4.3 Технологический процесс пайки ост 4. Го.054.267

Состоит из операций:

1. фиксации соединительных элементов с предварительно подготовлен­ной к пайке поверхностей;

2. нанесения дозированного количества флюса и припоя;

3. нагрева деталей до заданной температуры и выдержки в заданном времени;

4. охлаждение без перемещения паяемых поверхностей;

5. очистке соединения;

6. контроля качества.

В зависимости от типа производства пайка выполняется индивиду­ально с помощью паяльника и групповыми методами. При индивидуаль­ной пайке требуемый температурный режим обеспечивается выбором паяльника - по температуре рабочего жала, степенью стабильности этой температуры. Температура рабочего жала задаётся на 30-50 °С выше температуры плавления припоя. Режимами пайки является температура, которая для широко распространённого припоя ПОС-61 составляет 280±10 °С и время пайки 1-3 секунды. Более низкую температуру имеет олово - свинец - кадмиевые припои, используются при ступенчатой пайке. Подготовка поверхностей к пайке заключается в удалении загрязне­ний, оксидных и жировых плёнок. Для этого применяются различные рас­творители, горячие щелочные растворы. Подготовленная поверхность покрывается флюсом непосредственно перед горячим лужением или пайкой. Оксидная плёнка металла и припоя растворяется или разрыхля­ется и всплывает на поверхность флюса. Вокруг очищенного металла образуется защитный слой флюса, препятствующий возникновению ок­сидных плёнок. Жидкий припой замещает флюс и взаимодействует с ос­новным металлом. Флюсы по действию на металл делят на кислотные (активные), бескислотные, антикоррозионные и активированные. Кислот­ные флюсы (хлористый цинк и на его основе) при монтажной пайке не применяют. Бескислотные флюсы - канифоль и на её основе с добавле­нием не активных веществ - спирта, глицерина, применяются при мон­тажной пайке. Широко применяются флюсы ФКС и раствор с основой ка­нифоли 10-40 % в этиловом спирте. Флюсы на основе канифоли не ока­зывают коррозионного действия. Для пайки твёрдыми припоями в качест­ве флюса используют буру или на её основе (90 % бура и 10 % борная кислота). Лужение заключается в покрытии поверхности соединения тон­кой плёнкой припоя паяльником или погружение в ванну с расплавлен­ным припоем. Один из способов дозирования припоя является примене­ние припойных паст - смесь порошкового припоя ПОС-61 и канифоли ти­па ПЛ1, ПЛЗ. Пайка заключается в прогреве соединяемых элементов по­сле нанесения припоя и сохранения их в сжатом состоянии до полного затвердевания припоя. Фиксация соединений обеспечивается скручива­нием проводника, закреплением в монтажных отверстиях при помощи пинцета или инструмента. Сейчас применяется скелетная пайка. При пайке необходимо некоторое время для осуществления взаимной диф­фузии припоя и основного металла - зависит от состава припоя, темпе­ратуры и других факторов. Затем место соединения охлаждают до комнатной температуры - обдувом, испарительным методом, теплоотводом. Форма пайки может быть заливной - скрыты припоем, и скелетной - про­сматриваются контуры соединения. Очистка от остатков флюса произ­водится промывкой, протиркой спиртобензиновыми смесями. Качество паяного соединения оценивают по внешнему виду структуры, механиче­ской прочности, и интенсивности отказов. При хорошем соединении по­верхность припоя должна быть гладкой и блестящей. Холодный спай вы­является при проверке на вибропрочность. Качество паяного соединения, характеризуется переходным соединением - ЗмОм; интенсивность от­казов - 10^-7 - 10^-8 час^-1.

Групповые методы пайки применяются для монтажа ЭРЭ на ПП пу­тём одновременного выполнения большого числа монтажных соедине­ний. Наибольшее распространение получила пайка погружением в рас­плавленный припой и пайка волной припоя. При групповой пайке процесс начинается с подготовки поверхности ПП, зачистки мест пайки и обезжи­ривания в растворе спирта с бензином и обдувкой воздухом до полного высыхания. Защита участков ПП осуществляется маской из бумажной ленты, слоя краски нанесённой через трафарет. Следующим этапом яв­ляется нанесение флюса и подогрев, который удаляет влагу и уменьшает температуру в момент нагрева платы в сушке. Процесс пайки установ­ленных на плате элементов заключается в нанесении расплавленного припоя на обработанную флюсом поверхность. При пайке погружением плату помещают в приспособление (кассету) и погружают расплавленный припой на половину толщины платы. Затем включают вибратор, время выдержки при температуре 250 °С 4-6 секунд. Ванны с припоем оснаще­ны терморегуляторами.

Недостатками пайки погружением являются:

Коробление плат из-за температурной деформации;

окисление припоя в ванне;

строгое поддержание уровня припоя;

Применение возможно для плат размером до 150 мм. Пайка волной припоя представляет процесс, при котором подача припоя к месту соединения осуществляется стоячей волной припоя, об­разуемой в ванне. В ванне находится расплавленный припой, и печатная плата проходит по гребню волны припоя, которая создаётся подачей припоя через сопла определённой формы. Постоянный контакт платы с припоем обеспечивает быструю передачу теплоты, что сокращает время пайки. При пайке волной устраняется окисление припоя и температурная деформация платы. Разновидностью пайки волной является пайка стру­ёй припоя или каскадным методом - несколько гребней волны последо­вательно (трехкратное касание гребней волны). Заключительной опера­цией при всех методах групповой пайки является удаление маски. Для этого плату помещают на 0.8 - 0.9 толщины в ванну с горячей водой (90°С), затем обдувают горячим воздухом до полного высыхания. Удале­ние флюса осуществляется в ванне со смесью бензина и спирта 50:50%.