Способ групповой пайки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1382 д1) 4 В 23 К 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ g

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фу . (21) 4011318/26-27 (22) 23. 01. 86 (46) 23. 03. 88. Бюл. и 11 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) Е.И..Гутник и П,И. Михеев (53) 621.791.366 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 565785, кл. В 23 К 3/06, 11.06.74. (54) СПОСОБ ГРУППОВОЙ ПАЙКИ (57) Изобретение относится к пайке и может быть использовано в электротехнической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повьппение качества пайки и снижение энергозатрат. Способ состоит в том, что пайку осуществляют за счет относительного перемещения локальной ванны с припоем, образованной в зазоре между нагретым инструментом и паяемой поверхностью платы со стороны выхода выводов. При этом инструменту придают колебания в вертикальной плоскости, а радиоэлементы принудительно охлаждают. Верхнее расположение контакта жидкий припой — плата полностью исключает дефекты спаек в виде сосулек а наличие вибрации исключает возникновение перемычек. 2 ил.

1382606

11зобретение относится к области пайки и может найти применение в электротехнической, радиотехнической и 33риборостроительной промышлен33ости.

1!ель изобретения — повышение качеcтпа пайки и снижение энергозатрат.

На фиг. 1 представлена схема, пояс33я3 щая способ; на фиг ° 2 — вид A па ф3:r. 1. !О

ill схеме показана печатная плата з;3 крепления я на каретке 2, имеющая визмо3кность перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью приводного механизма 3..

Печатнал плата 1 расположена так, .тo 33аяемая поверхность находится под паяльной головкой 4, а корпуса 5 деталей расположены под печатной платой 1. К консоли 6 неподвижно прик- 20

Ф ре33лена паяльная головка ч, а свер.";у установлен вибратор 7. Между паяк3й по33ерх33остью печатной платы и нижней поверхностью паяльной голов4 имеется зазор с припоем 8. Be- 25

333 ittffv зазор 1 регулируют с помощью

33е13смещ ния консоли 6 механизмом 9

3сртикальпо3 о перемещения. Подача пр33поя ft зону пайки осуще ствляется ме с Ifflf мом, состоящим из механическо- 3р гo ffptfao;ta 10, приводных роликов 11, и:33 ранля.ощсй трубки 12 и барабана 13, н» f;oт. рь3.,t накручен проволочный припой -f ..,, 1ля охлаждения корпусов 5

pздиодеталеЙ I3 процессе пайки исполь- 35 зу l ся;зенти33ятор 15, установленный под кареткой 2, непосредственно под

tI;1tf., Зь33ой гOJlOIIKOII 4. KOHTpOJlh дсржа3313e температуры в регламентируемом диап tзоне выполняют с помощью 40 термопары 16 и регулятора 17. Скорость перемещения печатной платы 1, скорость подачи проволочного припоя в зо33у жидкого припоя, частоту и амплитуду вибрации паяльной головки

1 подбирают и регулируют в процессе пайки, Способ пайки печатных плат осуществ.пя3от следующим образом. !

la печатную плату 1 устанавливают корпуса 5 радиодеталей, на штырьевых выводах которых предварительно формируют зиг-замки. Затем паяемую поверхность подготовленной таким образом печатной платы флюсуют канифольным флюсом и подсушивают, после чего ее переворачивают выводами вверх и в таком положении устанавливают на каретку 2. Наличие эиг-замков предотвращает выпадение радиодеталей из сквозных отверстий печатной платы 1., Каретку 2 с печатной платой 1 подводят под паяльную головку 4 так, чтобы между поверхностью платы и нижней поверхностью паяльной головки 4 оставался зазор в пределах 1>5-2 мм (в зависимости от высоты выводов над поверхностью платы). Величину зазора можно регулировать с помощью механизма 9 вертикального перемещения паяльной головки 4. После установки нужного зазора включают привод 10 подачи припоя 8 в зону пайки. Коснувшись разогретой паяльной головки 4, припой

14 расплавляется и начинает заполнять зазор между платой 1 и головкой

4, тем самым образуя зону жидкого припоя 8 шириной 8-10 мм и длиной, с соответствующей длине паяльной головки 4. Одновременно с подачей припоя включается вибратор 7 и механизм 3 продольного перемещения каретки 2.

При движении платы 1 зона жидкого припоя 8 смачивает контактные площадки и под действием сил смачивания, поверхностного натяжения, а также сил тяжести легко проникает в сквозные отверстия и заполняет их. Существенное значение на формирование качественного сная оказывает вибрация припоя 8 в зоне пайки. Путем подбора амплитуды и частоты вибрации добиваются глубокого пропая выводов как со стороны контактных площадок, так и со стороны расположения корпусов 5.

Цикл пайки заканчивается, как

3 только паяльная головка 4 выйдет за пределы печатной платы 1. Остатки припоя остаются на поверхности паяльной головки и удерживаются на ее поверхности за счет сил поверхностного натяжения. В том случае, когда ширина паяльной головки 4 меньше ширины печатной платы 1, процесс пайки повторяют, причем предварительно каретку

2 передвигают с помощью приводного механизма 3 так, чтобы паяльная головка 4 расположилась над следующим участком платы 1, который подлежит пайке.

