной бумагой №60, №80 или тампоном, смоченным в ацетоне. Далее в плате сверлят отверстия под выводы элементов, крепления, крупные детали и обрабатывают плату по контуру.

После сверления со стороны, противоположной печатным проводникам, со всех отверстий аккуратно удаляют заусеницы, пользуясь сверлом, заточенным под углом 90º и диаметром, примерно вдвое большим, чем сверло, которым сверлили отверстие.

Техническое задание

4.1 Вырезать заготовку согласно заданию.

4.2 Разлиновать заготовку.

4.3 Вырезать и облудить проводники.

4.4 Произвести монтаж радиоэлементов на макетную плату.

4.5 Проверить работу макета в присутствии мастера.

5 Контрольные вопросы

5.1Назовите достоинства и недостатки печатного монтажа.

5.2 Какие требования предъявляются к компоновке РЭА?

5.3 Последовательность операций при изготовлении печатных плат.

Практическая работа №11

Цель работы

Закрепить полученные знания о монтаже микросхем на печатные платы. Освоить особенности монтажа интегральных микросхем.

Инструменты и материалы

2.1 Набор микросхем.

2.2 Паяльник 36В.

2.3 Печатная плата

2.4 Набор инструментов (бокорезы, плоскогубцы с насечкой, плоскогубцы «утконосы»).

Теоретические сведения

Основным способом соединения микросхем с печатными платами является пайка выводов, обеспечивающая достаточно надежное механическое крепление и электрическое соединение микросхем с проводниками платы.

Для получения паяных соединений производят лужение выводов корпуса микросхемы припоями и флюсами тех же марок, что и при пайке. При замене микросхем в процессе настройки и эксплуатации РЭА производят пайку различными паяльниками с предельной температурой припоя 250ºС, предельным временем пайки не более 2–3 с. и минимальным расстоянием от тела корпуса до границы припоя по длине вывода 1–3 мм.

Качество операции лужения должно определяться следующими признаками:

– минимальная длина участка лужения по длине вывода от его торца должна быть не менее 0,6 мм, причём допускается наличие «сосульки» на концах выводов микросхем;

– равномерное покрытие припоем выводов;

– отсутствие перемычек между выводами.

При лужении нельзя касаться припоем гермовводов корпуса, расплавленный припой не должен попадать на стеклянные и керамические части корпуса.

Необходимо поддерживать и периодически контролировать (через 1…2 ч.) температуру жала паяльника с погрешностью не хуже ±5ºС. Кроме того, должен быть обеспечен контроль времени контактирования выводов микросхем с жалом паяльника, а также контроль расстояния от тела корпуса до границы припоя по длине выводов. Жало паяльника должно быть заземлено (переходное сопротивление заземления не более 5 Ом).

Рекомендуются следующие режимы пайки выводов микросхем для различных типов корпусов:

– максимальная температура жала паяльника для микросхем с планарными выводами 265ºС, со штырьковыми выводами 280ºС;

– минимальное время касания каждого вывода жалом паяльника 3 с.;

– минимальное время между пайками соседних выводов 3 с.;

– минимальное расстояние от тела корпуса до границы припоя по длине вывода 1 мм.;

– минимальное время между повторными пайками одних и тех же выводов 5 мин.

При пайке микросхем с планарными выводами допускается: заливная форма пайки, при которой контуры отдельных выводов полностью скрыты под припоем со стороны пайки на печатной плате; неполное покрытие припоем поверхности контактных площадок по периметру пайки, но не более чем в двух местах, не превышающих 15% от общей площади; наплыв припоя конусообразной и скругленной форм в местах отрыва паяльника; небольшое смещение вывода в пределах контактной площадки, растекание припоя (только в пределах длины вывода, пригодной для монтажа).

Растекание припоя должно быть ограничено пределами контактной площадки. Торец вывода может быть нелуженым. Монтажные металлизированные отверстия должны быть заполнены припоем на высоту не менее 2/3 толщины платы.

Растекание припоя по выводам микросхем не должно уменьшать минимальное расстояние от корпуса до места пайки, т.е. быть в пределах зоны, пригодной для монтажа и оговоренной в технической документации. На торцах выводов допускается отсутствие припоя.

