Причины дефектов
Необходимость во флюсе объясняется тем, что спайка металлических заготовок осуществляется при температурах, значение которых существенно ниже точки плавления самого металла.
Отсутствие этой составляющей считается нарушением технологии спайки, следствием которого могут образовываться явно различимые дефекты паяных соединений.
Применение специального флюса позволяет поднять температуру в зоне пайки и обеспечить диффузионную активность соединяемых материалов и, как следствие – получить качественное и достаточно надёжное паяное соединение.
Одно из наиболее вероятных следствий этого дефекта – образование некачественных (бракованных) паяных швов, в результате чего изделие подвергается обязательной выбраковке.
Согласно действующим стандартам образуемые при пайке соединения должны удовлетворять определённым критериям качества, отдельно оговариваемым в регламентирующих документах.
При этом их качество определяется не только возможностями припоя и флюса, но и от соблюдением основных правил этого процесса.
Под правилами понимается грамотный выбор зазоров между соединяемыми заготовками, а также умение заполнять их именно в тот момент, когда расплавленный припой находится в оптимальном агрегатном состоянии.
Нарушение хотя бы одного из этих условий может явиться причиной образования дефектных паяных соединений, нередко классифицируемым как «холодна пайка».
Контроль качества получаемых паяных соединений является обязательной составляющей технологического процесса и предполагает два вида обследования: без разрушения и с разрушением образующегося шва.
К первому из этих методов относится самостоятельное обследование дефектных зон путём их визуального осмотра, просвечивание рентгеновскими лучами, а также проверка герметичности паяного соединения под давлением.
При необходимости для этого могут применяться и более эффективные способы выявления раковин и непропаев, такие, например, как люминесцентная дефектоскопия.
При выявлении брака паяных швов с применением разрушающих методов контроля применяются такие приёмы, как:
- испытание всех без исключения образцов изделий, проводимых с целью исследования свойств образующихся паяных соединений и их микроструктуры. В этом случае швы проверяются на предмет наличия в них микропор и микротрещин, а также включений различных окислов и загрязнений в самом припое;
- выборочная проверка готовых деталей, осуществляемая методом разрушения полученного шва. Указанные действия проводятся с целью выявления коэффициента заполнения шва припоем, который при высоком качестве пайки должен иметь значение не менее 0,8.
Данный коэффициент вычисляется как отношение общей площади закрытия припоем к площади обрабатываемых частей металлических изделий.
К методу разрушающего контроля также относится выборочное обследование вырезанных из спаянной детали участков.
Появление дефектных образований в паяных швах чаще всего объясняется низкой квалификацией исполнителей этих работ, а также небрежностью при подготовке изделий под пайку.
В отдельных случаях это происходит по причине низкого качества материалов припоя (флюса) или же неисправности отдельных элементов применяемого оборудования.
Особенности применения пайки
Технологические особенности соединения деталей пайкой вполне совместимы с требованиями поточного производства определённых видов металлических изделий. К тому же они позволяют объединять в целое разнородные металлы и образовывать их сочетания с такими материалами, как:
- стекло;
- керамические и графитовые разновидности заготовок;
- целый ряд других материалов неметаллического происхождения, трудно сплавляемых сварочными методами.
Поскольку в процессе пайки кромки обрабатываемых деталей не расплавляются – при данном способе их соединения удаётся сохранить начальную форму и размеры. Помимо этого, в условиях низких температур без труда удается сберечь структуру и характеристики соединяемых металлов.
Ещё одним бесспорным преимуществом пайки является возможность образования монтажных разъёмных соединений, благодаря чему этот метод широко востребован в радио- и приборостроении.
В ряде случаев паяные соединения получаются более надежными, чем при сварке в тех же рабочих условиях.
При грамотном сочетании обрабатываемых материалов и припоев качественные характеристики паяных соединений в разы превышают те же параметры для сварных сочленений.
