13.1.2. Электрические соединения

Электрические соединения элементов кроме высокой механической прочности должны обеспечить надежный электрический контакт с малым значением переходного электрического сопротивления. Электрические

Таблица 13.3

Вид электрического соединения	Rпер, мОм	λ 109, 1/ч
Сварка	0,01...!	0,1. ..30
Пайка	2... 5	1...10
Накрутка	1...2	0,2. ..0,5
Резьбовое	5. ..20	100. ..500
Упругая деформация	5. ..40	100. ..1000
Пластическая деформация	1...10	2... 5
Токопроводящий клей	103...105	20. ..50

Соединения выполняют в ходе электромонтажных операций, составляющих 50...70% объема ТП изготовления РЭС. Существует несколько видов электрических соединений, отличающихся значениями электрического сопротивления перехода R_пер и интенсивности отказов λ, (табл. 13.3).

Примером электрического разъемного соединения является резьбовое, в котором петля оголенного провода 1 (рис. 13.3) прижата винтом 2 к токопроводящей поверхности 3, в несколько раз превышающей поперечное сечение провода. Недостатки соединения этого вида — большие размеры и низкая надежность контакта при вибрациях.

Примерами электрических разъемных соединений с упругой деформацией являются соединители, вилки и штеккеры, в которых упругий элемент (плоская или цилиндрическая пружина) прижимает друг к другу контактируемые детали.

Неразъемные электрические соединения создают пластической деформацией, сваркой, пайкой и токопроводящим клеем. За счет пластической деформации соединяют контактирующий наконечник 1(рис. 13.4) с оголенным концом монтажного провода 2 или квадратный металлический штырь 1 (рис 13.5) с острыми углами, запрессованный в основание 2 и припаянный к проводнику 3, с проводом 4 при накрутке его с натягом. Такие соединения сохраняют надежный контакт в широком диапазоне температур и при воздействии вибрации

Рис. 13.3. Соединение электрическое разъемное:

1— петля оголенного провода; 2 — винт; 3 — токопроводящая поверхность

Рис. 13.4. Соединение электрическое неразъемное за счет пластической деформации:

1— наконечник; 2 — оголенный конец монтажного провода

Рис. 13.5. Соединение электрическое накруткой:

1— металлический штырь; 2 — основание; 3 — проводник; 4 — провод

Рис.3.6. Соединение электрическое неразъемное сварное:

1— наконечник; 2 — проволока; 3 — контактная площадка; 4 — подложка

При сборке ИМС методами термокомпрессионной и ультразвуковой сварки соединяют проводники диаметром 20...200 мкм с пленочными контактами толщиной 1 мкм и площадью = 400 мкм².

В процессе термокомпрессионной сварки наконечник / (рис. 13.6), нагретый до температуры, близкой к температуре плавле­ния проволоки 2, при которой уменьшается ее сопротивление деформации, вдавливают с силой F в проволоку на пленочной контактной площадке 3, лежащую на подложке 4. Под воздей­ствием температуры и давления в сварной точке протекает про­цесс формирования единой кристаллической структуры сварива­емых материалов.

При ультразвуковой сварке наконечник совершает ультразву­ковые колебания, позволяющие уменьшить механическое давле­ние на проволоку.

Термокомпрессионную и ультразвуковую сварки используют для монтажа компонентов на поверхности ГПИМС и для монтажа ИМС внутри корпуса. Их достоинствами являются малость размеpa электрического соединения и прочность получаемого соединения, близкая к прочности соединяемых материалов, а недостатком — сложность реализации группового метода соединения.

Таблица 13.4

Марка клея	Состав	Удельное сопротивление, Ом- м	Рабочая температура, °С
НТ	Эпоксидная смола, никель	5- Ю-5	-60. ..+ 150
КМ-2	Эпоксидная смола, медь	5- Ю-2	-60. ..+ 125
КГ-3	Эпоксидная смола, графит	5. ..10	-60. ..+ 125
эчэ-с	Эпоксидная смола, серебро	0,3	-60. ..+ 125

Электропроводящие клеи (контактолы) применяют для крепления кристаллов ИМС к подложкам, ремонта проводников ПП и создания соединений в труднодоступных местах. Электропроводящие клеи состоят из клеевой основы и электропроводящего наполнителя — мелкодисперсного серебра, золота, палладия, меди, никеля или графита. После отверждения нанесенный слой клея обеспечивает высокую электропроводимость и хорошую адгезию к поверхности изделия. В табл. 13.4 приведены параметры некото­рых электропроводящих клеев.