МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования.
« Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
Кафедра: Микроэлектроники.
Курсовой проект на тему
«Электроконтакты при бессвинцовой пайке».
Проверил: Титов А.Ю.
Выполнил: ст.гр. ЭТМО-44
Лобус Р.Е.
Москва 2012
Оглавление.
Перечень аббревиатур 3
I. Теоретическая часть 4
1. Введение 4
2. Общее понятие электроконтактов 4
3. Типы электроконтактов 5
4. Понятие процесса пайки 7
5. Припои и их особенности 9
6. Пайка по свинцовой и бессвинцовой
технологиям 12
7. Возможные дефекты 14
8. Внешний вид бессвинцовых соединений 21
9. Маркировка изделий 22
10. Заключение 23
Список использованной литературы 24
II. Практическая часть 25
III. Графическая часть 25
Перечень аббревиатур
PGA (Pin Grid Array) - корпус с матрицей выводов.
SAC (SnX AgY CuZ) - наиболее популярный Pb-free припой.
MSL (Moisture Sensitivity Level) – уровень чувствительности к влажности.
BGA (Ball Grid Array) - корпус PGA, в котором штырьковые контакты заменены на шарики припоя.
RoHS (Restriction of Hazardous Substances) - директива, ограничивающая содержание вредных веществ.
I. Теоретическая часть
1. Введение
Движение за полный запрет свинца в электронной аппаратуре набирает все большую силу во всех промышленно развитых странах. Особую активность проявляют правительственные и экологические организации Европейского Союза и США.
Однако, отказ от свинцовых припоев и покрытий может привести к изменению технологии пайки и инфраструктуры сборочных производств. Потребуется корректировка режимов пайки и, как следствие, доработка технологического оборудования. Потребуется проведение комплексных испытаний «бессвинцовых» паяных соединений на прочность, надежность, коррозийную стойкость, совместимость с материалами и покрытиями компонентов и печатных плат. Потребуются новые флюсы и моющие жидкости и проведение всех необходимых испытаний для подтверждения их эффективности.
Основными причинами перехода к новому типу припоев (помимо экологической безопасности) являются более высокие эксплуатационные характеристики таких припоев. Почти все бессвинцовые припои имеют меньшую текучесть (смачиваемость), чем оловянно-свинцовые. Для улучшения текучести применяются специальные составы флюсов. Характеристики шва бессвинцовых припоев, возникающие при длительной эксплуатации также хуже, чем у припоев, содержащих свинец. На данный момент, ни один из бессвинцовых припоев не считается полной заменой оловянно-свинцового и ведутся дальнейшие исследования по разработке бессвинцового припоя для полноценной замены таковых.
2. Общее понятие электроконтактов
Электрический контакт - поверхность соприкосновения проводящих электрический ток материалов, обладающая электропроводностью, или приспособление, обеспечивающее такое соприкосновение (соединение). В зависимости от природы соприкасающихся материалов различают электрические контакты типа проводник - проводник (механические контакты), проводник - полупроводник и полупроводник - полупроводник.
Надежность работы электро- и радиотехнических устройств и, в частности, электрических контактов - это свойство сохранять непрерывную работоспособность со стабильностью не ниже разрешенной техническими условиями. Иначе, надежность - это безотказность в работе. Надежность электрического контакта определяется как вероятность Р выполнения им основной задачи, например замыкания какой-то цепи в течение заданного времени. Надежность контактов при их работе не гарантируется полностью; возможны отказы, вызываемые химическими (образование непроводящих пленок), тепловыми, электрическими (перегрев и разрушение) и механическими (разрушение) причинами [1].
Возможные отказы в работе электрических контактов трудно прогнозировать. Как правило, они относятся к случайным явлениям. К внезапному отказу в работе могут привести количественные и качественные изменения как внутри контактной пары, так и вне ее (коррозия, эрозия, чрезмерное увеличение тока или температуры, удары, толчки, вибрация).
3.Типы электроконтактов
Прочность, герметичность, электропроводность и другие свойства паяных соединений в значительной мере зависят от правильного выбора конструкции шва.
Все бесчисленное множество встречающихся в практике типов швов можно разделить на две основные группы: соединения встык и соединения внахлестку; остальные типы паяных соединений являются обычно разнообразными комбинациями этих двух. Например, плоские элементы могут быть соединены внахлестку (рисунок 1,а), ступенчатым (рисунок 1,б), гребенчатым (рисунок 1,в), косостыковым (рисунок 1,г), стыковым (рисунок 1,д) и тавровым (рисунок 1,е) соединениями.
Рисунок 1. Типы паяных соединений
Простые соединения встык могут применяться только в том случае, если от них не требуется особой прочности и гермитичности. Механическая прочность припоя (особенно мягкого) обычно бывает ниже прочности соединяемого металла, для того чтобы обеспечить равнопрочность паяного изделия, прибегают к увеличению площади спая путем косого среза или ступенчатого шва; весьма часто с этой целью применяется комбинация стыкового соединения с нахлесткой.
Если паяное изделие является проводником электрического тока, конструкция шва должна быть такой, чтобы он не служил дополнительным сопротивлением. В этом случае желателен шов с как можно большей поверхностью спая [1].
Криволинейные поверхности соединяют между собой и с плоскими поверхностями в сотовых конструкциях, в панелях с гофрированными проставками и т.п. Эти соединения используют в самолетостроении и для изготовления теплообменников.
Многие паяные изделия применяются в качестве емкостей для различных газов и жидкостей; в этом случае они обязательно должны быть герметичными.
К паяным соединениям в зависимости от назначения изделия, кроме общих требований, могут быть предъявлены и специальные по герметичности, электропроводности, коррозионной стойкости и т.п. Сборные части изделий перед пайкой должны быть прочно сое6динены между собой для предотвращения перекосов и относительных смещений. Способы соединения подбирают экспериментальным путем в зависимости от конструкции изделия.