- •1.11.3. Оформление конструкторской документации
- •1.12. Заключение
- •Глава 2
- •2.1. Классификация способов нагрева
- •2.2. Процессы на границе раздела
- •2.2.1. Первая стадия – адсорбция
- •2.2.2. Вторая стадия – адгезия
- •2.2.3. Третья стадия – смачивание
- •2.2.4. Четвертая стадия - поверхностные реакции
- •2.2.5. Пятая стадия – сцепление
- •2.2.6. Стадии физико-химического процесса пайки
- •2.3. Процессы нагрева при пайке
- •2.3.1. Общие вопросы монтажной пайки
- •2 .3.2. Пайка волной припоя
- •2.3.2.1. Технологические этапы процесса волновой пайки
- •2.3.2.2. Блок флюсования
- •2.3.2.3. Предварительный нагрев
- •2.3.2.4. Процесс пайки
- •2.3.2.5. Охлаждение
- •2.3.2.6. Особенности пайки волной припоя
- •2.3.3. Инфракрасная пайка
- •2.3.4. Конвекционный нагрев
- •2.3.5. Конденсационная пайка
- •2.3.6. Локальная пайка
- •2.3.6.1. Пайка паяльниками
- •2.3.6.2. Пайка горячим газом
- •2.3.6.3. Пайка сопротивлением
- •2.3.6.4. Лучевая пайка
- •2.3.6.5. Лазерная пайка
- •2.4. Выбор методов нагрева
- •2.5. Типичные дефекты пайки
- •2.5.1. «Холодные» пайки
- •2.5.2. Растворение покрытий
- •2.5.3. Отсутствие смачивания
- •2.5.4. Растворение покрытий
- •2.5.5. Интерметаллические соединения
- •2.5.6. Эффект «надгробного камня»
- •2.5.7. Сдвиг компонента
- •2.5.8. Отток припоя
- •2.5.9. Образование перемычек
- •2.5.10. Отсутствие электрического контакта
- •2.5.10.1. Эффект подушки
- •2.5.10.2. Другие виды отсутствия электрического контакта
- •2.5.10.3. Отслаивание галтели
- •2.5.11. Образование шариков припоя
- •2.5.12. Образование пустот
- •2.6. Заключение
- •Глава 3 материалы
- •3.1. Низкотемпературные припои
- •3.1.1. Диаграмма сплавов олово-свинец
- •3.1.2. Примеры других мягких припоев
- •3.1.3. Загрязнения припоев
- •3.1.4. Составы припоев
- •3.2. Припои для бессвинцовой пайки
- •3.2.1. Существо бессвинцовой пайки
- •3.2.2. Бессвинцовые припои
- •3.2.3. Финишные покрытия для бессвинцовой пайки
- •3.2.4. Проблемы бессвинцовой пайки
- •3.3. Флюсы для монтажной пайки
- •3.3.1. Назначение флюсов
- •3.3.2. Составы флюсов
- •3.3.2.1. Классификация флюсов
- •3.3.2.2. Флюсы на синтетической основе
- •3.3.3. Типы флюсов
- •3.3.4. Активаторы
- •3.3.5. Растворители во флюсах и пастах
- •3.3.6. Реологические добавки
- •3.3.7. Остатки флюсов
- •3.3.8. Применение флюсов
- •3.3.9. Проверка правильности выбора припоя,
- •3.4. Паяльные пасты
- •3.4.1. Требования к паяльным пастам
- •3.4.2. Составы паяльных паст
- •3.4.3. Гранулированный припой в паяльных пастах
- •3.4.4. Флюсы в паяльных пастах
- •3.4.5. Остатки флюсов
- •3.4.6. Заключение
- •3.5. Клеи
- •3.5.1. Механизмы полимеризации клеев
- •3.5.2. Назначение клеев в сборочно-монтажных процессах
- •3.5.3. Прочность клеевого соединения
- •3.5.4. Влагоустойчивость клеев
- •3.5.5. Требования к поверхностному сопротивлению
- •3.5.6. Клеевые композиции
- •3.5.6.1. Связующие
- •3.5.6.2. Наполнители
- •3.5.6.3. Пластификаторы
- •3.5.6.4. Тиксотропные добавки
- •3.5.6.5. Стабилизаторы
- •3.5.6.6. Красители
- •3.5.5.7. Прочие добавки
- •3.6. Растворители
- •3.6.1. Жидкости для отмывок от загрязнений плат
- •Глава 4
- •4.1. История сварки
- •4.2. Место микросварки в производстве электроники
- •4.3. Механизм образования сварного шва
- •4.4. Термокомпрессионная микросварка
- •4.5. Ультразвуковая сварка
- •4.6. Микросварка расщепленным электродом
- •4.7. Точечная электродуговая сварка
- •4.8. Сварка микропламенем
- •4.9. Лучевая микросварка
- •Глава 5
- •5.1. Принципы непаяных соединений
- •5.2. Монтаж соединений накруткой
- •5.2.1. Контактное соединение накруткой
