Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ДЕФЕКТНОСТЬ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ПЛАТ ВЫСОКОТОЧНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Антонов М.А., Масловский В.М.

Для обеспечения высокой плотности монтажа увеличивается число выводов компонентов, уменьшается их размеры и расстояния между ними. В связи с этим возникает проблема точного нанесения паяльной пасты и установки элементов.

При производстве микроэлектроники применяется широкий спектр автоматизированного оборудования. Когда же дело касается мелкосерийного производства с применением отечественной элементной базы и материалов приходится менять технологический процесс и подбирать соответствующую аппаратуру.

После процесса нанесения следует процесс оплавления, в ходе которого компоненты установленные на площадки платы самосовмещаются за счёт сил смачивания и натяжения расплавившегося припоя. Следовательно, точное нанесение и правильный выбор паяльной пасты в этом случае играет важную роль. В случае неправильного нанесения пасты могут возникнуть такие дефекты, как: непропаи, закоротки, дефекты внутренней структуры. Ко всему этому добавляются дефекты, связанные с неправильным режимом оплавления [1].

Ручная пайка в данном случае недопустима, вследствие возможности повредить сам компонент и не точности его установки. Необходим метод группового оплавления в печах.

Применяются технологии дозированного и трафаретного нанесения пасты. Для трафаретного применяют ручные и автоматические установки. Для дозированного метода применяют пневматические, шнековые и поршневые дозирующие головки.

Недостатком дозированного метода можно считать дополнительные средства для приобретения оборудования, шприцов с пастой, длительное время нанесения и подготовки к производству. Недостатками второго метода являются: необходимость изготавливать трафарет под единичные платы, невозможность нанесения на ламели с шагом 0,5мм и менее, неравномерность нанесения из-за не контролируемого усилия нажима ракеля при нанесении и значительный расход материала.

В работе применялись установка для ручного трафаретного нанесения паяльной пасты и автомат пневматического дозированного нанесения. Применялась паяльная паста типа Sn62Pb36Ag2, где 62% олова, 36% свинца и 2% серебра. Оплавление производилось в конвекционной печи по отработанному термопрофилю. Форма и цвет паяного соединения не вызывает подозрений, не имеет включений и рытвин. Для выявления качества пайки необходимо изучить её внутреннюю структуру, для чего применялся рентгеновский метод.

Было определено, что наиболее часто встречающимся дефектом в паяном соединении являются микродефекты типа микропустоты, их скопления и отслоение паяного соединения [1]. Для электронных изделий авиакосмического комплекса, где присутствуют различные нагрузки от вибрационных до ударных такие дефекты недопустимы.

Рентгеновское исследование структуры паяного соединения выявило, что у элементов, устанавливаемых после трафаретного способа нанесения паяльной пасты наблюдается большее количество дефектов типа микропустоты и их скоплений. Практически у всех элементов данный вид дефекта составляет от 1 до 7% от площади контакта, что вкладывается в норму изделий гражданской электроники (25%).

Результаты испытаний на отказ и функционально-параметрического контроля (ФПК) показали, что наибольший процент отказов приходится на ФПК (до 25%), а на испытаниях виброустойчивости, термоциклирования и электротермотренировки процент отбраковки намного ниже (4-7%). Причём наиболее частый дефект проявляется в виде короткого замыкания либо нарушения внутренней целостности элементов, что вызвано, как правило, ошибками на этапе монтажа и режимами оплавления[1, 2]. Большая часть дефектов принадлежит устройствам с ручным трафаретным нанесением либо ручного монтажа.

Решающими факторами для более качественной пайки можно считать количество нанесения и качество пасты: степень её однородности и дисперсности металлической составляющей, а так же составом входящего флюса. Для дозированного метода паста имеет более мелкодисперсную металлическую составляющую, что, по-видимому, приводит к более качественным пайкам. Так же дозированный способ обеспечивает более точное позиционирование пасты на плате, что исключает короткие замыкания в паяных соединениях, особенно для элементов с контактами под корпусом (BGA, CSP).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Нинг-Ченг Ли. Технология пайки оплавлением, поиск и устранение дефектов: Поверхностный монтаж, BGA, CSP и Flip Chip технологии. ИД «Технологии», 2006 г., Москва. 392 стр.
  2. Джюд М., Бридли К. Пайка при сборке электронных модулей. ИД «Технологии», 2006 г., Москва. 416 стр.

Библиографическая ссылка

Антонов М.А., Масловский В.М. ДЕФЕКТНОСТЬ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ПЛАТ ВЫСОКОТОЧНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ // Фундаментальные исследования. – 2008. – № 2. – С. 104-104;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=2649 (дата обращения: 19.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074