Паяльные пасты: все о главном. Часть 4

Технологии в электронной промышленности №2’2005

В нашей стране для ручной пайки традиционно применяют жидкий флюс и проволочный припой, однако при отсутствии отмывки остатков флюса эта технология приводит к существенному снижению надежности радиоэлектронной аппаратуры. Причины снижения надежности РЭА вызваны частичной термической обработкой флюсов при ручной пайке (только в зоне формирования паяного соединения), следовательно, только частичным выгоранием активаторов и локальными процессами поликонденсации.

Остатки флюса, которые не были подвергнуты термической
обработке при температурах пайки, являются потенциальными источниками коррозии, электромиграции и повышенных токов утечки в процессе эксплуатации РЭА. Применение многоканальных трубчатых припоев, не требующих отмывки, позволяет полностью решить эту проблему.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Многоканальные трубчатые припои фирмы Multicore Solders

Многоканальные трубчатые припои фирмы Multicore Solders на протяжении многих лет преобладают на российском рынке. Даже название фирмы Multicore Solders («Многоканальные припои»), основанной в 1939 году, говорит о многом. Одним из основных преимуществ трубчатых припоев Multicore Solders является большое количество каналов флюса (до 5) в прутке припоя.

Трубчатые припои Multicore Solders разработаны для различных применений, в том числе для пайки печатных плат радиоэлектронной аппаратуры и конструкционных изделий.

Небольшой размер компонентов поверхностного монтажа и возможность установки их на одной или обеих сторонах печатного узла значительно уменьшают необходимую площадь печатной платы. Тип технологии поверхностного монтажа в основном определен типом используемых компонентов поверхностного монтажа (см. 8.

Описание проводимого эксперимента

Для оценки долговечности электронных модулей и компонентов широко распространена практика форсированных испытаний, в которых платы подвергают искусственному старению различными способами.

Наиболее распространенной методикой является термоциклирование, то есть испытание в условиях циклически меняющейся температуры, что ускоряет процессы деградации материалов, диффузии и окисления. В зависимости от жёсткости условий испытания изменение температуры может быть резким или плавным.

Исследуемые платы были подвергнуты 30-минутным циклам термоциклирования при температурах от -65 до 105°С (см. рис. 1). Границы температурного диапазона были сдвинуты в сторону отрицательных значений по просьбе заинтересованных в эксперименте производителей светодиодной продукции, ориентированных на потребности заказчиков из регионов Крайнего Севера, Арктики и Антарктики, например, полярной станции «Восток», работающей в условиях экстремально низких температур.

Рисунок 1. Температурный профиль при термоциклировании

Из-за различия коэффициентов теплового расширения печатной платы и компонентов при перепаде температур возникают механические напряжения, циклическое повторение которых вызывает образование усталостных трещин, рост которых может вызвать прерывание контакта. Кроме того, воздействие повышенных температур увеличивает скорость роста интерметаллических слоев, образующихся из-за взаимного растворения металлов на границе соприкосновения, что негативно сказывается на механической прочности паяного соединения вследствие образования пор Киркендалла и появления механических напряжений по причине изменения молярного объема, и может способствовать его окислению.

Вследствие большой площади контакта светодиодов с платой термоциклирование до отказа не представляется целесообразным, поэтому было проведено 1000 циклов для оценки скорости роста интерметаллических слоев и появления усталостных дефектов в галтели припоя.

Приложение А (обязательное). Требования к галтелям припоя и выравниванию компонентов поверхностного монтажа

Для изготовления трубчатых припоев фирмой Multicore Solders используются только высокочистые сплавы с минимальным количеством примесей, отвечающие требованиям всех основных национальных и международных стандартов, в том числе QQ-S-571E и J-STD-006A. Возможна поставка припоев с различными типами сплавов.

Традиционные сплавы

Традиционно в нашей стране применяются оло-вянно-свинцовые эвтектические припои или близкие к ним (табл. 1).