Через припой должны проявляться контуры входящих в соединение выводов. При пайке не допускается касание расплавленным припоем изоляторов выводов и затекание припоя под основание корпуса. Жало паяльника не должно касаться корпуса микросхемы.

Допускается одноразовое исправление дефектов пайки отдельных выводов. При исправлении дефектов пайки микросхем со штырьковыми выводами не допускается исправление дефектных соединений со стороны установки корпуса на плату.

После пайки места паяных соединений необходимо очистить от остатков флюса жидкостью, рекомендуемой в ТУ на микросхему.

Различные варианты установки микросхем согласно отраслевому стандарту ОСТ4.010.030-81 указаны на рисунках 91-9.7.

Рисунок 9.1 – Вариант установки элементов Via

Применяется на платах с односторонним и двухсторонним расположением печатных проводников, имеющих электроизоляционную защиту печатных проводников и металлизированных отверстий под токопроводящими корпусами полупроводниковых приборов, микросхем и микросборок.

Рисунок 9.2 – Вариант установки элементов VIб

Применяется на платах с односторонним и двухсторонним расположением печатных проводников.

Рисунок 9.3 – Вариант установки элементов VIв

Применяется на платах с односторонним и двухсторонним расположением печатных проводников, с применением теплоотводящих шин или электроизоляционных прокладок.

По вариантам VIа, VIб, VIв устанавливаются:

Микросхемы в корпусах 4 типа: типоразмеры 401.14-3, 401.14-4, 401.14-5.

Рисунок 9.4 – Вариант установки элементов VIIa

Применяется на платах с односторонним и двухсторонним расположением печатных проводников.

Рисунок 9.5 – Вариант установки элементов VIIб

Применяется на платах с односторонним и двухсторонним расположением печатных проводников, с применением электроизоляционных прокладок.

По варианту VIIа, VIIб устанавливаются:

Микросхемы в корпусах 3 типа: типоразмеры 301.8-1, 301.8-2, 301.12-1.

Рисунок 9.6 – Вариант установки элементов VIIIa

Применяется на платах с односторонним и двухсторонним расположением печатных проводников.

По варианту VIIIа устанавливаются:

Микросхемы в корпусах 1 типа: типоразмеры 151.15-4, 151.15-5,151.15-6,151.15-8;

Микросхемы в корпусах 2 типа: типоразмеры 201.14-1; 201.14-8, 201.14-9,201.8 -1.

Рисунок 9.7 – Вариант установки элементов VIIIб

Применяется на платах с односторонним и двухсторонним расположением печатных проводников, с применением теплоотводящих шин и электроизоляционных прокладок.

Читайте также:  Смесь аргон кислород применяется

Элементы, установленные по данному варианту, демонтажу не подлежат.

По варианту VIIIб устанавливаются:

Микросхемы в корпусах 1 типа: типоразмеры 151.15-4, 151.15-5,151.15-6,151.15-8;

Микросхемы в корпусах 2 типа: типоразмеры 201.14-1; 201.14-8, 201.14-9,201.8 -1.

Техническое задание

4.1 Произвести монтаж на печатную плату, согласно задания мастера.

4.2 Проверить правильность монтажа

4.3 Сделать вывод о проделанной работе.

5 Контрольные вопросы

5.1 Перечислить особенности сборки и монтажа РЭА на микросхемах.

5.2 Опишите маркировку микросхем.

5.3 Назовите основные правила устранения опасного воздействия на микросхемы электростатических зарядов.

Список литературы

1 Г.В.Ярочкина Радиоэлектронная аппаратура и приборы: Монтаж и регулировка: Учебник для нач. проф. Образования. М.: Академия, 2010.

2 Гуляева Л. Н. Технология монтажа и регулировка радиоэлектронной аппаратуры и приборов. – М.: Академия, 2009.

3 Мисюль, П.И. Ремонт, настройка и проверка радиотелевизионной аппаратуры Специальная технология.- Ростов н / Д,: Феникс, 2007.

4 Баканов Г.Ф., Соколов С.С. Конструирование и производство радиоаппаратуры. – М.: Академия, 2010.

