К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 184
Текст из файла (страница 184)
По сравнению с другими методами лазерная пайка обладает рядом существенных преимуществ. Во время пайки печатная шита и корпуса элементов практически не ныреваются, что позволяет монтировать элементы, чувствительные к тепловым воздействиям. В связи с низкой температурой пайки и ограниченной областью приложения теплоты резко снижаются механические напра:кения между выводом и корпусом. Кратковременные действия теплоты (20 - 30 мс) резко снижают толщину слоя иитерметаллидов, припой имеет мелкозернистую структуру.
Все это увеличивает надежносп паяиых соединений. Установки лазерной пайки могут быть полносп ю автоматизироваиы, при этом дэя составления программы пайки можно использовать данные систем автоматизированного проектирования (САПР) печатных плат. Возможна пайка плат с высокой ллотноспю компоновки ПМ ИЭТ, с размерами контактных площадок до 25 мкм, без образования перемычек на соседние соединения или их повреждения. При использовании хорошо просушенной пишьной пасты выполненные с помощью лазерной пайки ивяные соединения не образуют шариков припоя или перемычек, в результате чего отпадает необходимость применять паяльные маски.
При использовании лазерной пайки нет необходимости в предварительном лодогреве многослойной печатной платы, что обычно необходимо делать лрн пайке в паровой фазе для предотвращения расслоения платы. Не требуется таске создавать какую-либо специальную газовую среду. Пайка ведется в нормальной атмосфере без применении инертных газов или каких-либо химических реыентов. При пайке не выделяются вредные химические компоненты.
Для прихлеиваиия ПМ ИЭТ не требуется попользовать специальные высокотемпературные клешцие композиции, можно примешпь обычные клен. Возможно проводить частичную сборку, при которой отдельные элементы могут устанавливаться позднее, что обычно недопустимо при пайке в парс-газовой фазе, поскольку недостающие элементы возможно установить только вручную. Лазерная пайка не яюшется альтернативным методом по отношению к групповым методам пайки. Ее преимущества проявляются при создании особо надежных паяльных соединений в блоках с повышенной плотностью компоновки. Паяльные материалы (припев). Для пайки ПП применяют почти исключительно ннзкотемпературные оловянно-свинцовые припои. Наиболее технологичными являются эвтектические нлн околоэвтектнческие припои систе- Глава 6.1.
ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ 590 6.1.4. Химический состав прппоев Меаеавеа даля, % Марка припоя Сумма примесей Олово Свинец Вламуг 59 — 61 30 — 41 49 — 51 59 - 61 39 - 41 29 — 31 5-6 Остальное ПОС-61 ПОС-40 ПОСК-50-18 ПОССУ-61-0,5 ПОССУ-40-0,5 ПОССУ-30-0,5 ПСР-2,5 ПОСВи-36-4 Остальное То же 0,29 0,29 17-19 0,37 0,05-0,50 0,05-0,50 0,05-0,50 0,27 0,31 2,2-2,8 0,15 35,5-36,5 3,5-4,5 0,05 мм олово - свинец.
Они отличаются низкой температурой начала плавления, отсутствием или малым (не более 5 - 10 'С) интервалом температуры плавления и кристаллизации, хорошим смачиванием многих металлов, затеканием в зазор и т.п. Для лайки ПУ применяют довольно узкую номенклатуру припаса (табл. 6.1.4, 6.1.5). В настоящее время применяют оловянно-свинцовые прицои составов ВпбЗ-РЬ37, Впбб-РЬ40, Зп40-РЬ60, Вп95-А85 и др.
Припои выпускаются в виде проволоки или заполненной флюсом одно- илн пятиканальной трубки, прессованной проволоки, в которой кахдое зерно припоя окрухено канифолью. Масса каниФоли в целом не превышает 0,8 - 1,2% массы припоя. Разработан такхе композптный самофлюсующий припой ПОС-61. Расход его иа формирование соединений на 10 - 30% ниже по сравнению с расходом обычного проволочного припоя. Флюсы для пайки аппаратуры делятся на две группы: неахтнвированные - на основе канифоли и полиэфирных смол — и активированные. Канифоль состоит из смеси нескольких слабых органических кислот, основная из которых абиетнновая, растворяющая оксиды меди, но не воздействующая на чистую медь.
Вместе с тем абиетинаты меди не явапотся коррозионными продуктами. Канифоль и полиэфирные смолы, попадая в диэлектрик ПП, не снихают его сопротивление изоляции. Неакгнвированные флюсы широко применяются для пайки изделий ответственного назначения н в качестве защитных покрытий, сохраняющих паяемосп ПП в условиях длительного сюгадокого хранения. В актнвироваиных флюсах присутствуют активаторы - вещества, повышающие флюсующую активность, в том числе амины, гла- бые органические кислоты и др. Активаторы, как правило, содержат ионы пшогенов или активные остатки, снижающие сопротивление изоляции диэлектриков. Поэтому акпшированные флюсы и их остатки следует тщательно отмывать.