Таблица 1

Для пайки компонентов поверхностного монтажа рекомендуется применять трубчатые припои диаметром в пределах 0,46-1,0 мм. Специально для пайки миниатюрных чип-компонентов поставляются трубчатые припои на основе сплава Sn62/Pb36/Ag2 диаметром 0,46 и 0,56 мм. Серебро добавляют для предотвращения миграции серебра, используемого при производстве чип-компонентов, в припой и для повышения прочности паяного соединения. Для других применений рекомендуются
сплавы Sn60/Pb30 (аналог ПОС-61) и Sn63/Pb37.

Бессвинцовые сплавы

Бессвинцовые сплавы — требование времени — широко используются при производстве трубчатых припоев (табл. 2).

Таблица 2

Бессвинцовый сплав 99С по основным характеристикам является аналогом традиционного сплава Sn60, что позволяет полностью заменить его без значительных изменений технологического процесса.

Специальный сплав для пайки по алюминию

Фирма Multicore Solders производит трубчатые припои для конструкционной пайки и изготовления ламп (тип сплава 45D — состав: Pb80,l/Snl8/Agl,9, температура плавления 178-270 °С).

Этот сплав обладает более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с традиционными оловянно-цинковыми припоями.

В большинстве трубчатых припоев Multicore Solders применяются флюсы на основе химически очищенной канифоли. Такие флюсы обладают малым количеством остатков по сравнению с обычной канифолью, а также более высокой активностью. Удаление остатков флюсов Х39, Crystal 400 и Crystal 502 после пайки является необязательным, так как остатки флюса обладают устойчивостью к воздействию повышенной влажности и температуры в процессе эксплуатации.

При выборе типа флюса следует учитывать совместимость флюса, входящего в состав трубчатого припоя, с флюсами для групповой пайки и в составе паяльных паст, взаимная реакция флюсов разных производителей может приводить к ухудшению электрических параметров изделия или усложнению процесса отмывки. Флюсы Х39, Crystal 400 и Crystal 502 полностью совместимы с паяльными пастами RM92, CR32, CR36, МР200, LF318 и LF320, а также со всеми типами флюсов для групповой пайки, не требующих отмывки, фирмы Multicore Solders.
Совместимость флюсов подтверждена лабораторными исследованиями.

Приложение А(обязательное)

А.1 ВведениеВ данном приложении содержатся иллюстрированные примеры заданного и допустимого состояний для галтелей паяных соединений на выводах и контактах, а также выравнивания компонентов поверхностного монтажа на их контактных площадках. Примеры предназначены для облегчения понимания требований, заданных ГОСТ Р МЭК 61191-2 при контроле после монтажа.Следующие рисунки и схемы содержат не все возможные отклонения от процесса и не описывают все дефекты.

А.2 Плоские ленточные, L-образные выводы и выводы в виде крыла чайкиПримеры предназначены для пояснения требований рисунка 3 в ГОСТ Р МЭК 61191-2.Примечание — Смачивания припоем обрезанного носка вывода не требуется.

Сравнение устойчивости сплавов термоциклированию

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Поскольку в исследуемых паяльных пастах используются различные типы припоев, очевидно, что и внутренняя структура паяного соединения будет различаться. Рассмотрим её подробнее. При отверждении припоев происходит их разделение на фазы, продолжающееся с течением времени.

Традиционный оловянно-свинцовый припой представляет собой структуру с перемежающимися слоями двух металлических фаз: олова с примерно 2% свинца и свинца с примерно 20% олова.

Бессвинцовый припой SAC305 начинает кристаллизоваться при температуре 217°С. Поскольку состав сплава близок к тройной эвтектике, кристаллизация происходит при постоянной температуре. Эвтектика состоит из трех фаз – олова и интерметаллических соединений (ИМС) Cu6Sn5 и Ag3Sn. Сначала из расплава выделяются кристаллы олова.

При этом олово кристаллизуется в виде относительно крупных зёрен — дендритов (этим объясняется шероховатая поверхность бессвинцовых паяных соединений). При достижении концентрации расплава, соответствующей эвтектике, в междендритных пространствах кристаллизуется эвтектика из олова и ИМС Cu6Sn5 и Ag3Sn.

