3.4.5. Остатки флюсов

Возможность остатков флюсов определяется условиями эксплуатации аппаратуры и агрессивностью коррозионной среды, создаваемой ими в условиях влажной внешней среды.

Отмывку узлов при работе с водорастворимыми паяльными пастами на конечном этапе осуществляют деионизированной водой. Поскольку большинство паяльных паст, как с галогенами, так и без галогенов, основано на канифольных флюсах, то для их отмывки после пайки рекомендуется применять соответствующие растворители и омыляющие реагенты. Многие паяльные пасты могут оставлять на поверхности плат белесый остаток. В основном это тиксотропные добавки, при выборе которых самое пристальное внимание уделяется показателю стойкости к осадке (растеканию после нанесения), а не его отмывке. Те из них, которые легко удаляются при отмывке, обычно не очень эффективны в обеспечении нужного уровня противоосадочных свойств паст.

Кроме того, необходимо учитывать, что канифоль - это смесь органических кислот, сбалансированная по кислотности так, что в смеси она остается нейтральной. Но при отмывке ее фракции, имея разную растворимость, удаляются с разной скоростью. Менее растворимые фракции (в основном терпиновая кислота), если они остаются на поверхности, гидролизуются влагой воздуха и проявляются в виде белесости. Поскольку при этом кислотный баланс нарушается, эти остатки создают коррозионную среду. Чаще остается недоотмытой терпиновая кислота, создающая щелочную среду и легко гидролизующаяся влагой воздуха.

3.4.6. Заключение

Паяльная паста — важный композиционный элемент технологии поверхностного монтажа. Ее реологические свойства позволяют использовать автоматические средства ее нанесения. В ходе сборки она служит временным клеем и образует электрическое и механическое межсоединение в результате пайки. Химические реакции с участием флюса включают представляют собой кислотно-основные, а также окислительно-восстановительные реакции, причем в технологии поверхностного монтажа в основном применяются первые. Тиксотропность паст нужна для формирования устойчивых отпечатков для временного крепления и последующей пайки оплавлением.

Развитие технологии паяльных паст поддерживает непрерывную мини-атюризацию электронной аппаратуры вплоть до перспективных процессов формирования шариковых выводов.

3.5. Клеи

3.5.1. Механизмы полимеризации клеев

Механизмы отверждения клеев можно классифицировать следующим обра- зом [10]:

• высыхание растворов клеящих материалов;

• анаэробная реакция клеев, для которых кислород воздуха является ин-гибитором реакции полимеризации;

• полимеризация за счет поглощения актиничного (высокоэнергетического) облучения: ультрафиолетового, электронного потока, радиационного облучения;

• анионные реакции (цианоакрилаты);

• отверждение активаторами (модифицированные акрилы). Соединение за счет растворения склеиваемых поверхностей: простой метод, который использует составы для растворения соединяемых термопластичных частей. Пример типичного в применении соединения — склеивание полихлорвиниловых трубок с термопластичными наконечниками в набор трубок. В то время как сварка с помощью растворителей обладает рядом преимуществ, будучи быстрым, недорогим и простым способом соединения, растворители имеют некоторые ограничения. Так как метод основывается на растворении материалов, то реактопласт, стекло и металл ни могут быть соединены вместе этим методом. Большие зазоры трудно заполнить, а различные типы полимеров не могут быть соединены друг с другом. Кроме того, передозировка при использовании растворителя может привести к растрескиванию некоторых аморфных пластмасс. Галогеновые растворители типа этилендихлорида и метиленхлорида могут наносить вред окружающей среде. Некоторые растворители очень огнеопасны; некоторые рассматриваются как потенциальные канцерогенные вещества. Персонал, работающий с этими веществами, должен быть защищен от вдыхания паров растворителей.

При полимеризационном склеивании клеевое соединение не имеет вышеперечисленных недостатков. Способность соединять различные материалы, например термопластики, термореактивные пластмассы, стекло и металл, является важным преимуществом. Клеящие вещества хорошо заполняют зазоры и способны формировать герметичное уплотнение между двумя поверхностями. Так как клей является жидкостью, то он должен быть преобразован в твердое вещество посредством процесса отверждения, например теплотой, влажностью, светом, поверхностным инициированием или смешиванием реактивных компонентов.

Большинство клеев — реактивные полимеры. Они переходят из жидкого состояния в твердое за счет различных реакций полимеризации (например, эпоксидные композиции) и поликонденсации (фенолоальдегиды), отверждения за счет соединения с атмосферной влагой (силиконы, уретаны) или кислородом воздуха (олифы).

Термореактивные полимеры в процессе отверждения проходят три фазы:

стадия А — исходные продукты полимеризации смешаны и готовы вступить в реакцию при нагреве. Без нагрева реакция тоже идет, но медленно. Как правило, исходная смесь растворена в растворителях, замедляющих взаимодействие исходных продуктов;

стадия В — из исходной смеси удалены растворители; продукты вступили в реакцию полимеризации, но она находится только в начальной стадии. В этой стадии продукты еще способны растворяться, плавиться, формоваться. Без растворителя они представляют собой сухие продукты, способные к затариванию и транспортировке;

стадия С - реакции полимеризации завершены и продукты более не способны пластически менять форму, плавиться, растворяться. Продукт в стадии С теряет способность к переработке. Его формы устойчивы. При нагреве они только деструктируются (разрушаются, горят).

Клеи, если они поставляются в готовом виде, находятся в стадии В, и для отверждения их подвергают нагреву или УФ-облучению.

Анаэробные клеи - это однокомпонентные материалы, которые отверждаются при комнатной температуре в условиях отсутствия контакта с кислородом. Жидкий компонент отверждения остается неактивным до тех пор, пока он находится в контакте с атмосферным кислородом. Если клей лишен доступа атмосферного кислорода, например при соединении деталей, происходит быстрое отверждение, особенно при одновременном контакте с металлом. Это отверждение может быть представлено следующим образом: при прекращении поступления атмосферного кислорода формируются свободные радикалы под действием ионов металла (Си, Fe) [10].