Файл: 2 Элементы технологического процесса сборки. Техническая документация.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.02.2024

Просмотров: 27

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


+Компоненты – наиболее слабое звено в бессвинцовой пайке. Вся масса компонентов, находящаяся сегодня в обращении, предназначена для пайки SnPb-припоями.


Рисунок 11 – Индуктор установки

3.5 Контроль надежности пайки
Контроль при выполнении монтажных соединений включает наблюдение за соответствием ТП требованиям документации, в том числе материалов, режимов, а также оценку качества соеди­нений. Оценка внешнего вида производится в сравне­нии с эталон­ными образцами. Пайка должна быть гладкой и блестящей с пра­вильно оформленными галтелями, а сварка—с заданной сте­пенью обжатия выво­дов. Этому виду контроля подвергаются все соединения.

Визуальным осмотром могут быть выявлены такие дефекты паяных соеди­нений, как непропай, перемычки, сосульки, натеки припоя, холодная пайка, при­липание припоя к поверхности пла­ты, трещины, белый и темный осадки на плате (рис. 11.15).

Непропай чаще всего возникает из-за несоблюдения соотноше­ния размеров между диаметром вывода dв и отверстием в пла­те dотв:

(T-Tпл)(dотв—dв)=15—17,

где Т—температура припоя в ванне; Тпл  температура плавле­ния припоя.

Увеличение температуры припоя увеличивает его теплосодер­жание и обес­печивает проникновение в более узкие зазоры.

Минимальный зазор для металлизированных отверстий состав­ляет 70 ... 100 мкм, для неметаллизированных (dотв—dв)< < 0,25 мм.

Другой причиной непропаев является наличие оксидов в при­пое и истощение олова в ванне. Скорость окисления в перекачи­ваемой ванне в 18 раз выше, чем в спокойной.

Так как олово имеет большее сродство к кислороду, чем сви­нец, то оксидный слой обогащается оловом, а ванна обедняется им. Поэтому в паяльную ванну дол­жен добавляться припой, обо­гащенный оловом.

В системах с волновой пайкой применяются кремнийорганиче-ские масла (ТП-22) для подачи на волну с целью восстановления окислов

Sn02+4RСООН->(RСОО-)4Sn+2Н20

+РЬО + 2RСООН-> (RСОО-) 2 РЬ + Н2О

однако металл находится в связанном состоянии, поэтому коррек­ция необхо­дима.

Третьей причиной непропаев является загрязнение ванны при­месями таких металлов, как цинк, алюминий, кадмий, которые не могут быть устранены коррек­цией. Эти примеси увеличивают вяз­кость припоя, замедляют проникновение при­поя в зазоры и вызы­вают непропаи. Полная замена припоев в ванне проводится при превышения содержания кадмия более 0,005 %, а цинка и алюми­ния—0,001 %. Медь допускается в количестве не более 0,5%.


Белый осадок на платах может возникнуть из-за несовмести­мости флюса и материала ПП. Удаляется он промывкой в подо­гретой воде с применением щеток. Темный осадок является ре­зультатом неправильного использования флюса. Силь­ный предва­рительный подогрев плат вызывает потемнение остатков канифоль­ных флюсов. Кислотные флюсы при их плохой отмывке вызывают также потемнение на поверхности плат, которые потом невозмож­но удалить. Поэтому нужна тща­тельная промывка плат сразу же после пайки, иногда с применением веществ, ней­трализующих кислотные флюсы.

Сосульки—типичный дефект при пайке ПП, вызванный чаще всего низкой температурой припоя или недостаточным временем пайки. Их устраняют путем регулировки параметров пайки, изме­нением угла выхода платы из припоя, приме­нением обдува горя­чим воздухом (“воздушный нож”).

Холодная пайка—дефект, образующийся при смещении вы­водов ЭРЭ при кристаллизации припоя или отсутствии сплавления припоя с поверхностью паяе­мой детали. Указанный дефект можно исправить вторичной пайкой соединений.

Натеки вызваны избытком припоя в местах соединений, что увеличивает расход припоя. Целесообразно повысить темпе­ратуру пайки, увеличить плотность флюса или увеличить угол выхода платы из волны припоя.

Оценка структуры проводится выборочно для образцов-свиде­телей. Качест­венное соединение не должно иметь трещин, пор и других дефектов; ширина диф­фузионной зоны рекомендуется в пределах 0,9 ... 1,1 мкм. Для оценки' соединений используют телевизионно-рентгеновский микроскоп МТР-3 либо металлогра­фиче­ское исследование на микрошлифах.

Прочность на отрыв проверяется при выборочном контроле на образцах-сви­детелях с помощью разрывных машин.

Переходное сопротивление контакта измеряют миллиомметром методом вольтметра и амперметра. Для различных размеров про­водников, соединенных пайкой, переходное сопротивление имеет значение: при 0 0,6 мм—2.. .3 мкОм, при 0 0,14 мм—4.. .5 мкОм.

Оценка по модуляции электрического сигнала позволяет вы­явить до 60 % общего числа дефектов. Контролируемая схема подключается к генератору сигна­лов, настроенному на определен­ную частоту (например, 2 ... 3 кГц), и через двух­каскадный уси­литель к осциллографу или динамику. При вибрации или тряске ап­паратуры в дефектных соединениях возникает сигнал с часто­той, отличающейся от частоты настройки.

Оценка по температурному перепаду является одним из самых перспектив­ных методов для объективного контроля паяных соеди­нении.