Окончательная структура сплава представляет собой дендриты олова и эвтектику из олова и интерметаллических соединений Cu6Sn5 и Ag3Sn в междендритных пространствах. Также в толще припоя образуются пластинчатые интерметаллиды Ag3Sn, вдоль которых может идти распространение трещины. Исследования [1] показывают, что при пайке бессвинцовыми припоями на границе припоя и медной подложки образуется ИМС Cu6Sn5, а CuSn3 образуется в процессе старения между слоем Cu6Sn5 и меди.

Сплав Sn-Bi-Ag используется для пайки термочувствительных элементов. При кристаллизации происходит разделение на фазы, богатые оловом и висмутом соответственно. При содержании серебра более 1% происходит образование интерметаллидов Ag3Sn, при концентрациях меньше 0.5% их образование не отмечено.

Бессвинцовые пасты 1, 2, и 3 на платах с финишным покрытием OSP и покрытием выводов компонентов чистым оловом показали близкие результаты (рис. 5). После термоциклирования не отмечено значительных трещин в галтели. Появившиеся трещины образовывались у основания галтели, но в толще припоя, а не на границе с ИМС. Для паст 1 и 2 отмечена незначительно большая толщина ИМС со стороны компонента по сравнению с пастой 3.

Рисунок 5.  Паста 1 — микрошлифы термоциклирования после 500, 750 и 1000 циклов соответственно

Рисунок 5.  Паста 2 — микрошлифы термоциклирования после 500, 750 и 1000 циклов соответственно

Рисунок 5.  Паста 3 — микрошлифы термоциклирования после 500, 750 и 1000 циклов соответственно

Рисунок 5.  Паста 6 — микрошлифы термоциклирования после 500, 750 и 1000 циклов соответственно

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

У образцов с пастой 6 отмечено значительное количество мелких пустот, не замеченных при рентгеноскопии, очевидно, вследствие недостаточного разрешения (рис. 6). Хотя это и не влияет на прочность паяного соединения, они могут служить центрами инициации роста интерметаллидов. Следует изменить тип флюса для уменьшения количества растворенных в расплаве газов либо скорректировать профиль оплавления.

Рисунок 6. Мелкие пустоты в толще припоя

Оловянно-свинцовые пасты 4, 5, 7, 8, несмотря на одинаковый состав припоя, показали различные изменения в структуре сплава при термоциклировании (рис.7). Для пасты 4 отмечено значительно большее образование интерметаллидов Ag3Sn (однако их влияние на прочность и долговечность паяного соединения ещё не до конца изучено).

Можно отметить, что меньшая толщина галтели (самые низкие значения — у образцов  с пастой 6 для бессвинцовых паст и пастой 7 для свинецсодержащих) ослабляет её и приводит к более быстрому образованию трещин.

Рисунок 7. Sn-Pb-Ag паста 4 после 500, 750 и 1000 циклов

Рисунок 7. Sn-Pb-Ag паста 5 после 500, 750 и 1000 циклов

Рисунок 7. Sn-Pb-Ag паста 7 после 500, 750 и 1000 циклов

Рисунок 7. Sn-Pb-Ag паста 8 после 500, 750 и 1000 циклов

рРисунок 8. Паста 8 — трещины в галтели после 500 циклов.

Рисунок 9. Оловянно-висмутовая паста 9 — микрошлифы термоциклирования после 500, 750 и 1000 циклов соответственно

Примечательно, что образец с пастой 9 не показал практически никаких изменений во время термоциклирования (рис.9). Это объясняется наличием висмута в составе припоя, который повышает пластичность сплава.

До недавнего времени главными недостатками оловянно-висмутовых припоев было принято считать невысокую механическую прочность и слабое смачивание. Однако, как было сказано в предыдущем исследовании, паяльная паста 9 показала наилучшее смачивание среди представленных образцов.  Кроме того, исследования [2] утверждают, что сплав Sn-Bi при термоциклировании по своим характеристикам, в том числе по прочности, превосходит Sn-Pb, что может показаться неожиданным из-за близости верхней температуры термоциклирования точке плавления припоя.

