Реферат: Технология и оборудование для нанесения припойной пасты - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Технология и оборудование для нанесения припойной пасты

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 560 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерст во образования Республики Беларусь Учреждение образования «Белорусский государстве нный университет и н форматики и радиоэлек троники» Кафедра РЭС РЕФЕРАТ На тему: «ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ припой ной пасты » МИНСК, 2008 1. Характеристика свойств припойных паст и особенности их выбор а Припойные пасты широко используются в технологии ПМ и их физич е ские свойства оказывают знач ительное влияние на характеристики паяных с о единений. Поэтому к ним добавляется ряд специфическ их требований. Прежде всего паста после нанесения должна сохранять свою форму, положение и тр е буем ую толщину, обладать клеящими свойствами (для исключения сдвига во время пайки). B то же время па ста должна иметь относительно низкую вязкость (для обеспечения техноло гичности при нанесении её ч е рёз трафарет). В состав припойных паст входят материал припоя, флюс, связующее вещ е ство, органический растворит ель и различные специальные добавки, прида ю щие пасте требуемые свойства, например вязкость. Ос новной составляющей частью припойной пасты является порошок припоя, по лучаемый путем пульв е риз ации расплава припоя через специальные сопла. Порошок должен быть сфери ческай формы (согласно ста н дарту IPC - SP -819, отношение длинны к шир ине должно находиться в пределах 1,5— 1,0) c диаметром шарика припоя от 0,125 до 0,04 мм. Чем мельче порошок, тем качественнее паста ( c токи зрения реол о гических свойств), но зато резко сок ращается срок её сохранности из-за пов ы шенной окисляемости припоя. Следует обратить внимание, чт о при использ о вании пасты с основной фракцией порошка припоя менее 40 мкм ухудшается качество отмы вки из-за большого количества окисленных частиц, свыше 70 мкм — образуютс я крупные шарики припоя, которые, попадая под корпуса компонентов и внед ряясь в защитный слой ПП, трудно удаляются, что может вызвать замыкание. Н аилучшие результаты пол у чаются при использовании припойной пасты с фракцией порошка 40— 60мкм (рис . 1). Рис. 1. Микрофотография припойной пасты с хорошим качеством диспергирова ния частиц порошка пр и поя Припойные пасты характеризуются сложными реологическими свойств а ми. С точки зрения реологии он а представляет собой тиксотропную, псевдоу п ругую смесь. Тиксотропность — это свойство жидкостей изменять вязкость во вре мени под действием постоянного сдвигающего усилия. Такое явление св я зано с наличием петли гистер езиса в зависимости напряжения сдвига от скор о сти сдвига при увеличении и последующем уменьшении последней. Тиксопропное поведение припойной пасты в ы зывает изменение ее вязкости в тече ние времени от последнего перемешивания до нанесения на плату, что отриц ател ь но влияет на повторя емость ее технологических свойств. Аналогичные резул ь таты получаются при измерении вязк ости пасты в различные моменты времени п о сле перемешивания. На реологическое поведение пасты при трафаретной печати оказывает вли яние несколько факторов, основными являются форма и размеры частиц, соде ржание пр и поя в пасте. Как уже упоминалось, частицы с формой, близкой к сферической, оказывают наим еньшее абразивное воздействие на трафарет, что уве личивает срок их слу жбы. Конечно же, при неизменных условиях окружающей среды вязкость паст б у дет снижаться с уменьше ни ем размера частиц. Следует отметить также, что свойства паст можно изм енять с помощью специальных модификат о ров. Обычно содержание припоя в пасте составляет 85— 92%. Чаще всего с о став припойных паст выражается как соотношение ингредиентов, входящих в его состав, например: 63/37— 63% олова и 37% свинца (наиболее широко пр и меняемый состав для ПМ). С увеличением содержания припоя затру днятся нанесение пасты через траф а рет, возрастают также развиваемые ракелем усилия, однако умен ьшается и растекание припоя при его нагреве, что снижает вероя т ность образования перемычек и напл ывов. Если в отдельных деталях и корп у сах