- •5.2.2. Конструкции соединений накруткой
- •5.2.3. Закрепление и прочность соединительных штырей
- •5.2.4. Технология накрутки
- •5.2.5. Современное применение накрутки
- •5.3. Соединение скручиванием и намоткой
- •5.4. Винтовое соединение
- •5.5. Зажимное соединение сжатием («термипойнт»)
- •5.5.1. Соединительный штырь
- •5.5.2. Провод
- •5.5.3. Зажим – клипса
- •5.6. Соединение с помощью спиральной пружины
- •5.7. Клеммное соединение прижатием
- •5.8. Соединения обжатием
- •5.9. Эластичное соединение («зебра»)
- •5.10. Соединения врезанием
- •5.11. Соединение проводящими пастами
- •5.12. Соединения типа Press-Fit
- •5.12.1. Обусловленность появления и применения Press-Fit
- •5.12.2. Элементы Press-Fit
- •5.12.2.1. Контактные штыри
- •5.12.2.2. Сквозные металлизированные отверстия
- •5.12.2.3. Механизм образования соединения
- •5.12.3. Техника межсоединений на основе технологий Press-Fit
- •5.12.4. Прочность соединений Press-Fit
- •5.12.5. Проблемы технологии запрессовки
- •5.13. Заключение
- •Глава 6 технология сборки и монтажа
- •6.1. Поверхностно монтируемые изделия (smd-компоненты)
- •6.1.2. Резисторы melf
- •6.1.5. Дискретные полупроводниковые компоненты
- •6.1.6. Интегральные схемы
- •6.2. Разнообразие типов компоновок
- •6.2.1. Классификация типов сборок
- •6.2.1.1. Тип 1. Установка компонентов с одной стороны
- •6.2.1.2. Тип 2. Установка компонентов с двух сторон
- •6.2.3. Маршруты сборки и монтажа
- •6.2.3.1. Последовательность сборки типа 1а:
- •6.2.3.2. Последовательность сборки типа 1в:
- •6.2.3.3. Последовательность сборки типа 1с:
- •6.2.3.4. Последовательность сборки типа 2а:
- •6.2.3.5. Последовательность сборки типа 2в:
- •6.2.3.6. Последовательность сборки типа 2с:
- •6.2.3.7. Последовательность сборки типа 2d:
- •6.3. Технологии пайки при поверхностном монтаже
- •6.3.1. Пайка волной
- •6.3.2. Пайка оплавлением
- •6.3.3. Преимущества технологии с использованием паяльной пасты при поверхностном монтаже
- •6.4. Последовательность сборки и монтажа
- •6.4.1. Схема процесса
- •6.4.3. Хранение и подготовка компонентов
- •6.4.4. Нанесение паяльной пасты на контактные площадки плат
- •6.4.4.1. Диспенсорный метод нанесения припойной пасты
- •6.4.4.2. Трафаретный метод нанесения припойной пасты
- •6.4.4.3. Рекомендации по применению трафаретов
- •6.4.5. Нанесение клея (адгезивов)
- •6.4.6. Установка компонентов
- •6.4.6.1. Прототипное производство
- •6.4.6.2. Принципы установки компоновки
- •6.4.6.3. Управление точностью установки
- •6.4.6.4. Питатели
- •6.4.6.5. Источники ошибок
- •6.4.6.6. Обновление оборудования
- •6.4.6.7. Выбор установщиков
- •6.5. Пайка
- •6.5.1. Термопрофиль
- •6.5.2. Методы нагрева
- •6.5.3. Требования, предъявляемые к печам пайки оплавлением
- •6.6. Очистка
- •6.7. Материалы лаковых покрытий
- •6.8. Тестирование
- •6.9. Инженерное обеспечение производства
- •6.9.1. Одежда персонала
6.3.2. Пайка оплавлением
Для того чтобы исключить сложности, имеющиеся при пайке поверхностно монтируемых компонентов волной припоя, в технологиях поверхностного монтажа была освоена и развита пайка оплавлением, при которой порошкообразный припой и флюс предварительно смешиваются для образования паяльной пасты. Реология пасты обычно разрабатывается так, чтобы паста была тиксотропной для облегчения процесса нанесения. Паста наносится на контактные площадки методом трафаретной печати или устройствами дозирования (диспенсером). На пятна пасты устанавливаются выводы компонентов. Клейкая паяльная паста удерживает компоненты на плате, даже если они находятся на ее нижней стороне. Платы с установленными на пасту компонентами нагреваются для расплавления порошкообразного припоя в пасте. При нагреве флюс вступает во взаимодействие и, соответственно, удаляет оксиды с частиц припоя и металлических поверхностей выводов компонентов и контактных площадок и, следовательно, позволяет припою смачивать поверхности выводов компонентов и контактных площадок плат образовывать паяные соединения. Некоторые распространенные методы нагрева при пайке оплавлением включают в себя инфракрасный нагрев, пайку в паровой фазе, конвекционный нагрев, кондукционный (нагретым инструментом) и лазерную пайку.
6.3.3. Преимущества технологии с использованием паяльной пасты при поверхностном монтаже
Паяльная паста — материал, используемый при пайке оплавлением при поверхностном монтаже. Применение технологии с использованием паяльной пасты имеет значительные преимущества перед пайкой волной припоя:
паяльная паста служит не только материалом для пайки, но и клеем для фиксации компонентов на монтажном поле платы. Это позволяет избежать необходимости использования клея для крепления компонентов которые необходимы при пайке волной припоя.
нанесение паяльной пасты обычно осуществляется групповым методом — через металлический или сетчатый трафарет или последовательным дозированием или переносом. Нанесение определенного количества припоя на контактные площадки обеспечивает повторяемость объема припоя в паяных соединениях и, следовательно, устраняет проблемы, связанные с недостаточным количеством припоя в соединениях по причине эффекта затенения, встречающегося при пайке волной припоя. Более того, нанесение предопределенного количества припоя также снижает частоту образования перемычек припоя. Это особенно касается электронных модулей, содержащих компоненты с малым шагом выводов.
использование пайки оплавлением позволяет обеспечить хорошо управляемый температурный профиль с постепенным нагревом, таким образом, исключая потенциальную возможность повреждения компонентов по причине термоудара, вызываемого пайкой волной.
применение паяльной пасты предоставляет возможность каскадной пайки припоями с различной температурой плавления. После первой пайки высокотемпературным припоем паяльная паста с меньшей тем-пературой плавления может образовывать полноценные паяные соединения без повторного расплавления паяных соединений, сформированных при первой пайке. Этот прием особенно важен для смешанной технологии пайки обычных компонентов и компонентов с покрытиями для бессвинцовой пайки.
поведение паяльной пасты при пайке не чувствительно к типу паяльной маски, использованной на печатной плате. При пайке волной припоя паяльная маска с гладкой поверхностью часто бывает причиной образования шариков и перемычек припоя.
Технология поверхностного монтажа делает возможным развитие элетронной промышленности в направлении уменьшения размеров, массы, повышения плотности монтажа, быстродействия и снижения стоимости. Конкурируя с пайкой волной, пайка оплавлением быстро стала основной технологией соединения при серийном производстве благодаря более высокому выходу годных изделий, производительности и надежности. Корпуса с матричным расположением выводов по сравнению с корпусами с периферийным расположением выводов смещаются в сторону более мелкого шага и обеспечивают более высокую плотность выводов вместе с более легким производством, меньшими размерами корпуса и более высокой производи-тельностью. Естественно, что монтаж их на плату возможен только методами поверхностного монтажа.