15. Пайка компонентов поверхностного монтажа

В технологии поверхностного монтажа компонентов для пайки компонентов на печатной плате применяются следующие методы пайки:

- пайка двойной волной припоя; - пайка расплавлением дозированного припоя в парогазовой фазе; - инфракрасная пайка; - другие методы пайки.

Пайка двойной волной припоя Этот метод пайки применим для пайки простых чип - компонентов, расположенных на одной стороне ПП, как правило, обратной. Первая волна делается турбулентной и узкой, которая исходит из сопла под большим давлением. Турбулентность и высокое давление потока припоя исключает формирование полостей с газообразными продуктами разложения флюса. Однако турбулентная волна все же образует перемычки припоя, которые разрушаются второй волной, более пологой ламинарной волной с малой скоростью истечения. Вторая волна обладает очищающей способностью и устраняет перемычки припоя, а также завершает формирование галтелей с целью создания качественного профиля места пайки. Для устранения перемычек также используется специальное приспособление - воздушный нож, который направляет струю горячего воздуха в место пайки с целью удаления перемычек и излишка припоя.

Пайка в парогазовой фазе Пайка расплавлением дозированного припоя в парогазовой фазе отличается от известных ранее методов. Процесс пайки начинается с нанесения, как правило, трафаретным способом припойной пасты на припойные площадки знакоместа, затем на поверхность ПП устанавливаются компоненты. Далее паста нагревается до температуры плавления припойной пасты, в результате чего образуется паяное соединение между припойной площадкой знакоместа ПП и контактной площадкой компонента.

Пайка в инфракрасной печи Пайка расплавлением дозированного припоя в инфракрасной (ИК) печи аналогична пайке в парогазовой фазе, за исключением того, что нагрев платы с компонентами производится не парами жидкости, а ИК - излучением. Передача тепла излучением имеет большое преимущество перед теплопередачей за счет теплопроводности и конвекции в рассмотренных ранее методах, так как это единственный из механизмов теплопередачи по всему объему изделия. Остальные механизмы передают тепловую энергию только поверхности изделия.

Другие методы пайки К другим методам пайки относится пайка расплавлением дозированного припоя с помощью нагретого приспособления, разработанного в Японии. В этом методе печатная плата с компонентами помещается в теплопроводящий транспортер, содержащий набор специальных пластин, передающих тепло через плату к выводам компонентов.

Следующим, из этой группы методов, является пайка расплавлением дозированного припоя с помощью лазерного излучения, которое отличается от всех описанных методов тем, что места пайки нагреваются последовательно, а не одновременно. Главное достоинство лазерной пайки в том, что пучок лазерной энергии хорошо фокусируется, поэтому этот метод применяется для пайки выводов термочувствительных компонентов и компонентов с малым шагом выводов.

16. Очистка собранной платы от технологических загрязнений. Контрольные операции. Ремонт

Обычная ПП содержит много внутренних полостей (в том числе и под компонентами), имеющих выход на поверхность через узкие вертикальные зазоры между компонентами или их выводами. Эти полости способны удерживать продукты разложения флюса и другие загрязнения, которые могут стать источниками коррозии или причиной проникновения внутрь корпусов компонентов веществ, вызывающие повышенные токи утечки. Усиленные попытки очистить плату, например, с помощью органических растворителей, сами по себе могут вызвать механические повреждения или коррозию.

Как правило, загрязнения бывают либо полярными (ионы), либо неполярными

Органические растворители в соответствии с их очистной способностью можно разделить на три группы. Гидрофобные - не смешиваются с водой, используются для растворения органических загрязнений, например канифоли и жиров. Гидрофильные - смешиваются с водой, растворяют полярные и неполярные соединения, причем последние в меньшей степени, чем гидрофобные растворители. Азеотропные - представляют собой в основном смесь вышеуказанных типов растворителей. В их состав обязательно входят такие ингредиенты, как фреон-113 или тетрахлордифторэтан, с добавками спиртов и стабилизирующих ингредиентов.

Очистка изделий с применением растворителей может быть реализована погружением плат в ванну с растворителем, равномерным по полю платы или направленным в виде струй опрыскиванием, либо комбинацией обоих методов. Может применяться ультразвуковое перемешивание при очистке плат в ванне с растворителем. Компоненты должны размещаться на поверхности платы таким образом, чтобы их корпуса не загораживали друг друга при движении потока растворителя. Прерывания движения платы и остановки во время пайки волной припоя должны быть сведены к минимуму, чтобы флюс нигде не задерживался в полостях платы.

Ремонт в технологии поверхностного монтажа Одной из проблем поверхностного монтажа является ремонт или доработка печатных узлов. Любая доработка (ремонт) сводиться к разрыву функциональной цепи и прокладке новой цепи, как правило, объемным проводником с использованием дополнительной контактной площадки [8].

Для микросхем в корпусах с планарными выводами последние распаиваются на плоские контактные площадки, от которых отходят короткие печатные проводники, соединенные с металлизированными отверстиями, часть которых может располагаться под корпусом микросхем. В этом случае доступ к соединительным печатным проводникам отсутствует, и разрыв цепи после монтажа микросхемы разрезанием печатного проводника становится невозможным.

Для отсоединения проводников в смонтированных устройствах обычно производят отпайку выводов микросхемы от контактных площадок; после чего вывод приподнимается над контактной площадкой и, таким образом, цепь разрывается. Приподнятый вывод может быть изолирован и зафиксирован клеем или пайкой к подкладываемой под вывод изолирующей контактной площадки. Но этот процесс доработки сложен, малонадежен, а для БИС с шагом выводов 0,625 мм и менее, вообще, не приемлем из-за малого расстояния между соседними контактными площадками и малой жесткости и прочности самих выводов.

Перенос всех металлизированных отверстий данной микросхемы в зону вне корпуса позволит избежать необходимости отпаивать вывод при доработке. Отходящие от контактных площадок проводники под корпус микросхемы, будут располагаться влево (вправо) сразу от площадки под некоторым углом (например, 45º). Проводник будет виден в промежутке между выводами микросхемы. И это позволит перерезать его плоским специальным резаком