Рекомендации по применению

На основании результатов исследования производителям были предложены следующие рекомендации по устранению дефектов паяных соединений:

1. Образование пустот: рекомендовано скорректировать термопрофиль  оплавления (а именно,  участок предварительного нагрева, где происходит испарение летучих компонентов паяльной пасты), сменить тип паяльной пасты либо применять пайку в вакууме, что, однако, повлечет значительные финансовые затраты на дооборудование линии.
2. Образование шариков припоя:  рекомендовано изменить конфигурацию апертур трафарета и заменить тип паяльной пасты.
3. Недостаточная толщина галтелей: рекомендовано сменить тип паяльной пасты и изменить рисунок паяльной маски, в месте контакта с которой образуется начальная трещина.

В результате исследования в технологический процесс предприятий, участвовавших в эксперименте, были внесены коррективы, позволившие оптимизировать производство, получить более качественное формирование галтелей, а также снизить количество дефектов.

У специалистов на предприятиях возникло четкое понимание технологических процессов оплавления. Ими было отмечено повышение качества пайки при использовании паст №1 и №3. Учтены рекомендации в подготовке паяльной пасты перед применением, что обеспечило высокую повторяемость нанесения и увеличило время жизни пасты на трафарете.

Также большой интерес вызвали практические результаты тестирования пасты №9, заинтересовавшие нескольких производителей, особенно специализирующихся на производстве светодиодной продукции для умеренно-континентальных и арктических климатических зон.

Подготовка к работе

Паяльник. Жало паяльника может быть любой формы и размера для наилучшего контакта и передачи тепла к паяемым поверхностям. Жало паяльника должно быть облужено, для этого может быть использован трубчатый припой. Однако процесс лужения зависит в значительной степени от состояния жала. Если жало в плохом состоянии, его необходимо предварительно очистить с помощью смоченной водой специальной губки, входящей в состав паяльной станции. Для очистки сильно окисленных жал паяльников можно использовать пасту
ТТС-1 для очистки и лужения наконечников.

Рис. 2

Температура жала паяльника. Оптимальная температура жала и требуемая мощность при ручной пайке зависят от конструкции паяльника и выполняемой задачи. При работе с бессвинцовыми трубчатыми припоями, имеющими температуру плавления в пределах 217-227 °С, минимальная температура жала паяльника должна составлять 300 °С В процессе пайки необходимо избегать избыточно высокой температуры жала и чрезмерного времени пайки.

Локализация микротрещин в паяном соединении

Локализация зарождения трещин аналогична другим SMD компонентам – в местах наибольшего механического напряжения, а именно вдоль интерметаллических слоев (чаще у подложки, чем у компонента – из-за соприкосновения с паяльной маской), и в толще галтели под углом примерно 45° (рис.2). Отрыва ИМС от подложки отмечено не было.

Рисунок 2. Локализация начала трещин в галтели

Кроме того, наличие крупных пустот значительно ослабляет прочность галтели и ускоряет образование трещин, как показано на рис.3.

Данный пример относится к исследуемой пасте под номером 2, однако образование трещины при таком дефекте ускорится для любого типа припоя.  При этом мелкие распределённые пустоты не влияют на прочность паяного соединения.

Рисунок 3. Влияние пустот на прочность галтели припоя

Печатные платы и компоненты. Чистота поверхности печатных плат и компонентов

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

является одним из важнейших факторов, влияющих на процесс пайки. Оксиды и другие поверхностные загрязнения существенно ухудшают смачиваемость припоем и передачу тепла от жала паяльника к паяемым поверхностям, увеличивая время пайки. Печатные платы с длительным сроком хранения для улучшения паяемости могут быть подвергнуты предварительной очистке с помощью специальных растворителей, например, VIGON SC 200, ZESTRON SD 100, ZESTRON SD 301.