Их рекомендуется применять при высокопроизводительной механизированной пайке, пайке плохо смачиваем ых металлов (никеля и др.). К этой группе относятоя также водораспюрнмые флюсы, не содержащие канифоли (Л5, ФКГЭА и др.). Активированные флюсы с активатором и на основе неорганических кислот в производстве радиоэлектронной аппаратуры не применяются из-за их воздействия на паяемые металлы и резкого снижения сопротивления изоляции диэлектриков. Припайные пасты (широко распространен такхе термин "паяльная паста") представлшот собой механические смеси порошка припоя, связующего вещества (или смазки), флюса и некоторых хрупах компонентов.
Пасту можно нанестн ровным, точно заданным слоем с помощью механизированных и автоматизированных средств. К припайным пастам предьяюепогся специальные требовании. Они не должны окиглаться, сильно и быстро расслаиваться, должны долго сохранять свои реологические свойства (т.е. способность к вязкому течению и деформированию), не оставлять твердых неудацяемых остатков после пайки, обладать югеящими свойствами, не разбрызгнваться при воздействии достаточно концентрированного источника нырева, не ухудшать электрические характеристики ПП, распюряться в стандартных распорнтелях, наноситься на поверхность требуемым способом, быль не слишком дорогими, и т.д. СБОРКА ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ 591 6.1.5. Характеристики иривоев Каэффялиеиг ляяейнагс расширения, а 104, 1/'С Удельное злекграсалрагвваенве р.104,0м м Тепло- емкость, Вт/(м .
К) Платность (при Д) 'С), ш/ з Температура плавления, 'С Марка припоя начальная конечная 50,24 24,0 0,139 8500 ПОС-61 ПОС-40 ПОСК-50-18 183 190 0,159 41,87 183 238 9300 21,0 54,43 145 8800 0,133 142 50,24 ПОССУ-61-0,5 ПОССУ-40-0,5 ПОССУ-30-0,5 ПСр-2,5 ПОСВи-36-4 23,4 189 8500 0,140 183 25,0 0,169 41,87 183 235 9300 0,179 37,68 183 255 9700 0,214 295 300 11000 0,165 150 170 8600 Припайная паста обеспечивает значительную (до 30 — 50%) экономию припоя благодаря точечному дозированию.
Клеящне авойства некоторых паст позволяют использовать их для фиксации ПМ ИЭТ и перед пайкой. К числу вюкных с технологической точки зрении характеристик припайных паст относятся вязкость, растекаемость в исходном состоянии (или расгшывание за пределы нанесенной дозы), растекаемосп* во время пайки, расслаиваемость (седиментация) - оседание порошка в пасте при хранении, — смачиваемость данного основного металла, которые нужно учитывать при разработке процесса пайки. Основным компонентом пргтойиой пасты являегся порошок припоя его масса мохет составлять 75 - 95 % массы припоя. Содерхшние металла определяет толщину оплавленного припоя, оседание и растекание порций пасты и другие свойства.
В случае использования оловянно-авиицовых припоев обьемное содержание металла - около 60 %. Размер и форма частиц порошка оказывают сильное влияние на реологические свойства пасты. Так, присутствие в пасте крупных частиц ухудшает реологические свойства пасты. Прн большом числе мелких частиц они заполняют пространство между крупными частицами и ухудшают текучесп пасты. Кроме того, мелкие часпщы имеют относительно большую площадь поверхности, что увеличивает скорость их окисления. Форма частиц определяет во многом способность пасты дозироватьая каким-либо способом. Если частицы имеют неправильную форму — продолговатую, в виде чешуек и т.п., - то паста начинает забивать мелкие отверстия сетки трафарета или шприца доватора.
Для таких паст единственно возможным является дозироваиие через металлическую маску- трафарет. Частицы припоя сферической формы придают пасте способность к легкому продавливаншо через узкие отверспш сетки или дсзатсгю. Паяемость припайной пасты в значительной степени зависит от окисленностн и загрязненности поверхности частиц порошка припоя. По зарубехным стандартам припой не должен содержать более 0,5 % кислорода.
Но вахсно не объемное содерхание кислорода, а количество его в тонком цриповерхностном слое, реагирующем в самом начале процесса с флюсом и основным металлом. Отрицательное влияние иа свойства пжты оказывает также углерод, который попадает на поверхность частиц порошаа из тары и угюковки в процессе хранения и транспортировки. Поэтому на всех этапах, начиная от изпловления порошка и кончая пайкой, необходимо предотвращать взаимодействие часпщ с кислородом и углеродом.
Вводимый в припайную пасту флюс играет ту хе роль, что и при лайке компактным припоем. Обычно в пасту вводят те хе флюсы,которые используются и при обычной пайке. Основные Физико-химические свойства припайных паст создаются благодаря введению в порошок припоя 4 - 15 % связующих веществ. Именно они (иногда с добавлением растворителя) придают пасте нужную консистенцию, препятствуют расслоению и растеканию припайной пасты, повышают ее разрешающую способность, придают клеящие свойства, адгезию к подложке и т.п. 592 Глава 6.2.
ИНДИКАТОРЫ Связующее вещество нейтрально по отношению к припою в ходе хранения н лайки, а при нмреве и пайке улетучивается или расплавляется без образовании трудиоудалимых твердых остатков. В качестве связующих веществ используются органические смолы или их смеси, разбавители и другие вещества. К иим добаюшют растворнтели, пластификаторы, тиксотропные вещества.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
