Припойные пасты, теплоносители, очистители, защитные покрытия.
Выбор припойной пасты является сложной задачей, поскольку она должна быть липкой, чтобы удерживать компоненты в требуемой позиции без смещения, иметь хорошие характеристики текучести (так называемые реологические характеристики), т.е. с одной стороны обеспечивать удобное ее нанесение через трафарет, а с другой - не растекаться до полного перекрытия контактных площадок, сохранять форму, положение и толщину отпечатка до окончания сборки и начала оплавления пасты при монтаже компонентов на контактной площадке. Кроме того, припойная паста должна обеспечивать необходимые электрические характеристики, иметь срок хранения не менее 3 недель и требуемую морфологию. Припойная паста - как правило, многокомпонентная система, включающая материал припоя (обычно мягкий, с температурой плавления менее 450 оС), флюс, связующее вещество, органический растворитель и специальные наполнители (добавки), придающие пасте определенные свойства, например тиксотропность.
Припойные пасты, как правило, представляют собой смесь мелкодисперсного порошка материала припоя со связующей жидкой основой; при этом содержание порошка припоя составляет приблизительно 88 % от веса всей смеси (обычно этот показатель меняется в пределах от 85 до 92 %). Однако чаще всего состав припойных паст выражают через соотношение ингредиентов материала припоя.
Флюс в составе припойных паст служит не только для активации контактируемых металлических поверхностей, удаления с них окислов и предотвращения окисления припоя в процессе пайки (что необходимо для создания паяного соединения), но и обеспечивает требуемую растекаемость (реологию), а также изменение вязкости со временем (тиксотропность) при нанесении припойной пасты на коммутационную плату
|
|
|
Трафаретный метод нанесения припойной пасты.
Паста продавливается через трафарет (окна) на контактные площадки печатной платы. Припойная паста уже содержит в себе и припой, и флюс, а их пропорция одна из важных характеристик пасты. Материалом трафарета может быть как сплав никеля, так и нержавеющая сталь. Отверстия в трафарете обычно прорезаются лазером или протравливаются.
Диспенсорный метод нанесения припойной пасты
Диспенсорный метод, в котором используется диспенсер - шприц. Автоматическая дозировка осуществляется в соответствии с данными САПР при помощи сжатого воздуха. Паста поступает в виде "капель" непосредственно на контактные площадки печатной платы.
Очиститель чаще всего выбирают в виде смеси полярного и неполярного органических растворителей, а технология очистки зависит от типа производства, конструкции НК и разновидности материала флюса, используемого при облуживании выводов.
|
|
|
Защитные слои - аналог паяльной маски.Материалами могут быть ламинаты на основе полиимидной плёнки,также паяльные маски специальных серий (Flexible versions) Соединительные пленки - пленки с адгезивом, защищенные снимаемой пленкой. Применяются для многослойных гибких печатных плат и гибко-жестких плат. Материалом для ужесточителей может служить FR4, полиимид.
Пути реализации бессвинцовой технологии монтажа в соответствии с директивой Евросоюза ROHS.
Проблемы замены свинца в припоях и покрытиях при производстве электронной аппаратуры, как и в вопросе выбора материалов на замену оловянно-свинцовому припою, среди производителей нет однозначности.
Основными причинами перехода к новому типу припоев (помимо экологической безопасности) являются более высокие эксплуатационные характеристики таких припоев. Однако существует ряд причин, по которым промышленное применение такого типа припоев до сих пор ограничено. Дело в том, что бессвинцовый тип припоев имеет более высокую температуру пайки, что сказывается на сложности паяльного оборудования: приходится выдерживать более узкую границу термопрофиля/ Оборудование должно иметь термодатчики расположенные по всей площади нагрева печатной платы и контролировать термопрофиль в режиме реального времени.
|
|
|
В настоящее время опробованы 5 основных групп бессвинцовых припоев:
1. SnCu. Медьсодержащие эвтектические припои изначально создавались для пайки печатных плат волной припоя. Недостатком этого типа является высокая температура расплавления и худшие механические свойства по сравнению с другими бессвинцовыми припоями.
2. SnAg. Серебросодержащие припои используются в качестве бессвинцовых припоев уже много лет. Они имеют хорошие механические свойства и лучше паяются чем медьсодержащие припои. Эти припои также являются эвтектическими, температура расплавления 221°С. Сравнительные тесты пайки таким типом припоя и обычным свинецсодержащим припоем показывают значительное преимущество бессвинцового припоя по надежности пайки.
3. SnAgCu. Сплав олова серебра и меди является трехкомпонентным эвтектическим припоем. Он использовался задолго до появления серебросодержащего припоя. Преимущество такого типа заключается в более низкой температуре расплавления (217°С). Этот тип припоя используется в промышленности наряду с серебросодержащим. Предпочтение тому или иному типу отдается исходя из экономических соображений и оборудования производства.
|
|
|
4. SnAgBi (Cu) (Ge). Низкая температура плавления такого сплава сильно повышает надежность пайки. Температура расплавления такого типа припоя в различных сочетаниях соотношений металлов колеблется в диапазоне 200-210°С. Компания Matsushita подтвердила, что этот тип припоев обладает лучшей спаиваемостью среди бессвинцовых припоев. Добавление Cu и/или Ge улучшает прочность паяного соединения, а также смачиваемость спаиваемых поверхностей припоем. Значительная тенденция такого типа припоев образовывать припойные перемычки по сравнению с другими бессвинцовыми припоями может быть уменьшена добавлением других примесей.
5. SnZnBi. Этот тип припоев имеет температуру расплавления близкую к эвтектическим свинецсодержащим припоям, однако наличие Zn приводит ко многим проблемам связанным с их химической активностью:
1. Малое время хранения припойной пасты
2. Необходимость использования активных флюсов
3. Чрезмерное шлакование и оксидирование
Использование такого типа припоев рекомендуется для пайки в среде защитного газа. Для сборки особо важных устройств (оборонная промышленность, автономные устройства) рекомендуется использование высококачественных SnAgCu припоев с добавкой (при необходимости) Sb. Для профессиональной техники (промышленность, системы связи) рекомендуется использование SnAgCu или SnAg двухкомпонентых эвтектических припоев. Для техники широкого потребления (TV, аудио- видео, офисное оборудование) может использоваться широкий диапазон сплавов, таких как SnAgCu(Sb) и сплавов SnAg группы. В меньшей степени используются SnCu и SnAgBi припои – их выбор обусловлен финансовой политикой компаний
При воздействии повышенной температуры пайки может произойти вспучивание корпусов ИС, растрескивание кристаллов, нарушение функционирования схем. Схожие эффекты возникают и в печатных платах. Под действием температуры происходит расслоение основания, ухудшается плоскостность, что отрицательно сказывается на точности установки ИС, особенно в корпусах больших размеров.
Что касается оплавления, то влияние бессвинцовой пайки неодинаково на различных стадиях процесса. Требуется более тщательный выбор компонентов и материалов основания платы.
Другие проблемы касаются охлаждения устройства и поддержки платы. Особенно чувствительны к скорости охлаждения многокомпонентные сплавы, содержащие более двух металлов. В таких припоях могут образовываться различные интерметаллические соединения в зависимости от скорости охлаждения.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 858; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!