Рекомендуемая последовательность работы

1. Поднесите жало паяльника к рабочей поверхности. Жало паяльника должно контактировать одновременно с контактной площадкой платы и выводом компонента, для того чтобы прогреть обе паяемые поверхности. Избыток припоя на жале, нанесенного во время лужения, будет помогать процессу теплопередачи путем увеличения площади контакта между контактной площадкой и выводом. Необходимо не более доли секунды, чтобы прогреть соответствующим образом обе поверхности.

2. Поднесенный в это время к месту соединения с противоположной от жала паяльника стороны пруток трубчатого припоя позволит образовать галтель припоя. Для этого необходимо около 0,5 секунды. Внимание! Если припой подавать непосредственно на жало паяльника, активные компоненты флюса будут преждевременно выгорать, а его эффективность резко уменьшается.

3. Удалите припой от паяемого соединения и затем удалите жало паяльника.

Весь процесс пайки должен занимать от 0,5 до 2,0 с на одно паяное соединение в зависимости от массы, температуры и конфигурации жала паяльника, а также паяемости поверхностей. Избыточное время или температура могут, во-первых, истощать флюс до смачивания припоя, что может привести к увеличению количества остатков, во-вторых, увеличивают хрупкость паяного соединения.

Завершение работы Для обеспечения длительного срока службы жала паяльника после окончания работы необходимо его облудить. Для этой цели
удобно использовать трубчатый припой: оберните несколько витков припоя (как показано на рис. 5) вокруг кончика жала и нагрейте его. Практические примеры На первоначальном этапе работа с трубчатыми припоями (пайка с двух рук) может вызывать сложности.
Как правильно работать с трубчатыми припоями? Нижеприведенные примеры помогут быстро освоить технологию пайки с двух рук.

Пайка чип-компонентов: резисторы, конденсаторы, танталовые конденсаторы, индуктивности, варисторы, MELF-Kopnyca.

1. Облудить одну из контактных площадок (далее КП). Необходимо подать достаточное количество припоя для последующего формирования галтели.

2. Установить чип-компонент на КП.

3. Придерживая чип-компонент пинцетом, поднести жало паяльника, обеспечивая одновременный контакт жала с выводом чип-компонента и облуженной КП.

4. Произвести пайку в течение 0,5-1,5 с. Отвести жало паяльника.

5. Произвести пайку второго вывода: поднести жало паяльника, обеспечивая одновременный контакт жала с выводом и КП. С противоположной стороны от жала паяльника подать трубчатый припой под углом 45° к плоскости КП и вывода компонента. Внимание! При пайке чип-компонентов важен правильный подбор диаметра припоя. Чрезмерно толстый припой будет приво-

дить к формированию избыточной галтели припоя.

Выбор структуры электронного модуля для поверхностного монтажа важен для оптимальной надежности тепловых, механических и электрических систем. Каждая структура имеет ряд свойств со специфическими преимуществами и недостатками по сравнению с другими (см. таблицу 16).Вероятно, что никакой электронный модуль или печатная плата не удовлетворяют всем требованиям эксплуатации.

Графики скорости роста интерметаллического слоя

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Технологические процессы нанесения временного защитного слоя на печатную плату должны проводиться согласно требованиям ГОСТ Р МЭК 61192-1.

На рис.4 показан рост толщины интерметаллического слоя при термоциклировании для разных типов паст. Можно отметить, что:

• наибольшая начальная толщина интерметаллического слоя зависит от температуры оплавления;
• наибольшая толщина ИМС отмечена у бессвинцовых припоев SAC305,
• наименьшая – у легкоплавкого оловянно-висмутового припоя.

Также можно отметить гораздо более быстрый рост ИМС неравномерной толщины со стороны компонента, который говорит о том, что финишные покрытия на плате снижают проникновение меди в толщу припоя и скорость образования интерметаллидов.

Рисунок 4. Рост ИМС при термоциклировании

Приложение А (обязательное). Требования к установке поверхностно монтируемых компонентов

Следующие требования к компонентам поверхностного монтажа должны предъявляться только при недостаточности элементов управления технологическим процессом для обеспечения соответствия требованиям 4.1.1.

