8 (Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович)
Описание файла
Файл "8" внутри архива находится в следующих папках: Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович, Лекции по технологии. Документ из архива "Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология производства рэс" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "технология производства рэс" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "8"
Текст из документа "8"
ТЕМА-8.
МЕТОДЫ КОНТАКТИРОВАНИЯ КУ ФЯ.
Для контактирования КУ с компонентами со штыревыми выводами используется метод пайки, а для плоских компонентов с планарными выводами - метод пайки или сварки.
Под пайкой понимается связывание или дополнение металлов в твердом состоянии путем введения в зазор связующего металлического материала (припоя). Если температура плавления припоя лежит ниже 450С, то говорят о мягкой пайке, если выше - о твердой пайке.
При сварке контактируемые металлы приводятся в соприкосновение в определенной зоне в жидком состоянии и при остывании они образуют общие кристаллы. Это возможно только для одинаковых или подобных металлов и сплавов.
Общим для пайки и сварки является то, что контактирование происходит на соответствующей границе фаз благодаря металлическим связям.
При выборе метода контактирования необходимо учитывать следующие факторы:
-
вид контактируемых материалов;
-
надежность;
-
экономичность;
-
термическая устойчивость КУ и компонентов;
-
механическая устойчивость КУ и компонентов;
постоянство характеристик метода;
Преимуществами метода сварки перед методом пайки являются:
-
отсутствие необходимости в присадочном материале
-
использование незначительных расстояний между проводниками, т.к. нет опасности возникновения перемычек
-
возможность большой тепловой перегрузки соединения
-
незначительная тепловая перегрузка компонента и печатной платы благодаря точной дозировке энергии в малом объеме
-
механическая прочность соединения, соответствующая прочности контактируемых материалов
-
вибропрочность соединения
-
незначительные примеси (загрязнение в виде окисных пленок ) не нарушают процесс сварки;
Недостатки сварки . по сравнению с пайкой:
-
необходимость точного определения сварочных параметров (особенно количества энергии)
-
повышенные требования к допускам геометрических размеров соединяемых материалов
-
точное позиционирование
невозможность одновременного контактирования многих выводов.
Наиболее распространенными являются термокомпрессионная и ультразвуковая сварки (рассматривали при изучении методов контактирования МСБ).
Пайка включает в себя следующие технологические операции:
-
-
нагрев выше точки плавления
-
вытеснение флюса с помощью припоя
-
растекание жидкого припоя по металлической поверхности - процесс смачивания
-
диффузия атомов из твердой металлической
фазы в жидкий припой и наоборот -
образование зоны сплава
-
очистка паяного соединения - удаление
остатков флюса, способствующего коррозии.
Флюсы помогают удалить окисные слои и продукты реакции при нагреве, защищают металлическую поверхность от нового окисления и способствуют быстрому смачиванию припоем. Флюсы. бывают двух типов: кислотный и канифольный.
Кислотные флюсы содержат хлориды в качестве активных составляющих в виде твердых, жидких и пастообразных составляющих, которые сами внедряются в припой. Эти флюсы вызывают сильную коррозию.
Для радиоэлектроники применяется канифольный флюс, активными составляющими которого являются смоляные кислоты (например, абитеиновая кислота - точка плавления 173 градуса по Цельсию). Для повышения способности канифоли, растворять окислы, в нее добавляют активаторы.
-
Типичный состав канифольного флюса:
20 - 25 % канифоли, 5 % салициловой кислоты, остальное этиловый или изопропиловый спирт.
Припои. Припоями являются металлы, чаще всего сплавы, которые расплавляются при температуре ниже температуры плавления контактируемых металлов. Они содержат компоненты, которые могут образовывать сплавы с соединяемыми металлами. Т.к. все компоненты ФЯ имеют относительно невысокую термическую стойкость ( до 300 градусов Цельсия ), то применяются припои с низкой температурой плавления. Наибольшее распространение получило паяльное олово - сплав олово-свинец.
