- •Введение
- •Общие сведения и указания по выполнению лабораторных работ
- •Лабораторная работа № 1 исследование электрохимического процесса осаждения пленок
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Законы Фарадея
- •1.3. Электрохимическое осаждение меди
- •1.4. Структура покрытий
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 2 фотолитография – основной способ формирования топологической структуры печатных плат
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Воздействие актиничного излучения на вещество
- •1.3. Основные характеристики светочувствительных материалов
- •1.4. Оптические явления в системе фотошаблон – фоторезист – подложка
- •1.5. Основные операции фотолитографического процесса
- •1.5.1. Подготовка поверхности заготовок
- •1.5.2. Нанесение и сушка резиста на подготовленную поверхность
- •1.5.3. Формирование скрытого изображения
- •1.5.4. Проявления скрытого изображения и задубливание фоторезиста
- •1.5.5. Перенос изображения контактной маски на подложку
- •1.5.6. Удаление фоторезиста
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 3 Технологические процессы изготовления односТоронних и двухсторонних печатных плат
- •1. Краткие Теоретические сведения
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Создание рисунка проводников пп
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 4 Технологические процессы изготовления многослойных печатных плат
- •1. Краткие Теоретические сведения
- •1.1. Основные понятия и определения. Основные конструкционные характеристики мпп
- •1.2. Создание рисунка проводников мпп
- •1.2.1. Субтрактивная технология получения рисунка слоев мпп
- •1.2.2. Технология формирования проводящего рисунка мпп методом полного аддитивного формирования слоев (пафос)
- •1.2.3. Некоторые технологические особенности получения мпп
- •1.2.4. Некоторые особенности применения фр при создании топологических структур высокой плотности
- •1.3. Получение наружных слоёв мпп
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 5 изучение свойств ПриПоев и флюсов
- •1. Краткие Теоретические сведения
- •Физико – химические основы процессов пайки
- •1.2. Материалы для монтажной пайки
- •1.2.1 Низкотемпературные припои
- •1.2.2. Высокотемпературные припои
- •1.2.3. Припои для бессвинцовой пайки
- •1.2.4. Флюсы для монтажной пайки
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 6 Монтажная микросварка
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Классификация видов сварок
- •1.2. Микросварка в производстве изделий электроники
- •1.3. Механизм образования сварного шва
- •1.4. Термокомпрессионная микросварка
- •1.5. Ультразвуковая сварка
- •1.6. Микросварка расщепленным электродом
- •1.7. Точечная электродуговая сварка
- •1.8. Сварка микропламенем
- •1.9. Лучевая микросварка
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 7 технологический процесс сборки и монтажа печатного узла
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Основные этапы техпроцесса сборки и монтажа
- •1.2. Разработка маршрутного техпроцесса
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 8 Технологический процесс сборки и монтажа поверхностно-монтируемых компонентов (пмк)
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Преимущества тмп
- •1.2 Компоненты поверхностного монтажа
- •1.3. Типы пм
- •1.4. Основные операции технологии пм
- •1.4.1.Трафаретная печать припойной пастой
- •1.4.2. Монтаж компонентов
- •1.4.3. Пайка компонентов
- •1.4.4. Очистка (отмывка флюса)
- •1.4.5. Контрольные операции
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 9 технология монтажа объемных узлов
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1.Технология жгутового монтажа
- •1.2. Технология монтажа с использованием ленточных проводов
- •1.2.1. Размещение ленточных проводов
- •1.2.2. Способы прокладки ленточных проводов
- •1.2.3. Способы закрепления ленточных проводов
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 10
- •1.1.2. Методы бескорпусной герметизации.
- •1.1.3. Методы корпусной герметизации
- •1.2. Влагозащита печатных узлов
- •1.2.1. Требования к вп
- •1.2.2. Основные влагозащитные полимерные покрытия
- •1.2.3. Методы нанесения вп
- •1.3. Механизмы отказов пу при повышенной влажности
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Оборудование и материалы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Заключение
- •Термины и определения
- •Оглавление
1.2. Материалы для монтажной пайки
Припои подразделяют на две группы – мягкие и твердые.
К мягким относят припои с температурой плавления до 450 °С, к твердым – cвыше 450 °С. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении (16 – 100) МПа, твердые – (100 – 500) МПа.
