Характеристики печей для групового паяння

Найменування параметра	Тип печі
	RF2062C	RF2082C	RF20102C
Кількість зон	6	8	10
Потужність, що споживається, кВА	35	43	51
Споживаний струм, А	105	125	145
Швидкість нагнітання повітря, м/с	0,5 – 4
Швидкість руху конвеєра, м/хв	0,3 – 1,6
Габарити, мм	3530х1200х1420	4250х1200х1450	4970х1200х1420
Маса, кг	1400	1500	1600

Паяння мікросхем з кульковими виводами

Демонтаж і повторний монтаж мікросхем у корпусах BGA і CSP у зв'язку з їхніми конструктивними особливостями має визначену специфіку і здійснюється на установках TF-700 і TF-2000 у такий спосіб. Установлюється насадка, що відповідає компонентові, підводиться до нього інструмент, залишається зазор між ним і платою не більш за міліметр, опускається шток вакуумного присосу до торкання з компонентом і включається цикл відпрацьовування відповідного термопрофилю шляхом подачі в сопло гарячого повітря під мінімальним тиском.

Після демонтажу мікросхем у корпусах BGA і CSP необхідно підготувати мікросхему і контактні площадки на платі до повторного монтажу. Для цього проводять повне видалення залишків припою з контактних площадок на платі і з нижньої поверхні корпусу мікросхеми, а також відновлення на ній за допомогою набору BGA Reballer Kits фірми PACE масиву кулькових виводів. До складу зазначеного набору входять трафарети з нержавіючої сталі товщиною 0,15 – 0,25 мм для нанесення паяльної пасти на місця розміщення масиву кулькових виводів припою. Нанесену паяльну пасту оплавляють, одержуючи кульки припою на тому ж обладнанні, на якому проводилося паяння мікросхеми на плату. Потім знімають трафарет і видаляють залишки флюсу. Замість паяльної пасти можливе використання готових кульок припою, що є в зазначеному наборі фірми PACE. Ці кульки наносяться за допомогою трафарету і потім приплавляються до нижньої сторони корпуса мікросхеми.

Орієнтація мікросхем у корпусах BGA і CSP при розміщенні їх на платі перед паянням на TF-2000 здійснюється за допомогою відеомонітора, на TF-700 проводиться за реперним знаком, нанесеним на плату, або з використанням металевої центрувальної рамки (з розміщеною в ній мікросхемою), що встановлюється належним чином щодо групи контактних площадок. Після виконання сполучення компонент за допомогою вакуумного присоса відводиться нагору, а рамка видаляється. Відпозиціонована мікросхема опускається на плату і нагрівається гарячим повітрям, яке подається у сопло з невеликою витратою.

Для мікросхем у корпусах BGA і CSP з матрицею кулькових виводів відзначається поетапний характер формування якісних паяних з'єднань вивід - контактна площадка на платі. Перед початком процесу паяння сферичні виводи корпусів BGA і CSP (Sn 63 Pb 37) позиціоновані по контактних площадках друкованої плати. При цьому нижня площина корпусів рівнобіжна платі і відстоїть від неї, наприклад, на висоту 1 мм (для різних корпусів ця висота різна і залежить від діаметра кулькових виводів). Форма виводів – правильна сферична, поверхня – гладка, злегка матова. На наступному етапі, коли починається процес оплавлення кулькових виводів при температурі 183 ºС, під дією сил гравітації відбувається первинне «осідання» корпусу. Відстань між корпусом і платою скорочується до 0,8 мм, форма виводів стає бочкоподібною, а поверхня виводів темніє, залишаючись гладкою.

На заключному етапі формування паяних з'єднань, по досягненні пікової температури паяння, відбувається повне оплавлення виводів і змочування контактних площадок плати припоєм. У цей момент відзначається вторинне «осідання» корпусу, висота виводів ще раз зменшується до 0,5 мм, у результаті форма виводів, підтримувана силами поверхневого натягу, стає сплющеною еліптичною. Поверхня виводів – гладка блискуча. Практика показала, що форма і зовнішній вигляд виводів мікросхем у корпусах BGA і CSP після монтажу на плату побічно свідчать про оптимальність проходження фізико-хімічних процесів у зоні формування паяного з'єднання вивід - контактна площадка на платі. Це забезпечує надійність друкованих вузлів обчислювальної і спеціальної електронної апаратури, апаратури зв'язку, де широко використовуються мікросхеми в цих корпусах.

Необхідно підкреслити, що при ремонті різної електронної апаратури демонтаж мікросхем у різних корпусах доцільний у випадку, якщо витрати на операцію заміни одного компонента на іншій у друкованому вузлі порівняно малі щодо вартості усього вузла. Тому демонтаж, проведений у комплексі з реставрацією контактних площадок, відновленням масиву кулькових виводів корпусів BGA і CSP, і повторний монтаж мікросхем є важливою технологічною операцією, від якої залежить працездатність виробу як на стадії налагодження і контролю, так і в процесі експлуатації. Крім того, слід зазначити, що при проектуванні друкованих вузлів електронної апаратури необхідно враховувати можливість їхнього ремонту, тому що сучасні багатовиводні компоненти, насамперед мікросхеми в корпусах SOIC, QFP, PLCC, BGA, CSP та ін., вимагають застосування спеціального оснащення, використання якого можливе при наявності достатньої відстані до сусідніх конструктивних елементів. У зв'язку з цим питання ремонту друкованих вузлів електронної апаратури з компонентами, які монтують на поверхню, слід вирішувати комплексно на всіх стадіях їхнього проектування і виготовлення.

Завдання на самостійну роботу

1. Вивчити фізичні основи конвекційного паяння.

2. Ознайомитись з технологічним процесом і основними параметрами, які визначають процес конвекційного паяння.

3. Підготувати відповідь на контрольне запитання.

4. Оформити звіт.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з технологічним процесом конвекційного паяння.

2. Провести аналіз збирального креслення конкретного вузла ЕА.

3. Синтезувати маршрутну (операційну) карту (МК, ОК) на проведення монтажу вузла ЕА з використанням конвекційного паяння.

Зміст звіту

1. Ескіз збирального креслення вузла ЕА. МК (ОК) на монтаж вузла ЕА методом конвекційного паяння.

2. Аналіз послідовності виконання монтажу вузла ЕА з використанням конвекційного паяння.

3. Відповідь на контрольне запитання.

4. Висновки по роботі.

Контрольні запитання

1. Фізичні основи застосування гарячого газу у технологічних процесах виготовлення ЕА.

2. Переваги і недоліки конвекційного методу монтажу при виготовленні вузлів ЕА.

3. Технічні вимоги до обладнання конвекційного паяння компонентів на ДП, склад і характеристика такого обладнання.

4. Використання для паяння ЕА водню, переваги та недоліки методу.

5. Характеристика структури і улаштування обладнання групового конвекційного паяння.

6. Особливості конвекційного паяння - підготовка, вибір режимів паяння BGA, CSP елементів.

7. Характеристика індивідуального конвекційного монтажу, демонтажу, повторного монтажу.

8. Порівняння методу конвекційного паяння з іншими методами монтажу, перспективи використання конвекційного паяння при виробництві ЕА.

Список літератури

1. А.А. Грачев, А.А. Мельник, Л.И. Панов Поверхностный монтаж при конструировании и производстве электронной аппаратуры. – Одесса: ЦНТЭПИ ОНЮА, 2003. – 428 с.

2. Ч.-Г. Мэнгин, С. Макклелланд. Технология поверхностного монтажа: Пер.с англ.- М.: Мир, 1990.- 276 с.