А.1 Установка компонентаНесовмещение компонентов не должно нарушать минимальное проектное расстояние до соседнего элемента печатного монтажа или других металлизированных компонентов.

А.2 Небольшие компоненты с двумя выводами

А.2.1 Металлизация контактной площадкиПо меньшей мере, 75% ширины торцевого контакта компонента на каждом его конце должно покрывать контактную площадку. Если ширина контактной площадки меньше 75% ширины торцевого контакта компонента, то металлизированный контакт должен покрывать всю ширину контактной площадки (см. рисунок 6).

А.2.2 Металлизация контактаНе менее 2/3 длины торцевого контакта должно покрывать контактную площадку. Должно сохраняться минимальное расстояние между проводниками (см. рисунок 6).

А.3 Монтаж компонентов с цилиндрическими чашечными контактами (MELF)Компоненты MELF должны монтироваться так, чтобы боковое смещение не превышало 25% диаметра контакта. Не менее 2/3 длины контакта должно находиться на контактной площадке (см. рисунок 7). Применение контактных площадок со специальным рисунком (например, -образных) для облегчения позиционирования компонента допустимо при условии, что образуется соответствующей формы галтель припоя.

А.4 Совмещение контактов в выемках корпуса кристаллоносителяНе менее 3/4 сечения каждой металлизированной выемки кристаллоносителя должны находиться на контактной площадке, с которой кристаллоноситель совмещается (см. рисунок 9).

А.5 Площадь контактирования контактной площадки с выводом компонентаМинимальная длина контакта должна быть равна 3/4 длины стопы плоского гибкого вывода, -образных выводов, круглых выводов и расплющенных круглых выводов (см. рисунок 2b).

А.6 Боковое смещение выводов компонентов поверхностного монтажаДопускается, чтобы выводы имели боковое смещение при условии, что смещение не превышает 25% ширины вывода или 0,5 мм в зависимости от того, что меньше, и при этом сохраняется минимальное расстояние между проводниками.

А.7 Выступ торца вывода компонента поверхностного монтажаДопускается, чтобы торцы выводов компонентов поверхностного монтажа выступали за площадку при условии, что обеспечиваются минимальные электрический зазор и длина соединения.

А.8 Выступ вывода компонента поверхностного монтажа за контактную площадку (до пайки)Допускается, чтобы круглые или расплющенные выводы выходили за пределы контактной площадки не более чем на половину начального диаметра вывода. Допускается, чтобы плоские или гибкие выводы выходили за пределы контактной площадки не более чем на две толщины вывода или 0,5 мм (что менее).

А.9 Позиционирование компонентов с-образными выводамиКомпоненты с -образными выводами должны монтироваться так, чтобы боковое смещение было менее 25% ширины вывода. Компонент должен позиционироваться таким образом, чтобы формировалась галтель припоя, превышающая двукратную ширину вывода.

А.10 Позиционирование компонентов с выводами в виде крыла чайкиРекомендуется устанавливать выводы таким образом, чтобы полная длина стопы вывода находилась в пределах контактной площадки (без выступа).

А.11 Внешние соединения с механической конструкцией электронного модуляЕсли электронные модули рассчитаны на обеспечение управляемого теплового расширения, они не должны подсоединяться к внешним компонентам аппаратуры (например, шасси или теплоотводам), которые снижают управление тепловым расширением ниже проектных пределов.

1. Установить компонент в монтажные отверстия, если необходимо, то загнуть выводы.

2. Поднести жало паяльника таким образом, чтобы был обеспечен одновременный контакт с КП монтажного отверстия и выводом компонента, прогреть 0,5-1,0 с.

Пробило № 1. Необходимо обеспечить хороший тепловой контакт между жалом паяльника и паяемыми поверхностями. 3. Подать небольшое количество припоя на жало паяльника, так чтобы образовался мостик припоя между КП и выводом (см. рис.).

