Электрорадиоэлементы устройства функциональной микроэлектроники и технология радиоэлектронных (стр. 95 из 102)

1,0—1,5 С

ЛТИ 120 Канифоль сосновая 20—25, диэтиламин 2,0 Пайка и лужение элементов в изделиях

солянокислый 3—5, триэтаноламин 1—2 широкого потребления при полном

удалении остатков

Водорастворимые

ФТБ Кислота бензойная 4,0—4,5, 1,1 Механизированная и ручная пайка ЭРЭ

триэтаноламин 1,0—1,5 в изделиях бытовой ЭА, Т_ф=225—325

ФТС Кислота салициловая 4,0—4,5, 1,2 С

триэтаноламин 1,0—1,5

ФГСп Гидразин солянокислый 2—4 1,5 Пайка и лужение деталей бытовой ЭА

ФДФс Диэтиламин солянокислый 20—25, 2,5 Пайка деталей из черных и цветных

кислота ортофосфорная 20—25, металлов и сплавов при полном удалении

этиленгликоль — остальное остатков, Т_ф=180—310 С

Высокотемпературные

200	Борный ангидрид 70—62, бура 17—21, кальций фтористый 13—17	5,1	Пайка меди и ее сплавов, сталей, Тф=650—670 С
34 А	Калий хлористый — 50, литий хлористый — 32, натрий фтористый — 10, цинк хлористый — 8	5,0 на АМц	Пайка алюминиевых и титановых сплавов, Тф=415—435 С
Ф370А	Калий хлористый 51—46, литий хлористый 36—39, натрий фтористый 4—5, кадмий хлористый 9—10	9,2 на АМц	Пайка алюминиевых и титановых сплавов, Тф=360—380 С

Смолосодержащие флюсы на основе канифоли имеют органическое происхождение. С химической точки зрения канифоль является нелетучей фракцией смолистых веществ хвойных деревьев, в ее состав входят абиетиновая и пима ровая кислоты, которые при температуре 225—300 С растворяют тонкие оксидные пленки на меди и олове. К достоинствам флюсов на основе канифоли относятся нетоксичность, отсутствие коррозийного действия, длительная сохраняемость. Недостатки — малая активность, трудность удаления смолистых остатков, вредность, поэтому пары канифоли необходимо удалять с рабочего места путем вентиляции.

Для повышения активности флюсов в их состав вводят активирующие добавки: анилин С₆Н₅NH₂, гидразин, триэтаноламин N(CH₂CH₂OH)₃, диэтиламин солянокислый (C₂H₅)₂NH₄HCl, а также органические кислоты: салициловая, адипиновая, щавелевая, лимонная, молочная и др. При этом необходимо, чтобы в температурном интервале пайки добавки со щелочными свойствами (триэтаноламин) нейтрализовали остатки веществ, имеющих кислотные свойства (салициловая кислота, диэтиламин солянокислый и др.).

Смолосодержащие флюсы удаляются последовательной трехкратной промывкой в смеси (1:1) бензина и этилового спирта при 20 С, спирто-фреоновой смесью или УЗ-обработкой. Водорастворимые флюсы удаляются струйной промывкой в горячей проточной воде с последующей протиркой щетками.

Для высокотемпературной пайки используют буру — обезвоженный тетраборнокислый натрий Na₂B₄O₇. Наиболее низкие температуры плавления среди боратных флюсов имеют системы B₂O₃—N₂O · (B₂O₃)₂, содержащие 15—20 % борного ангидрида (570—650 С). Для пайки алюминиевых и магниевых сплавов применяют легкоплавкую эвтектику солей KCl—LiCl—NaCl, которая обеспечивает хорошую жидкотекучесть при температуре 450—500 С. Такие флюсы обладают высокой химической активностью, поэтому их остатки после пайки должны удаляться особенно тщательно.