существуют серебряные контакты (выводы), то используют ся сереброс о держащие при пойные пасты (содержание серебра не менее 2%). Такие пасты имеют повышенную коррозионную стойкость и пласти ч ность, предотвращают миграцию серебра из выводов, а главное сн ижают результирующую силу поверхностн о го натяжения при пайке. В качестве связующего вещества в припойных пастах используют добавки э поксидных смол. Если паста наносится на контактные площ адки менее 1,25 мм, рекомендуется применять припойную пасту с этилцеллюлозой. Реже используют неаргонич е ские соединения (оксид висмута, боро силикатные стекло и др.). Клеящая добавка должна быть согласована по свои м физико-химическим свойствам с материалами флюса и ра с творителя. Как было отмечено выше в технологии ПМ главным образом применяются олов яно-свинцовые припои, характеристики которых приведены в табл. 1. При выбо ре припоя учитываются требования механической прочности, электрически е и те п лофизические харак теристики, а также их стоимость. Наиболее часто применяются эвтектическ ие сплавы 60 Sn /40 Pb , 63 Sn /37 Pb . Сплавы с м а лым содержанием олова (5 Sn /95 Pb , 10 Sn /90Р Ь) являются наиболее дешевыми, однако имеют повышенную темпер атуру плавлен ия и используются для луж е ния выводов чип-компонентов. С о единение 50 Sn /50 Pb отличается более низкой смачиваемостью. Сплавы с добавками серебра (62 Sn /36 Pb /2 Ag ) применяются для пайки ко м понентов с серебрянными п окрытиями выводов, так как наличие серебра в пр и пое снижает растворимость серебряного покрытия в ыводов в олове. Эти припои обладают выс о кой прочностью. Еще более высокой прочностью, а также повышенной смачиваемостью по сра в нению с оловянно-свинцовы ми припоями отличаются сплавы олово— серебро (95 Sn /5 Ag и эвтектика 96,5 Sn /3,5 Ag ). Хара ктерной особенность этих композиций является также высо кая устойчиво сть к термоциклированию, что обусловливает перспективность их примене ния для пайки элементов с разли ч ным ТКЛР. Конечно же, стоимость таких припоев намного выше, чем оловя н но-свинцовых. Устой чивость к термоциклированию повышается еще больше при введении в этот с плав сурьмы. Кроме того, используется и двойной сплав олово— сурьма (99 Sn / lSb ), который улучшает прочность со единения и рекомендуется для применения в условиях повышенной полз у чести. Таблица 1. Состав и основные характеристики припоев Состав Свойства и область при мен е ния 75Pb/25Sn 50Pb/50Sri 25Pb/77Sn Минимальное растворение золота, ' более высокая пластичность по сравнению с припоями Sn / Pb ; пайки в ы водов ИЭТ 37,5Sn/37,5Pb/251n Хорошая смачиваемость; не рекомендуется для пайки з о лота 80 Au /20 Sn На илучший припой для зол о та; пай ки выводов 63 Sn /37 Pb 60 Sn /40 Pb 50 Sn /50 Pb 10 Sn /90 Pb 5 Sn /95 Pb Наиболее широко используемые сплавы для ПМ, низкая стоимость, хорошие соединения; не рекоменд у ется для золота и серебра, так как легко их растворяют; для в ыводов чип-элементов 62Sn/36Pb/2Ag 10Sn/88Pb/2Ag lSn/97,5Pb/l,5Ag Припои с небольшой добавкой сереб ра д ля сн и жения растворимости се реб ряных покрытий; не рекомендуе т ся для золота, сплав 62/36/2 является наиболее прочным среди Sn / Pb пр и поев 96,5Sn/3,5Ag 95Sn/5Ag Широко испол ь зуем ые припои, обес печивающие высокую прочность без применения РЬ; мин и мальный р Ј ст-вор серебра; не рекомендуется для золота 42Sn/58Bi 65Sri/35Bi 40Sn/40Pb/20Bi Низкотемпературный эвтектичный сплав большой про ч ности Для пайки компонент ов, чувствительных к перегреву, применяются сплавы с добавками висмута ( температура плавления121°С для 40 Sn /40 Pb /20 Bi ), которые имеют о т носительно высокую прочность. В последние годы большое внимание уделяется разработке и применению, бе ссвинцовых припоев. Наряду с приведенными в табл. 3.2 припоями Sn / Ag , Sn / Bi пр и меняются также сплавы системы 99,3 Sn /0,7 Cu (температура эвтектики ТЕ= 227 °С ), 99 Sn /9 Zn (ТЕ = 198 °С), 65 Sn /25 Ag /10 Sb ( TE = 233 °С), 99,5 Sn /3,5 Ag / l , OZn (Г/, = 217 °С), 0,5 Sn /7,5 Bi /2, OAg (ТЕ = 207— 212 °С), 95,5 Sn /4, OCu / 0,5 Ag (Тпл = 216— 222 °С). Флюс в составе припойных паст предназначен для повышения смачива е мосги, растворения оксидных пленок на поверхности выводов и контактных