4. Перемещайте трубчатый припой по кругу вдоль КП в противоположном направлении от жала паяльника (см. рис.).

5. Как только паяное соединение сформировано, отвести пруток припоя.

6. Одновременно отвести жало паяльника. Для образования правильной формы галтели жало паяльника должно двигаться вверх вдоль вывода компонента.

Правило № 2. Необходимо обеспечивать контакт между жалом паяльника и паяемыми
поверхностями до тех пор, пока не произойдет формирование галтели припоя.

Внимание! Избегайте сильного давления жалом паяльника на КП. Не допускайте контакта жала паяльника с галтелью припоя без использования трубчатого припоя, это может привести к деградации паяного соединения.

Возможные проблемы и методы решения Разбрызгивание. Высокая скорость нагрева. Подавайте пруток припоя на разогретые контактные поверхности (вывод компонента и КП), не подавайте припой на жало паяльника.

Матовые паяные соединения. Длительный контакт жала паяльника с паяным соединением после отвода прутка припоя из зоны пайки.

Остатки после пайки в виде нагара. Произвести очистку жала паяльника и губки или заменить жало паяльника.

Избыточные остатки флюса вокруг паяного соединения.

1. Большой диаметр трубчатого припоя, использовать припой меньшего диаметра.

2. Избыточная подача трубчатого припоя в место пайки.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

3. Низкая температура пайки, использовать паяльник большей мощности или увеличить температуру пайки.

a) наличие или отсутствие компонентов;

b) смещение выходных контактов и выводов компонентов по осям X, Y; поворот компонента относительно соответствующих контактных площадок;

c) состояние компонентов по оси например наклоненный, стоящий на ребре компонент;

d) количество, контур и состояние поверхности припоя, присутствующего на соединениях;

e) пропорции паяемых участков на компонентах и контактных площадках, которые были смочены припоем;

f) физическое повреждение печатной платы, например расслоение, вспучивание, изменение цвета, обгорание, растрескивание, отрыв контактной площадки;

g) физическое повреждение компонентов, например растрескивание, раскалывание, оплавление, деформация, раздутие, параметрическое изменение;

h) недопустимые формы пайки, например шарики, сосульки, выплески и перемычки припоя;

i) другие дефекты пайки, например выщелачивание, десмачивание, выемки, полости, затекание, паутинка, окалина, нарушенные соединения;

k) растрескивание пластиковых герметизированных микросхем под корпусом компонента;

I) образование внутренних микротрещин в керамических компонентах, возникающих вследствие теплового удара;

m) чрезмерный рост интерметаллических соединений на поверхности разделения припой — медь;

n) охрупчивание золота из припоя;

о) чрезмерный рост кристалла в припое в результате слишком длительного нахождения при температуре выше точки плавления припоя.Примечание — Некоторые из вышеперечисленных дефектов могут возникать в результате других причин, не связанных с операцией пайки, например из-за дефектных материалов, компонентов, или печатных плат, или из-за воздействия предыдущих процессов.

Эталонный базовый уровень РРМ (частей на миллион) для операций пайки при поверхностном монтаже представляет собой число паяных соединений в печатном узле. Рекомендуемые характеристики оценки и метода расчета РРМ даны в МЭК 61193-1.Рекомендации по интерпретации критериев состояний в ГОСТ Р МЭК 61191-2 даны в приложении А к данному стандарту.

Доработка должна проводиться согласно требованиям раздела 18 ГОСТ Р МЭК 61192-1.Допускается проводить промежуточную послеоперационную оценку процесса доработки и ремонта в производстве несколькими способами, например ручным или автоматическим визуальным осмотром, лазерным сканированием, измерением тепловых свойств соединения или рентгеноскопией.

Параметры, которые рекомендуется применять для контроля процессов пайки в операциях доработки с применением ручного или автоматического визуального контроля и электрического тестирования даны в вышеприведенном разделе 12 настоящего стандарта.Эталонный базовый уровень РРМ для операций ручной пайки или пайки при доработке компонентов поверхностного монтажа равен числу паяных соединений.