Технология поверхностного монтажа обусловила широкое применение припойных (паяльных) паст, представляющих собой механическую смесь порошка припоя, связующего вещества, флюса и некоторых других компонентов. В настоящее время это один из наиболее перспективных, удобных и гибких способов дозирования паяльных материалов в условиях автоматизированного производства.

Припойная паста обеспечивает значительную (до 30—50 %) экономию припоя благодаря точному дозированию, а клеящие свойства позволяют использовать ее для фиксации элементов перед пайкой. Основным компонентом пасты является порошок припоя (75—95 % по массе) в виде сферических частиц диаметром 10—150 мкм, получаемых УЗ-распылением жидкого припоя. В качестве связующих веществ используют органические смолы или их смеси. Кроме них в пасту вводят разбавители, пластификаторы, тиксотропные вещества. Последние препятствуют оседанию частиц припоя при хранении, повышают разрешающую способность пасты, обеспечивают заданный диапазон вязкости.

Для распыления припоя применяют УЗ-установки на магнитострикционных или пьезоэлектрических преобразователях. Получают порошки припоев ПОС 61, ПОИн 52, ПОСК 50-18 с размером сферических частиц 10—160 мкм, в которых содержание кислорода по массе из за распыления в среде инертного газа не превышает 5·10^–2 %.

Промышленность ряда стран выпускает припойные пасты, различающиеся маркой припоя, составом флюса и другими свойствами (табл.6.5).

Табл. 6.5 - Характеристики припойных паст

Марка пасты	Тип припоя	Флюсы	Температурный интервал, С
ПП1-180	ПОС 61	Активированная канифоль	220—250
ППЛ-06-61	ПОС 61	То же	220—250
ПП1-40	ПОСК 50—18	»	170—180
SC3301 (Heraeus, Германия)	Sn — 63 %, Pb — 37 %	Производные органических кислот	210—235
SC6004 (Heraeus, Германия)	Sn — 48 %, In — 52 %	То же	145—170

6.4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПАЙКИ

Индивидуальная пайка применяется при монтаже блоков в условиях мелкосерийного производства, а также во всех случаях ремонтных работ. ТП индивидуальной пайки состоит из следующих операций: фиксации соединяемых элементов, нанесения дозированного количества флюса и припоя, нагрева места пайки до заданной температуры и выдержки в течение фиксированного времени, охлаждения соединения без перемещения паяемых деталей, очистки и контроля качества соединения.

Для обеспечения надежности паяных соединений предусматривают: механическое закрепление элементов и монтажных проводников на

контактных лепестках и гнездах при объемном монтаже; выбор оптимальных зазоров в конструкции паяных соединений между

поверхностями монтажных элементов.

При пайке оловянно-свинцовыми припоями такие зазоры определяются по формуле

d d_отв d_в 0,2 0,3,

где d_отв — диаметр металлизированного отверстия; d_в — диаметр вывода ЭРЭ.

Основные типы монтажных соединений в производстве ЭА показаны на рис.6.16. Пайка выводов 1 в неметаллизированные отверстия печатных плат 2 (рис. 6.16, а) отличается тем, что припой 3 не полностью заполняет монтажное отверстие. Вследствие этого снижается механическая прочность соединения, повышается вероятность отслоения контактных площадок 4. Соединение с полным пропаем металлизированного отверстия (рис. 6.16, б) получается при рациональном выборе зазора и большом времени пайки в условиях хорошей смачиваемости металлизированного отверстия. Соединение, показанное на рис. 6.16, в, формируется при точном совмещении вывода с контактной площадкой (фиксация элемента).

Рис. 6.16. Типы монтажных соединений

Температура пайки выбирается из условия наилучшей смачиваемости припоем паяемых деталей и отсутствия значительного теплового воздействия на паяемые элементы. Практически она на 20—50 С выше температуры плавления припоя. Как видно из графической зависимости (рис. 6.17), на участке А смачивание недостаточное, С — максимальное, В — оптимальное (не вызывает перегрева припоя и паяемых материалов).