Использование данного способа позволяет улучшить качество пайки, так как при верхнем расположении контакта жидкий припой — плата полностью исключаются дефекты спая в виде сосулек, поскольку сила тяжести заставляет остатки припоя на контактных пло1382606 щадках после выхода из зоны пайки оседать и приобретать гладкую форму, соответствующую заливному спаю без наличия каких-либо острых концов.

Использование вибрации припоя при верхнем расположении контакта жидкий припой — плата существенно с«особствует затеканию припоя в сквозные отверстия, причем заполнение припоя превышает 2/3 толщины печатной пла ты и по внешнему виду соответствует заливной форме спая, а при соответствующем подборе частоты и амплитуды вибрации обеспечивается получение качественного пропая в виде галтелей на выводах со стороны корпусов.

Наличие вибрации в зоне пайки при верхнем расположении ко«такта жидкии при«он — плата практически ключает возникновение перемычек между дорожками и контактными площадками, так vàê вибрация способствует отрыву пленки жидкого припоя, возникающей между поверхностью паяльной го- 25 ловки и контактными площадками в момент движения платы.

Малая поверхность жидкого припоя в зоне пайки исключает появление какого-либо шлакового образования на ее поверхности в процессе пайки, отсюда возможность получения блестящей поверхности спая.

Кроме того, за счет постоянного пополнения израсходованного припоя новым сохраняется постоянство хими35 ческого состава спая в процессе пайки.

Необходимость в поддержании незначительной массы припоя в жидком состоянии (20-30 г) позволяет резко снизить потребляемую мощность до 0,50,6 кВт. Кроме того, малая зона воздействия жидкого припоя на поверхность платы при одновременном охлаждении печатной платы полностью исключает коробление платы из-за тепловых ударов и нагрев корпусов навесных деталей и микросхем.

Пример. Пайку проводят в цехе на текущей продукции, выпускаемой монтажным участком с использованием описанного устройства. На пайку подают предварительно собранные печатные платы с установленными на них навесными элементами, на выводах которых выполняют зиг-замки. Среди навесных элементов, которые устанавливают при сборке, на печатные платы использованы микросхемы с 40, 24, 6 штырьевыми выводами, сопротивления с горизонтальным и вертикальным расположен«ем корпусов относительно платы, транзисторы, оптроны, диоды, конде«саторы и др. Крупногабаритные детали (импульсные трансформаторы, кварцевые сборки, заземляющие шинки и др.) для удержания в перевернутом положении прихватывают пайкой в двух-трех точках. Флюсование паяемой поверхности производят разбрызгиванием с помощью пульверизатора 257-ного канифольйого флюса, в качестве припоя применяют сплав ПОС-61 в виде проволоки диаметром 3 мм, которую предвар«тельно наматывают на барабан меха«изма подачи припоя.

Скорость перемещения печатной платы составляет 3,5-4 м/мин ° Поскольку пайка проводится паяльной головкой длиной 80 мм, время пайки одной пе— чатной платы размером 230 160 мм составляет 2-2,5 мин.

Температуру пайки постоянно ко«троп«руют « поддерживают в пределах

250-260 С.

В качестве вибратора 7 головки 4 используют дроссель с воздушным зазором, вибрирующий в вертикальной

«лоскости с частотой 50 Гц.

Зазор между печатной и паяльной головкой поддерживают 1,5-2 мм.

Анализ качества спая показал, что полностью исключены дефекты в виде сосулек, а перемычки между дорожками и контактными площадками возникали т лько на платах с высокой плотностью монтажа (третья категория) и при этом составляли не более 27 от числа паянных соединении. Следует отметить, что при пайке плат с плотным монтажом маски не использовались.

Спай имеет блестящую поверхность, припой полностью заполняет сквозные металлизированные отверстия, образуя спаи заливного типа. Металлографичсекий анализ спая показал, что между выводами и стенками металлизированного отверстия отсутствуют поры.

Общее число дефектных спаев составляло не более 3-47 от общего числа спаев, которые легко устранялись с помощью ручного паяльника. Особо следует отметить то, что в процессе пайки корпуса микросхем и других навесных элементов практически не нагревались.

1382606

Формула и э о б р е т е н и я

Способ групповой пайки преимущественно радиоэлементов со штырьковы- 5 ми выводами на печатные платы, включающий флюсование с последующей сушкой печатной платы и относительное перемещение платы и инструмента с одновременной подачей припоя в зону l() пайки, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества пайки и снижения энергозатрат, радиоэлементы устанавливают под платой, а инструмент перемещают со стороны выхода выводов с зазором относительно поверхности платы и придают ему колебания в вертикальной плоскости, при этом зазор между платой и инструментом заполняют припоем, а радиоэлементы прийудительно охлаждают.

1382606

ВидА

НапРа8аееие Ииженцр ллаюи

Фиг. 2

Составитель Е. Тютченкова

Редактор С. Пекарь Техред JI.ÑåðäþêoBà Корректор А. Тяско

Заказ 1250/10 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4