В зависимости от содержания того или иного металла могут образовываться два вида твердых растворов: альфа-раствор - богатый свинцом (Pb) и богатый оловом (Sn) - бетта-раствор. При температуре 183 градуса Цельсия и составе 61,9 %Sn и 38,1 %Pb образуется эвтектика (одновременная кристаллизация обоих составляющих - альфа и бетта - растворов. )
Для получения мягких припоев добавляется сурьма ( Sb ). Точного эвтектического состава ( 61,9 % Su ) следует избегать т.к. резкое застывание в эвтектической точке ( 183С ) вместе с вибрацией может привести к холодной пайке - дефект пайки.
Марки припоев, их состав и назначение.
Марка припоя | Составляющие в их % содержании | Паяемый материал | Темпер. плавл.,С | Область применения |
ПОС-40 | Олово-39-41 Свинец-61--59 | Медь, никель и их сплавы серебро, золото, олово и его сплавы, кадмий | 183-238 | Пайка и лужение деталей и монтаж проводов |
ПОС -61 | Олово-60-62 Свинец-40- -38 | -//- |
183-190 | Пайка и лужение выводов ИМС, ЭРЭ и ПП, микропроводов, пленочных покрытий рабочей t 100С |
ПОСК-50-18 | Олово-49-51 Кадмий-17-19 Свинец, остальное | -//- |
142-145 | Пайка и лужение РЭА и ЭВА, конденсаторов, проводов и т.д. не допускающих нагрев выше180С |
ПОС Су-61-0,5 | Олово 60-62 Сурьма-0,2-0,5 Свинец-остальное | Медь, никель и их сплавы цинк, серебро, металл. и неметалл. материалы | 183-189 | Пайка контактных соединений, реле, трансформаторов, дроссели |
ПОС Су-40-2 | Олово-39-41 Сурьма-1,5-¦-2 Свинец, остальное | Медь, никель и их сплавы сталь, кадмий, серебро | 185-255 | Пайка и лужение корпусов, каркасов, припайка заземляющих проводов к экранирующей оплетке |
ПСр 2,5 | Олово-5-6 Серебро-2,2-2,8 Свинец, остальное | Медь, никель и их сплавы неметалл с напыленным, химическим или гальван. покрытием, паладий | 295-305 | Пайка потенцио- метров, разъемов и т.д. работающих при t=150-260С |
ПГМ-65 | Медь-34-36 Галлий-64--66 | Медь, никель неметаллы с покрытием медью, никелем, серебром, золотом |
200 | Бесфлюсовая пайка ИМС и навесных ЭРЭ к ПП |
ПСр-40 | Серебро -39-41 Медь-16,4- 17,4 Никель- 0,3 Цинк-16,6-17,8 | Медь и ее сплавы, сталь, медные провода в стеклянной изоляции |
595-805 | Пайка трансформаторов, малогабаритных электромашин и деталей РЭА и ЭВА, работающих при t=500-700С |
ПЗл М37В | Золото-37,1-37,9 Бор-0,1-0,3 Медь-остальное | Керамика, медь |
990-1010 | Пайка разъемов гермовводов, корпусов ИМС, конструкционных узлов |
Классификация методов пайки.
Методы
пайки
Способы воздействия
Давление Тепло Давление и
тепло
Проводящие клеи Пайка Пайка U-образным
(контактолы) сопротивлением электродом
Непосредствен Косвенная
ная передача тепла передача тепла
Т очечная дуговая Пайка
пайка паяльником
Электронно-лучевая Ультрозвуковая
пайка пайка
И ндукционная Пайка
пайка погружением
И нфракрасная
П айка световым Ванна с подвижным Ванна с неподвижным
л учем зеркалом припоя зеркалом припоя
Микрогазоплазменная Каскадная Пайка с вертикальным
пайка пайка погружением
Пайка волной Пайка погружением
с наклоном
Струйная пайка Пайка протягиванием
Пайка с колебательным
движением
Пайка с маятниковыми
колебаниями
Методы контактирования компонентов со штыревыми выводами.
Здесь для контактирования используется только та сторона ПП, где производится пайка.
Проволочные выводы, выступающие из платы на высоту до 3 мм, присоединяются групповыми методами пайки - пайка погружением. Для защиты металлической поверхности от нежелательного воздействия припоя (образование перемычек в узких местах), используются паяльные маски из защитного лака.