Предварительный нагрев платы может быть различным, но чаще всего используют нагрев электриче­ским током. Контро­лируемую плату подключают к источнику питания и после ус­та­новления теплового равновесия ее со стороны соединений скани­руют инфра­красным датчиком специального устройства для ви­зуализации и сравнения с тем­пературой аналогичной точки эталонной платы. Дефектные соединения имеют температуру на 1 ... 5° выше номинальной. Контрольная операция легко авто­мати­зируется при применении микропроцессорных систем управ­ления.

+Даже 100%-и контроль монтажных соединений может выявить только яв­ные дефекты исполнительского характера, а скрытые де­фекты, например микро­скопические неоднородности, которые только в процессе эксплуатации развива­ются до опасных принципиально могут быть обнаружены лишь при долговремен­ной работе системы.


Рисунок 12 – Процесс контроля надежности
3.6 Особенности монтажа полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.
Электрический монтаж радиокомпонентов должен обеспечивать надежную работу аппаратуры, приборов и систем в условиях механических и климатических воздействий, указанных в ТУ на данный вид РЭА. Поэтому при монтаже полупро­водниковых приборов (ПП), интегральных схем (ИС) радиокомпонентов на печат­ные платы или шасси аппаратуры должны соблюдаться следующие условия:

.надежный контакт корпуса мощного ПП с теплоотводом (радиатором) или шасси;

.необходимая конвекция воздуха у радиаторов и элементов, выделяющих большое количество теплоты;

. удаление полупроводниковых элементов от элементов схемы, выделяющих при работе значительное количество теплоты ;

.защита монтажа, расположенного вблизи съемных элементов, от механиче­ских повреждений при эксплуатации;

.в процессе подготовки и проведения электрического монтажа ПП и ИС ме­ханические и климатические воздействия на них не должны превышать значений, указанных в ТУ;

.при рихтовке, формовке и обрезке выводов ПП и ИС участок вывода около корпуса должен быть закреплен так, чтобы в проводнике не возникали изгибаю­щие или растягивающие усилия. Оснастка и приспособления для формовки выво­дов должны быть заземлены;

расстояние от корпуса ПП или ИС до начала изгиба вывода должно быть не менее 2 мм, а радиус изгиба при диаметре вывода до 0,5 мм — не менее 0,5 мм, при диаметре 0,6— 1 мм — не менее 1 мм, при диаметре свыше 1 мм — не менее 1,5 мм.

В процессе монтажа, транспортировки и хранения ПП и ИС (особенно полу­проводниковых приборов СВЧ) необходимо обеспечивать их защиту от воздейст­вия статического электричества. Для этого все монтажное оборудование, инстру­менты, контрольно-измерительную аппаратуру надежно заземляют. Чтобы снять статическое электричество с тела электромонтажника, пользуются заземляющими браслетами и специальной одеждой.

Для отвода теплоты участок вывода между корпусом ПП (или ИС) и местом пайки зажимают специальным пинцетом (теплоотводом). Если температура при­поя не превышает 533 К ± 5 К ( 270 °С), а время пайки не более 3 с, пайку выводов ПП (или ИС) производят без теплоотвода или применяют групповую пайку (вол­ной припоя, погружением в расплавленный припой или др.).


Очистку печатных плат (рисунок 13)(или панелей) от остатков флюса после пайки произ­водят растворителями, которые не влияют на маркировку и материал корпусов ПП (или ИС).



Рисунок 13 – Очистка печатных плат
3.7 Методы снижения термических и механических напряжений при мон­таже
Сварочные деформации вследствие изменения размеров и формы конструк­ций существенно затрудняют их сборку, ухудшают внешний вид и эксплуатацион­ные качества. Сварочные напряжения снижают сопротивляемость сварных конст­рукций разрушению, особенно при воздействии циклических нагрузок и агрессив­ных сред. Поэтому применяют различные способы уменьшения или устранения сварочных деформаций И напряжений.

Мероприятия по уменьшению деформаций и напряжений могут осуществ­ляться на разных стадиях изготовления конструкции: до сварки — на стадии про­ектирования конструкции и технологии производства, во время и после сварки.

Мероприятия, применяемые преимущественно для снятия сварочных напря­жений, влияют на деформации и, наоборот, мероприятия, применяемые преимуще­ственно для уменьшения деформаций, влияют на величину напряжений. Рассмот­рим основные способы уменьшения сварочных деформаций и напряжений.

Уменьшение остаточных сварочных напряжений. Способы уменьшения ос­таточных напряжений делят на термические, механические и термомеханические. Наиболее эффективно снятие остаточных напряжений способами, осуществляе­мыми после сварки. К термическим способам „относят предварительный и сопут­ствующий подогрев во время сварки и высокий отпуск после сварки.

Подогрев снижает предел текучести металла в момент сварки, что и влияет на формирование и величину остаточных напряжений. Снижение напряжений при низкотемпературном подогреве (до 200—250 °С) составляет ориентировочно не более 30—40%.

Общий высокий отпуск является наиболее эффективным методом уменьше­ния остаточных напряжений, так как позволяет снизить напряжения на 85—90% от исходных значений и одновременно улучшить пластические свойства сварных со­единений. Высокий отпуск состоит из нагрева (для стали до температуры около 650 °С), вьщержки (2—4 ч) и медленного охлаждения.

Местный отпуск применяют для снятия пиковых величин остаточных на­пряжений и восстановления пластических свойств сварных соединений. При мест­ном отпуске нагревают до заданной температуры лишь часть конструкции.