Паяные соединения или контакты на компонентах, предназначенных
для поверхностного монтажа, должны обеспечивать пайку, соответствующую общим представлениям
раздела 10 МЭК 61191-1 с учетом конкретных размеров, заданных в пунктах 5.2.2 —
5.2.11
данного стандарта. Некоторые компоненты поверхностного монтажа будут выравниваться
сами во время пайки оплавлением, но допускается определенная степень несовмещения
до заданной величины. Однако минимальное проектное расстояние между проводниками
должно соблюдаться.

В следующих пунктах не задаются точные размеры соединений, единственное
требование заключается в том, чтобы надлежащим образом смоченная галтель, как вывода
или выходного контакта, так и для контактных площадок, была видимой. Геометрические
размеры, не заданные никакими требованиями, считаются некритическими для качества
межсоединения.

Область применения

Настоящая часть стандарта ГОСТ Р МЭК 61192 устанавливает требования к качеству паяных печатных узлов и многокристальных модулей, изготовленных по технологии поверхностного монтажа на органических основаниях, печатных платах и подобных слоистых материалах, прикрепленных к поверхности неорганических оснований.

Требования стандарта распространяются на печатные узлы, которые являются полностью печатными узлами поверхностного монтажа, или на печатные узлы с поверхностным монтажом и другими сопутствующими технологиями монтажа, например монтажом в сквозные отверстия. Требования настоящего стандарта не распространяется на гибридные схемы на металлическом или керамическом основании, в которых металлизация проводников осуществляется прямо на керамическое основание или поверх металлического основания с керамическим покрытием.

Настоящий стандарт устанавливает требования к паяным соединениям
поверхностного монтажа. Требования относятся к печатным узлам, которые полностью
являются печатными узлами поверхностного монтажа, и к печатным узлам, которые включают
в себя части с поверхностным монтажом, а также части, собираемые другими сопутствующими
технологиями (например, монтаж в сквозные отверстия, монтаж кристаллов, монтаж контактов
и т. д.).

Настоящий стандарт предоставляет информацию о геометрии посадочных мест, используемых для поверхностного монтажа электронных компонентов. Основная цель настоящего стандарта — обеспечить надлежащие размеры, формы и допуски посадочных мест для поверхностного монтажа, чтобы гарантировать достаточную область для требуемой галтели припоя, а также предоставить возможность осмотра, тестирования и ремонта получаемых паяных соединений.

Настоящий стандарт устанавливает общие требования к качеству изготовления печатных узлов с монтажом в сквозные отверстия на органических основаниях, на печатных платах и на подобных слоистых материалах, установленных на поверхности неорганических оснований.Стандарт распространяется как на технологии монтажа в сквозные отверстия печатных узлов, так и в целом на печатные узлы на основе технологии поверхностного монтажа или других сопутствующих технологий монтажа, например монтажа контактов или проводов.

Заключение

В данном исследовании было проведено сравнение устойчивости паяных соединений осветительных светодиодов к термоциклированию. Были  исследованы серийно выпускаемые платы от отечественного производства с использованием свинецсодержащих и бессвинцовых паяльных паст и  различных финишных покрытий. Была отмечена зависимость начальной толщины интерметаллического слоя от верхней температуры профиля оплавления.

Обнаружено, что инициация  трещин происходит в основном у основания галтели в месте контакта с паяльной маской либо в местах дефектов пайки (таких, как крупные пустоты), ослабляющих галтель. Не было отмечено существенных изменений в структуре припоя Sn-Bi-Ag на протяжении всего периода термоциклирования.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 60194, а также следующие термины с соответствующими определениями.

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 60194.

Для целей настоящего стандарта применяются определения МЭК 60194.

5 Технологические процессы подготовки компонентов

Технологические процессы подготовки компонентов должны проводиться в соответствии с требованиями МЭК 61192-1 с применением описанных в нем методов.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

Подготовка компонента должна проводиться в соответствии с требованиями МЭК 61192-1, раздел 6 с помощью методов, описанных в указанном стандарте.