площадок, а также для предотв ращения их окисления в процессе пайки. Он также уменьшает тиксотро п ность паст со временем. Следует иметь ввиду, что для эффективного действия флюса необходимо пра вильно выбрать температурно-временной режим пайки, так как, например есл и температура разогрева платы повышается слишком быстро, то это прив о дит к испарению растворит еля, входящего в состав флюса и к потере его акти в ности, разложению и выгоранию других компонентов, что ухудшает качество пайки. Если процесс нагрева завершен, то могут не у спеть раствориться все о к сиды. В зарубежной электронной технике в настоящее время используются сл е дующие виды флюсов: R — слабоактивные флю сы на основе канифноли; R A — канифольные активные флюсы, и состав которых входят галоге ны, минеральные кислоты и соли ам и нов; применяются для пайки металлов, имеющих плохую смачиваем ость; R MA — канифольные флюсы средней активности, активированные орг аническими кислотами, аминами, хлор и стыми амина ми; О А — органические активные флюсы Важные требования к флюсам — отсутствие коррозии и возможность их легк ого удаления после пайки. Следует отметить, что для приготовления паст на основе припоя олово— св инец ( Sn — РЬ) чаще всего используют слабоактивные канифольные флюсы ( R MA ), которые не образуют коррозионно-активных остатков. Содержание фл ю са в пасте порядка 2% при толщи не наносимой пасты 0,05— 0,25 мм. Фирма « Heraeus » (Германия) и меет большой опыт в технологии пригото в ления припойных паст. Этой фирмой разработаны и выпускают ся припойные пасты, которые условно можно разделить на три группы: сереб росодержащие, золотосодержащие и па с ты без благородных металлов. Отечественные припойные пасты ПП-111, ПП-112, ПП-113 и ПП-114 предназначены для сбор очно-монтажных работ, изготавливаются на основе припоя ПОС-61. Самой распр остраненной (доступной) является сл а боактивная канифольная паста ПП-112 АУК 0.029.009 ТУ, но главный ее недо статок заключается в примен е нии хлористого метила при отмывке ПП после пайки. Паста ПЛ-114 предназначена для водорастворимой очистки. В технологии толс топленочной ГИС используется широкая гамма припойных паст, применение которых д о пустимо и в техн ологии поверхностного монтажа (табл. 2). Важной операцией при изготовлении припойных паст является дисперг и рование расплава припоя, кот орое может осуществляться в струе газа и ультр а звуковым методом. При распылении припоя в струе газ а частицы металла обл а даю т высокой кинетической энергией, их фильтрация для отделения из мета л логазовой смеси затрудне на. Выход такой смеси за пределы рабочего объема опасен и недопустим. Более приемлемым и безопасным служит ультразвуковой метод дисперг и рования припоя в мелкий поро шок. Для этого метода характерна компактная зона распыления и малая кине тическая энергия частиц. Ультразвуковой метод обеспечивает сферическу ю форму частиц и малый разброс значений диаметра. Для этих целей применя ется отечественная установка ультразвукового диспе р гирования УД-ЮМ, с помощью которой в озможно диспер гирование любого низкотемпературного (170— 270 °С) припоя в к оличестве 2— 10 кг в смену с размером частиц 0,08 мм. Питание диспергатора осуществляется от ультразв у кового генератора УЗПЗ-1,6. Таблица 2. - Отечественные припойные пасты Марка пасты ПП1-180 АУЭО.ОЗЗ 01 2 ТУ ПП1-180Ср А У ЭО.ОЗЗ. 012 ТУ ПП-140 А У ЭО.ОЗЗ. 013 ТУ ПП-250 АУЭО.ОЗЗ. 021 ТУ ПП-115 АУ ЭО.ОЗЗ Марка испол ь зуемого пр и поя ПОС-61 ПСрО СЗ-58 ПС О ВИ-139 ПС О ВиСУ-250 ПС О Ви-119 Дискретнос ть частиц припоя, мкм 20— 40 20-40 20— 40 20— 40 40— 60 Вязкость по пре- делу растека е мо- сти, мм 13— 23 13— 23 13— 23 13— 23 13— 23 Температура плавл е ния, °С 190— 230 190— 230 140— 155 260— 290 120— 130 Гаранти й ный срок хранения, мес 3 3 3 4 4 Время оплавле- ния, с 3— 5 3— 5 3 — 5 3— 5 3— 5 В состав припойных п аст вводятся органические наполнители, предназн а ченные для улучшения распределени я порошка по объему композита, обесп е чения тиксотропности и связки припоя и флюса в единую массу. С остав орг а нических напол нителей во многих случаях является « know how » ф ирм. Они имеют сложную структуру, в основе которой лежат синтетические с молы или их