Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович (8)

Посмотреть архив целиком

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:


  • получение металлических поверхностей устранением поверхностных слоев с помощью флюса

  • 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




Точечная дуговая Пайка

пайка паяльником



Электронно-лучевая Ультрозвуковая

пайка пайка



Индукционная Пайка

пайка погружением


Инфракрасная



Пайка световым Ванна с подвижным Ванна с неподвижным

лучем 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.


Случайные файлы

Файл
107195.doc
63429.rtf
114428.rtf
114861.rtf
20391-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.