5 О.Е.Вершинин; И.Г.Мироненко Монтаж радиоэлектронной аппаратуры и приборов: Учеб. Для ПТУ. – М.:В.ш.,1991

6 М.М.Ельянов, Практикум по радиоэлектронике. – М.: Просвещение, 1971

7 Ю.В.Зайцев, А.Н.Марченко Полупроводниковые резисторы в радиосхемах- М.: Энергия, 1971

8 А.Н. Марченко Переменные резисторы. – М.:Энергия,1980

9 О.М. Пляц Справочник по электровакуумным, полупроводниковым приборам и интегральным схемам.- Минск.: Вышэйшая школа, 1976

10 Справочник Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги.- М.: КУБК-А,1997

11 Справочник Диоды.- М.: КУБК-А,1997

12 Справочник Транзисторы средней мощности.- М.: КУБК-А,1997

13 Справочник Транзисторы большой мощности.- М.: КУБК-А,1997

14 ГОСТ 23587-96 Монтаж электрический радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Технические требования к разделке монтажных проводов и креплению жил

Хорошая пайка хотя и не так важна, как правильно размещение радиоэлементов, но она тоже играет немалую роль. Поэтому мы рассмотрим SMD монтаж – что для него нужно и как его следует проводить в домашних условиях.

Запасаемся необходимым и проводим подготовку

  1. Припой.
  2. Пинцет или плоскогубцы.
  3. Паяльник.
  4. Небольшую губку.
  5. Бокорезы.

Для начала необходимо включить паяльник в розетку. Затем смочите водой губку. Когда паяльник нагреется до такой степени, чтобы он мог плавить припой, то необходимо покрыть им (припоем) жало. Затем протрите его влажной губкой. При этом следует избегать слишком длительного контакта, поскольку он чреват переохлаждением. Для удаления остатков старого припоя можно протирать жало об губку (а также чтобы поддерживать его в чистоте). Подготовка проводится и по отношению к радиодетали. Делается все с помощью пинцета или плоскогубцев. Для этого необходимо согнуть выводы радиодетали так, чтобы они без проблем могли войти в отверстия платы. Теперь давайте поговорим о том, как проводится монтаж SMD компонентов.

Начало работы с деталями

Первоначально необходимо компоненты вставить в отверстия на плате, которые предназначаются для них. При этом внимательно следите за тем, чтобы была соблюдена полярность. Особенно это важно для таких элементов, как электролитические конденсаторы и диоды. Затем следует немного развести выводы, чтобы деталь не выпадала из установленного места (но не перестарайтесь). Непосредственно перед тем как начинать пайку, не забудьте протереть жало губкой ещё раз. Теперь давайте рассмотрим, как происходит монтаж SMD в домашних условиях на этапе паяния.

Закрепление деталей

Проверка качества работы

  1. В идеале должна быть соединена контактная площадь и вывод детали. При этом сама пайка должна обладать гладкой и блестящей поверхностью.
  2. В случае получения сферической формы или наличия связи с соседними контактными площадками необходимо разогреть припой и удалить его излишки. Учитывайте, что после работы с ним на жале паяльника всегда есть его определённое количество.
  3. При наличии матовой поверхности и царапин расплавьте припой ещё раз и, не сдвигая детали, дайте ему остыть. В случае необходимости можно добавить его ещё в небольшом количестве.

Для удаления остатков флюса с платы можно воспользоваться подходящим растворителем. Но эта операция не является обязательной, ведь его наличие не мешает и не сказывается на функционировании схемы. А теперь давайте уделим внимание теории пайки. Потом мы пройдёмся по особенностям каждого отдельного варианта.

Теория

  1. Необходимо, чтобы были зачищены поверхности деталей, которые будут паяться. Для этого важно удалить все пленки оксидов, которые образовываются со временем.
  2. Деталь должна в месте пайки нагреваться до температуры, которой достаточно, чтобы плавить припой. Определённые трудности здесь возникают, когда есть большая площадь с хорошей теплопроводностью. Ведь элементарно может не хватить мощности паяльника для нагрева места.
  3. Необходимо позаботиться о защите от действия кислорода. Эту задачу может выполнить колофоний, который образует защитную пленку.