комбинации, отличающиеся низкими растворяющими свойствами и невыс о кой температурой плавления. В состав паст входят также пластификаторы и с о единения, вызывающие их тиксотропн ость. Эти органич е ские нап олнители обеспечивают гомогенность паст, замедляют оседание порошка и образование конгломератов. Длительное хранение паст представляет определенные технические тру д ности, так как со временем происходит разделение компонентов пасты: отдел е ние флюса, порошка припоя, наполните лей, что приводит к резкому ухудш е нию свойств паст. Для замедления протекания этих процессов ре комендуется хранение осуществлять при пониженных температурах (2— 5 °С) или произв о дить тщательн ое периодическое перемешивание пасты. Для предотвращения впитывания в лаги при охлаждении пасты необходимо хранить в герметичной посуде и луч ше в атмосфере аргона, что позвол я ет предотвратить образование на ее поверхности корки. Пасты м огут храниться в таких условиях до 6 мес с сохранением вязкости в предела х+5%. 2. Методы нане сения припойной пасты Для нанесения припойной пасты на печатную плату пр именяются те же методы, что и для нанесения адгезива: метод трафаретной печати и с помощью специальных дозаторов. Наибол ее широко используется метод трафаретной п е чати (рис. 2). Его достоинства и недостатки уже рассмат ривались выше. Для крупносерийного производства наиболее важным досто инством, определя ю щим шир окое применёние этого метода, является сочетание высокой произв о дительности с хорошей повторяе мостью наносимых сложных рисунков расположения ко н тактных площадок. Рассмотрим особенности применения метода трафаретной печати для н а несения припойных паст. Мето д реализует c я с помощью ме таллических или сетчатых трафаретов и металлическ их шаблонов. Сетчатый трафарет предста в ляет собой жёсткую рамку, на которой натянута металлическ ая или неметалличесая се т ка (рис. 3). Рис. 2. Основные стадии трафаретной печати Сетка в трафарете является несущей конструкцией для нанесения рисунка топологии контактных площадок с помощью фоточувствительной эмульсии, имеющей з а данную толщину, которая совместно с сеткой определяет толщину наносимого слоя припойн ой пасты. Эту толщину можно рассчитать с помощью следующего выраж е ния : t пс = t с k + t э , где t nc — толщина нанесенного слоя пасты (рис. 3); t с — толщи на сетки; t э — толщина эмульсии; k — коэффициент прозра ч ности сетки (табл. 3). Рис. 3. Расчетная схема толщины слоя припойной пасты, наносимой через сетч а тый трафарет Таблица 3 - Параметры сеток для трафаретов Материал сетки Число яч е ек на 25 мм Диаметр пров ода, мкм4 Размер о к на, мкм Пр озра ч ность, % Толщина пленки, мкм Полиэстер Нерж а веющая сталь 45 80 50 45 210 265 68 71 74 110 Как видно из таблицы, сетки трафаретов изготавливаются из полиэстера и н е ржавеющей стали. Более де шёвым материалом является полиэстер. Он имеет высокую температуру плав ления, хорошую химическую стойкость, стабил ь ность размеров, высокую твердость поверхности, малу ю величину текучести под нагрузкой, а также низкое влагопоглощение. Одна ко по сравнению с нержавеющей сталью пол и эстер обладает меньшей прочностью,что не позволяет при менять для сеток проводники малых диаметров. Поэтому трафареты с се т ками из нержавеющей стали вы держивают значительно большие значения ра с тягивающих усилий при натяжении сетки на рамку, что обеспечивает большую точность при нанесении паст на большие рабочие по верхности. Кроме того, за счет меньшего диаметра нитей такие трафареты п озволяют получать ячейки большей площади при одном и том же их количеств е на ед и ницу поверхности, ч то обеспечивает их бол ь шу ю прозрачность. Стандартная толщина трафарета в технологии ПМ составляет 200мкм. Учитыва я разнообразие паст, в некоторых случаях могут применяться и другие толщ ины (например, 175,130 мкм). Для компонентов с малым шагом выводов (Р
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Как соблазнить девушку:
1. Давай?! Это самое...
2. Да ладно тебе! Что ты, как эта?..
3. Ну вот. Так бы сразу...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Технология и оборудование для нанесения припойной пасты", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru