Односторонний выводной и поверхностный монтаж
Такая технология носит в мировой практике название технологии оплавления припойных паст (reflow) и является одной из стандартных в технологии монтажа на поверхность.
Односторонний выводной монтаж. Технология сборки таких печатных плат является стандартным сборочно-монтажным циклом с применением пайки волной припоя. Установка компонентов может быть, как ручной, так и полуавтоматической. Выбор оборудования определяется требуемой производительностью. Автоматизация такого типа монтажа является минимальной, а сама реализация – предельно простой.
4.4 Пайка. Виды пайки
Пайкой называется процесс образования соединения межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов до температуры плавления, их смачивания припоем, затекание припоя в зазор и последующей его кристаллизацией для получения силовых соединений с высокой механической прочностью применяют высокотемпературную пайку. Его осуществляют медными, цинковыми, серебряными и другими припоями. Для низкой температурной пайки используют припои, имеющие температуру плавления 200-300°С (оловянно-свинцовые, висмутовые, кадмиевые и др).
Методы (групповые) пайки
Применяют для монтажа электрорадиоэлементов на печатной плате. Особенностью процесса групповой пайки является одновременное выполнение большого числа монтажных соединений.
Пайка погружением:
В этом случае плату помещают в кассету и погружают в расплавленный припой (обычно ПОС61) на половину толщины платы. Недостатками пайки погружением являются коробления плат, вследствие температурных деформаций, необходимости поддержания высоты уровня припоя в ванне и быстрого окисление расплавленного припоя.
|
|
|
Пайка в кассете:
Плата с соответствующим приспособлением помещается в кассету. При опускании кассеты в ванну с припоем она раздвигает оксидную пленку, которая располагается по граням кассеты. Недостатком данного метода является то, что при вертикальном погружении всей платы в расплавленный припой затрудняется удаление жидких и газообразных остатков флюса.
Пайка с погружением с опрокидыванием платы.
При этом методе устраняются недостатки предыдущего метода. В ванну погружают сначала один конец платы затем постепенно другой конец. Подъём платы производится под некоторым углом, чтобы припой стекал и не образовывал наплывов.
Пайка струей припоя:
Этот метод является разновидностью пайки волной припоя. При этом происходит более интенсивное перемешивание припоя, что обеспечивает большую равномерность температуры и состава припоя, а также свободную от оксидов поверхность припоя.
Различают следующие виды пайки
|
|
|
Пайка волной припоя:
Появилась в 60-е годы и сегодня достаточно хорошо освоена. Она применяется для пайки компонентов в отверстиях плат (традиционная технология DIP-монтажа). С её помощью можно производить пайку поверхностно-монтируемых компонентов с несложной конструкцией корпусов, устанавливаемых на одной из сторон коммутационной платы.
Платы, установленные на транспортере, подвергаются предварительному нагреву, исключающему тепловой удара на этапе пайки. Затем плата проходит над волной припоя.
Пайка двойной волной припоя:
Первая волна делается турбулентной и узкой. Она исходит из сопла под большим давлением. Турбулентность и высокое давление потока припоя исключает формирование полостей с газообразными продуктами разложение флюса. Однако турбулентная волна все же образует перемычки припоя, которые разрушаются второй, более пологой ламинарной волной с малой скоростью истечения.
Вторая волна обладает очищающей способностью и устраняет перемычки припоя, а также завершат формирование галтелей. Для обеспечения эффективности пайки все параметры каждой волны должны быть регулируемыми. Пайка двойной волной припоя применяется в основном для одного типа ПУ с традиционными компонентами на лицевой стороне и монтируемыми на поверхность простыми компонентами (чипами и транзисторами) на обратной. Некоторые ПМ ИЭТ (даже пассивные) могут быть повержены при погружении в припой во время пайки. Поэтому важно учитывать их термостойкость.
|
|
|
Пайка ПУ в паровой фазе:
Процесс пайки в паровой фазе начинается с нанесения способом трафаретной печати припойной на контактные площадки ПП. Затем на поверхность платы устанавливаются ПМ ИЖТ.
Метод пайки в паровой фазе является разновидностью пайки расплавом дозированного припоя, в ходе которой пары специально жидкостью конденсируется на коммутационной плате, отдавая скрытую теплоту парообразования открытым участкам ПУ. Температура расплава припоя также регулируется и равна температуре кипения используемой при пайке жидкости.
Пайка расплавом дозированного припоя инфракрасным нагревом:
Процесс пайки ПМ ИЭТ, собранных на коммутационной плате, с помощью ИК-нагрева аналогичен пайке в паровой фазе, за исключением того, что, нагрев платы с компонентами производится не парами жидкости, а ИК-излучением.
Основным механизмом передачи тепла, используемым в установках пайки с ИК-нагревом, является излучение.
|
|
|
В качестве источников ИК-излучения применяются ИК-лампы или панельные излучающие системы (ТЭНы).
Лазерная пайка (пайка лучом лазера):
Не относится к групповым методам пайки, поскольку монтаж ведется по каждому отдельному выводу, либо по рядам вводов. Однако бесконтактность приложения тепловой энергии позволяет повысить скорость монтажа до 10 соединений в секунду и приблизиться по производительности к пайке в паровой фазе и ИК-излучением.
По сравнению с другим методами лазерная пайка обладает рядом существенных преимуществ. Во время пайки печатная плата и корпус элементов практически не нагревается, что позволяет монтировать элементы, чувствительные к тепловым воздействиям. В связи с низкой температурой пайки и ограниченной областью приложения тепла резко снижаются температурные механические напряжения между выводом и корпусом.
При использовании хорошо просушенной паяльной пасты выполненные с помощью лазерной пайки паяные соединения (ПС) не образуют шариков припоя или перемычек, в результате чего отпадает необходимость применять паяльные маски.
Лазерная пайка не является альтернативным методом по отношению к групповым методам пайки. Её преимущество проявляется при создании особо надежных паяных соединений в блоках с повышенной плотностью компоновки.
Заключительной операцией при всех методах групповой пайки является удаление маски, для этого печатную плату погружают на 0.8- 0.9 ее толщины в ванну с горячей водой (t=90°С) и выдерживают до тех пор, пока она не отклеится (2-3 мин). Затем плату обдувают горячим воздухом до полного высыхания. Удаление флюса осуществляется в ванне со смесью бензина 50 % и спирта 50%.
Паяльные материалы. Лужение
Паяльные материалы
В настоящее время припой ПОС61 нашел шикарное применение для монтажной пайки из-за низкой температуры плавления и высокой коррозионной устойчивости. Для пайки соединений из стали, латуни и монтажных проводов используют припой ПОС40.
Флюсы:
По действию, которое они оказывают на металл подвергающиеся пайке делят на кислотные (активные), бескислотные, антикоррозийные и активированные:
- кислотные флюсы (хлористый цинк и флюсы на его основе).
Интенсивно растворяют оксидные пленки, обеспечивая тем самым хорошее сцепление припоя с основным металлом, остаток флюса после пайки взывает интенсивную коррозию соединения и основного металла, поэтому необходимы тщательная промывка и полное удаление остатков флюса с поверхности соединения. При монтажной пайке активные флюсы не применяются.
- бескислотные флюсы (канифоль и флюсы, изготовленные на ее основе с добавлением неактивных веществ, как спирта, глицерина и др). Химически малоактивны, и их можно применять при условии тщательной зачистки детали. Это является важным преимуществом канифоли при пайке монтажных соединений.
- антикоррозийные флюсы (на основе соединений фосфорной кислоты с добавлением различных органических кислот) не вызывают коррозии черных металлов, вследствие чего отпадает необходимость удаления остатков флюса после пайки.
- активированные флюсы (на основе канифоли с добавкой активаторов – салициловой кислоты и др.) применяют для сплавов, плохо поддающихся пайке. Высокая активность некоторых активированных флюсов позволяет выполнять пайку без предварительного удаления оксидов.
- припойные пасты (паяльная паста).
Припойная паста обеспечивает значительную (до 30…50%) экономию припоя благодаря точному дозированию. Клеящие свойства некоторых паст позволяют использовать их для фиксации ПМ ИЭТ и перед пайкой.
Лужение
Этот вид заключается в покрытии поверхностей соединяемых деталей тонкой пленкой припоя. Горячие лужение выполняют паяльником или путем погружения в ванну с расплавленным припоем. При лужении происходит сплавление припоя с основным металлом.
При пайке и лужении необходимо некоторое время для осуществления взаимной диффузии припоя и основного металла. Продолжительность этого процесса зависит от состава припоя, температуры и других факторов.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 404; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!