1.2.1 Низкотемпературные припои
Для низкотемпературной пайки применяют припои, основные сведения о которых приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Монтажные легкоплавкие припои
Марка припоя |
Состав припоя, % |
Паяемый металл (металлическое покрытие) |
Температура плавления, 0С |
Область применения | |
Солидус |
Ликвидус | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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 монтажных проводов, жгутов, наконечников, проходных стеклянных изоляторов |
ПОС–61 |
Олово (60 – 62) Свинец (40 – 38) |
Медь, никель и их сплавы, серебро, золото, олово и его сплавы, кадмий |
183 |
192 |
Пайка и лужение выводов и ПП, микропроводов, пленочных покрытий, работающих при температуре не выше 100 оС |
ПОСК– 60–18 |
Олово (49 – 51) Кадмий (17 – 19) |
Медь, никель и их сплавы, серебро, золото, олово и его сплавы, кадмий |
142 |
145 |
Пайка и лужение печатных узлов, керамических изоляторов, конденсаторов, проводов не допускающих нагрев выше 180 оС |
ПОССу61–0,5 |
Олово (60 – 62) Сурьма (0,2 – 0,5) Свинец остальное |
Медь, никель и их сплавы, серебро, золото, олово и его сплавы, кадми |
183 |
189 |
Пайка, лужение выводов элементов ПП, узлов и блоков, электрического монтажа, работающих при температуре не выше 100 оС, групповая пайка оплавлением припойных паст |
Продолжение табл. 5.1. | |||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
ПСр 2,5 |
Олово (5 – 6) Серебро(2,2 – 2,8) Свинец остальное |
Медь, никель и их сплавы |
225 |
235 |
Пайка и лужение моточных изделий, штепсельных разъемов работающих при температуре от150 до 250 оС |
ПСрОС |
Олово (57,7 – 57,8) Сурьма (0,2 – 0,8) Серебро (2,8 – 3,4) Свинец остальное |
Медь, никель и их сплавы |
183 |
190 |
Пайка, лужение керамики в производстве микромодулей, конденсаторов, проходных изоляторов |
ПОСВ33 |
Олово (32,4 – 34,4) Свинец (32 – 34,5) Висмут (33 – 34,3) |
– |
120 |
130 |
Пайка коаксиальных кабелей |
Сплав Розе |
Олово (17,5 – 18,5) Свинец (31 – 32,5) Висмут (49 – 50,5) |
– |
93 |
96 |
Лужение элементов ПП |
Сплав Вуда |
Олово (12 – 13) Свинец (24 – 25,5) Кадмий(112 – 113) Висмут (49 – 51) |
– |
66 |
70 |
Пайка вставок плавких предохранителей |
ПСрОСИн 3-56 |
Олово (55,3 – 57,3) Серебро (2,6 – 3,4) Индий (2,8 – 3,2) |
Золото, металлизация золотом, серебром |
175 |
175 |
Пайка, лужение аппаратуры в микроминиатюрном исполнении |
ПСр3И |
Олово (55,3 – 57,3) Серебро (2,6 – 3,4) Индий (2,8 – 3,2) |
Золото, металлизация золотом, серебром |
141 |
141 |
Пайка, лужение аппаратуры в микроминиатюрном исполнении |
ПОИ 50 |
Олово (49 – 51) Индий остальное |
Золото, металлизация золотом, серебром |
117 |
117 |
Пайка, лужение изделий из феррита и керамики спримен. ультразвука |
Ин 2 |
Индий 99,75 |
Золото, металлизация золотом, серебром |
156 |
156 |
Пайка полупроводниковых диодов СВЧ |
ПОСВИ36-4 |
Свинец 36 Висмут 4 Олово – остальное |
Медь, серебро олово-свинец, олово - висмут |
168 |
168 |
Лужение элементов ПП |
Анализ и выбор припоя можно осуществлять, используя фазовые диаграммы (диаграммы состояния) применяемых сплавов. В качестве примера на рис. 5.3. показана фазовая диаграмма системы Sn – Pb. Чистый свинец имеет температуру плавления 327 °С, чистое олово – 232 °C.
Рис. 5.3. Фазовая диаграмма сплава олово − свинец
Возможные фазы ряда сплавов олово – свинец и их соотношения показаны на диаграмме состояния (рис. 5.3). В зависимости от соотношения олова и свинца в сплаве могут существовать два вида твердых растворов: обогащенный свинцом твердый раствор − α и обогащенный оловом твердый раствор − β. При эвтектической температуре 183 °С и эвтектическом составе 61,9 % Sn и 38,1 % Pb образуется эвтектика. Так как кристаллизация твердых растворов α и β происходит одновременно, то эвтектический сплав имеет мелкокристаллическую структуру.
В сплаве состава 90% Pb и 10% Sn при переходе линии ликвидуса, которая ограничивает жидкую фазу, выделяется твердый раствор α. При достижении линии солидуса, ниже которой существует только твердая фаза, структура твердого раствора имеет максимальную растворимость (около 19 % для Sn) при 183 °С. В сплавах с 90 % Sn и 10 % Pb при переходе линии ликвидуса образуется твердый раствор β, обогащенный оловом. Остаточный сплав обогащен Pb.
При эвтектической температуре около 183 °С затвердевает приблизительно две трети общего количества β раствора. Остаточный сплав, благодаря обогащению свинцом, достигает эвтектического состава (61,9 % Sn и 38,1 % Pb) и эвтектически затвердевает. Интервал температур между линиями солидуса и ликвидуса называют интервалом кристаллизации. Температурный интервал кристаллизации влияет на качество соединения и ход процесса пайки.
При наличии широкого интервала кристаллизации необходимо поддерживать неизменным положение паяемых поверхностей при охлаждении припоя. В случае относительного их смещения припой не сможет заполнить все промежутки между кристаллами. Поэтому наилучшее качество пайки обеспечивает эвтектический припой. Наиболее близок к эвтектическому составу припой ПОС-61, который нашел широкое применение для монтажной пайки из-за низкой температуры плавления, небольшого температурного интервала кристаллизации и высокой коррозионной устойчивости. Для пайки соединений из стали, латуни и монтажных проводов используется припой ПОС-40.
Сплавы олова и цинка также образуют диаграмму эвтектического типа. Наилучшим припоем является сплав ПОЦ-90, отвечающий эвтектическому составу: 90 % Sn и 10 % Zn. Он имеет самую низкую температуру плавления из всех сплавов этой системы, равную 199 °С. Сплавы ПОЦ-70, ПОЦ-60, ПОЦ-40, так же как и ПОЦ-90, используют для пайки алюминия и его сплавов. В тех случаях, когда требуется очень низкая температура нагрева (<100 °C), для пайки используют сплавы висмута со свинцом, оловом, кадмием. В процессе сплавления металлы образуют между собой легкоплавкие тройные и более сложные эвтектики, чем и объясняется низкая температура плавления сплавов. Однако такие припои не обеспечивают прочности соединения. Кроме того, сплавы с висмутом хрупки.