Наиболее частые ошибки

  1. Места пайки касаются кончиком жала паяльника. При этом подводится слишком мало тепла. Необходимо жало прикладывать таким образом, чтобы между жалом и местом пайки создавалась наибольшая площадь контакта. Тогда SMD монтаж получится качественным.
  2. Используется слишком мало припоя и выдерживаются значительные временные промежутки. Когда начинается сам процесс, уже успевает испариться часть флюса. Припой не получает защитный слой, как результат – оксидная пленка. А как правильно совершать монтаж SMD в домашних условиях? Для этого профессионалы места пайки качаются одновременно и паяльником, и припоем.
  3. Слишком ранний отвод жала от места пайки. Нагревать следует интенсивно и быстро.

Можно взять конденсатор для SMD монтажа и набить на нём руку.

Пайка свободных проводов

Сейчас мы будем проходить практику. Допустим, у нас есть светодиод и резистор. К ним нужно припаять кабель. При этом не используются монтажные платы, штифты и иные вспомогательные элементы. Для выполнения поставленной цели нужно выполнить такие операции:

  1. Снимаем изоляцию с концов провода. Они должны быть чистыми, поскольку были защищены от влажности и кислорода.
  2. Скручиваем отдельные проводки жилы. Этим предотвращается их последующее разлохмачивание.
  3. Залуживаем концы проводов. Во время этого процесса необходимо разогретое жало подвести к проводу вместе с припоем (который должен равномерно распределиться по поверхности).
  4. Укорачиваем выводы резистора и светодиода. Потом необходимо их залудить (независимо от того, старые или новые детали используются).
  5. Удерживаем выводы параллельно и наносим небольшое количество припоя. Как только им будут равномерно заполнены промежутки, необходимо быстро отвести паяльник. Пока припой не затвердеет полностью, деталь трогать не нужно. Если это всё же произошло, то возникают микротрещины, которые негативно сказываются на механических и электрических свойствах соединения.
Читайте также:  Схема подключения китайского вольтметра амперметра с шунтом

Пайка печатных плат

Теперь давайте разберёмся, как происходит SMD монтаж в данном случае. Первоначально жало паяльника и припой одновременно подводят к месту пайки. Причем нагреваться должны и обрабатываемые выводы, и плата. Необходимо держать жало, пока припой равномерно не покроет всё место контакта. Затем его можно обвести по полукругу вокруг обрабатываемого места. При этом припой должен перемещаться во встречном направлении. Наблюдаем, чтобы он равномерно распределился на всей контактной площади. После этого убираем припой. И последний шаг – это быстрый отвод жала от места пайки. Ждём, пока припой приобретёт свою окончательную форму и застынет. Вот так в данном случае проводится монтаж SMD. Печатная плата при первых попытках будет выглядеть не ахти, а вот со временем можно научиться делать на таком уровне, что не отличишь и от заводского варианта.

Маркировочные знаки на ПП наносят с применением трафаретной либо переносной (офсетной) печати.

Подготовка прочих конструктивов (объемных соединителей, гибких шлейфов и др.) осуществляется в соответствии с ТД на каждую операцию и может включать: распаковку; удаление изоляции (при необходимости); зачистку; очистку (обезжиривание) поверхностей, подлежащих монтажу; обрезку по нужному размеру; флюсование и лужение с последующей очисткой (при неоходимости) и др. Средства реализации этих ТО выбираются в зависимости от степени сложности конструктива, типа производства и эффективности применяемого способа

9. Установка эрэ и имс на платы.

При установке и креплении необходимо предусмотреть:

I) Обеспечение работоспособности элементов в соответствии с требованиями к условиям эксплуатации аппаратуры, согласно ТУ.

II)Удаление микросхем и других полупроводниковых приборов от элементов, выделяющих большое количество тепла.

III) Необходимую конвекцию воздуха у элементов, выделяющих большое количество тепла.

IV) Расположение вне влияния магнитных полей элементов, критичных к магнитным полям.

V) Возможность доступа к подстроечным и регулировочным элементам схемы для замены или регулировки при настройке.

VI) Защиту монтажа, расположенного вблизи съемных элементов, например

разъемов от механических повреждений.

VII) Возможность расположения наиболее массивных элементов ближе к местам крепления платы (при значительных нагрузках).

VIII) Возможность доступа к любой микросхеме для ее замены.