Виды и обозначение
Известные виды паяных соединений классифицируются по таким признакам, как способ взаимодействия твёрдых и жидких фракций, условия образования соединений, применяемые при этом способы нагрева.
Согласно действующим нормативам и требованиям ГОСТ по типу взаимодействия на границе раздела припоя и металла отличают четыре способа образования спаев, различающихся характером диффузионных процессов.
В ряде рабочих режимов более существенным представляется деление по технике образования самого паяного соединения (способам и режимам формования паяльного шва).
Для документального оформления указанных выше различий разработан специальный стандарт под государственным номером 19249-73, регламентирующий их обозначение на технологических чертежах.
Тип 2y: smt верхняя и нижняя стороны или pth только на верхней стороне
Этот
метод установки используется, когда
имеются DIP компоненты, в SMT сборке. Процесс
включает размещение DIP компонентов,
вставляемых в отверстия перед SMT пайкой.
При использовании данного метода
убирается лишняя операция пайки волной
или ручной пайки PTH компонентов, что
значительно уменьшает стоимость изделия.
Первое требование — способность
компонентов противостоять вторичной
пайки. Кроме того, размеры отверстия
платы, контактные площадки и геометрия
трафарета должны быть точно совмещены,
чтобы достичь качественной спаики.
Плата должна иметь сквозные металлизированные
отверстия и может быть односторонней
или двухсторонний, то есть компоненты
могут размещаться как с верхней так и
с нижней стороны.
Обязательным
требованием при использовании данного
метода является наличие сквозных
метализированных отверстий.
Порядок
обработки односторонней печатной платы:
нанесение
припойной пасты, установка SMT компонентов,
установка PTH компонентов, пайка, промывка
верхней стороны.
Порядок
обработки двухсторонней печатной платы:
нанесение
припойной пасты, установка SMT компонентов,
повторное оплавление, промывка нижней
стороны;установка
PTH компонентов, пайка, промывка верхней
стороны.
Данный
метод является смешанной технологией
сборки. Все модули SMT и PTH установлены
на верхней стороне платы. Допускается
установка некоторых компонентов
монтируемых в отверстия (PTH) на верхней
стороне платы, где размещены SMT компоненты
для увеличения плотности. Данный тип
сборки называется IPC Type1C.
Порядок
проведения процесса:
нанесение
припойной пасты, установка, оплавление,
промывка верхней части SMT;автоматическая
установка DIP, затем осевых компонентов
(такие как светодиоды);ручная
установка других компонентов ;пайка
волной PTH компонентов, промывка.
Данный
тип позволяет располагать поверхностно
монтируемые компоненты с обеих сторон
платы, а DIP компоненты только на верхней.
Это очень популярный вид сборки у
разработчиков, позволяющий разместить
компоненты с высокой плотность. Нижняя
сторона SMT компонентов остается свободной
от осевых элементов и ножек DIP компонентов.
Например, нельзя размещать микросхемы
между ножками DIP компонента.
Порядок
проведения процесса (без размещения
поверхносто монтируемых (SMT) между
ножками монтируемых в отверстия (PTH)
компонентов на нижнейсторонеплаты):
нанесение
припойной пасты, установка, пайка,
промывка верхней стороны части SMT;нанесение
клея через трафарет, размещение,
высыхание клея SMT на нижней стороне;автоматическая
установка DIP, а затем осевых компонентов;ручная
установка других компонентов;пайка
волной PTH и SMT компонентов, промывка;
Альтернативный
порядок проведения процесса (на нижней
сторонеплатыповерхносто монтируемых
(SMT) компоненты размещены между ножек
монтируемых в отверстия (PTH)):
нанесение
припойной пасты, размещение, пайка,
промывка верхней стороны части SMT;автоматическая
установка DIP, затем осевых компонентов;точечное
нанесение клея (диспенсорным методом),
установка, высыхание клея нанижней
стороны платы;ручная
установка других компонентов;пайка
волной PTH и SMT компонентов, промывка.
Технологический
маршрут сборки печатных плат выгледит
так.