IX) Возможность выполнения технологических процессов ручной или механизированной установки элементов и групповой пайки.

X) Возможность покрытия влагозащитным лаком без попадания его на места

не подлежащие защите.

Установочные размеры для элементов должны быть кратны шагу координатной сетки. С целью увеличения расстояния между выводами, совмещение их с отверстиями координатной сетки, фиксации расстояния от элемента до платы применяется формовка.

Микросхемы на печатных платах следует располагать рядами. При установке микросхемы на печатную плату на первый ее вывод должен быть совмещен с первой контактной площадкой, имеющей ключ, нанесенный на плате. Выбор шага установки микросхем на печатной плате определяется размерами корпусов, сложностью принципиальной электрической схемы, требуемой плотностью компоновки микросхем, температурным режимом блока, методом разработки топологии печатных плат (ручной или машинный). Шаг установки микросхем выбирается кратным шагу координатной сетки обычно в зависимости от среднего числа выводов по таблицам.

Рекомендуется применение ИС одного конструктивного изготовления, например, в плоском корпусе.

10. Пайка печатных плат.

Пайка представляет собой распространенный способ монтажа компонентов в производстве радиоэлектронных узлов. При этом обеспечивается и механическое крепление выводов компонентов, и электрическое контактирование в соответствии с электрической принципиальной схемой. При пайке две металлические детали (или детали с металлическим покрытием) соединяются при помощи припоя – третьего металла или сплава. Соединяемые детали не расплавляются сами, расплавляется только припой. Поэтому пайка имеет более щадящий тепловой режим для деталей, чем сварка. Для получения качественного паяного соединения, обладающего хорошими электропроводящими и прочностными свойствами, необходимо обеспечить несколько условий:

1. Получить чистые металлические поверхности у соединяемых деталей (удалить загрязнения и пленки окислов) с помощью технологического флюса;

2. Нагреть припой выше точки плавления;

3. Обеспечить вытеснение флюса с помощью наступающего припоя;

4. Обеспечить растекание жидкого припоя по металлической поверхности;

5. Обеспечить диффузию атомов из твердой металлической фазы в жидкий припой и наоборот – образование сплавных зон.

Среди припоев в радиоэлектронике наиболее широкое распространение получили припои на основе композиции олова и свинца (ПОС). Сплав имеет особую точку, называемую точкой эвтектики. В этой точке температура кристаллизации припоя составляет 183 °С, что значительно ниже точек плавления Sn и Pb (232 °С и 327 °С).

Преимуществами контактирования пайкой являются простота процесса и хорошая ремонтопригодность. Технология накладывает ограничения на конструкцию. Так, для того чтобы припой заполнил зазор между металлизацией отверстия в плате и вставляемым в это отверстие выводом, зазор должен составлять 0,1…0,15 мм. При меньшем зазоре припой будет пористым, при большем – он может не проникнуть на всю толщину платы. В первом случае капиллярный эффект будет велик, а во втором – слишком мал.

Пайка волной припоя применяется только для пайки компонентов в отверстиях плат. Процесс пайки прост. Платы, установленные на транспортере, подвергаются предварительному нагреву, исключающему тепловой удар на этапе пайки. Затем плата проходит над волной припоя. Сама волна, ее форма и динамические характеристики являются наиболее важными параметрами оборудования для пайки. С помощью сопла можно менять форму волны. В настоящее время каждый производитель использует свою собственную форму волны (в виде греческой буквы «омега», Z-образную, Т-образную и др.). Когда появились ПП, с обратной стороны которых устанавливались поверхностные компоненты, их пайка производилась волной припоя. При этом возникло множество проблем, а именно: непропаи и отсутствие галтелей припоя из-за эффекта затенения другими компонентами, преграждающими доступ волны припоя к соответствующим контактным площадкам, а также наличие полостей с захваченными газообразными продуктами разложения флюса, мешающих доступу припоя. Потребовалось изменить технологический процесс пайки волной, внедрив вторую волну припоя. Пайка двойной волной припоя применяется в настоящее время для одного типа ПП: с традиционными компонентами на лицевой стороне и простыми компонентами (чипами и транзисторами) на обратной.

Оцените статью
Adblock detector