Способ пайки элементов радиоэлектронной аппаратуры

 

Изобретение относится к радиоэлектронной промышленности, в частности к технологии пайки выводов микросхем и элементов электронной аппаратуры на контактные площадки печатных плат. Цель изобретения - повышение качества паяного соединения, исключение перегрева и обеспечение пайки металлизированных термопластичных материалов. Плату с электронными элементами, выводы которых подготовлены к пайке к контактным площадкам платы, помещают в среду с жидким хладагентом, имеющим температуру кипения ниже, чем температура плавления припоя. Далее производят пайку давлением с импульсным токовым нагревом соединяемых деталей, находящихся непосредственно в среде с жидким хладагентом. Способ позволяет исключить в процессе пайки возникновение дефектов на границах раздела контактная площадка - печатная плата и контактная площадка - вывод элемента, а также увеличить срок службы инструмента из-за снижения в 5-6 раз времени воздействия высоких температур на рабочую поверхность электрода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 23 К 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4430318/25-27 (22) 26.05.88 (46) 07.09.90. Бюл. М 33 (72) lO,Н. Кузуб (53) 621,791.3(088.8) (56) Назаров Г В. и Гревцев Н.В. Сварка и пайка в микроэлектронике, — М.: Советское радио, 1969, с. 16. (54) СПОСОБ ПАЙКИ ЭЛЕМЕНТОВ РАДИО. ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ (57) Изобретение относится к радиоэлектронной промышленности, в частности к технологии пайки выводов микросхем и элементов электронной аппаратуры на контактные площадки печатных плат, Цель изобретения — повышение качества паяного соединения, исключение перегрева и обеспечение пайки металлизированных термоИзобретение относится к радиоэлектронной промышленности, в частности к технологии пайки выводов микросхем и элементов электронной аппаратуры на контактные площадки печатных плат.

Цель изобретения — повышение качества паяного соединения. исключение перегрева элементов и обеспечение пайки металлизированных термопластичных материалов.

На чертеже представлены графики амплитуды и длительности импульса нагревающего тока и характеристики изменения температурного режима паяемого соединения при наличии хладагента в зоне пайки и без него.

Кривая 1 соответствует случаю применения хладагента, кривая 2 — беэ хладагента. Значение температуры Т1 соответствует температуре пайки, а значения .Т2 и Тз—,, ЫЛ,, 1590242 А1 пластичных материалов. Плату с электронными элементами, выводы которых подготовлены к пайке к контактным площадкам . платы, помещают в среду с жидким хлада-. гентом, имеющим температуру кипения ниже, чем температура плавления припоя. Далее производят пайку давлением с импульсным токовым нагревом соединяемых деталей, находящихся непосредственно в среде с жидким хладагентом. Способ позволяет исключить в процессе пайки возникновение дефектов на границах раздела контактная .площадка — печатная плата и контактная площадка — вывод элемента, а также увеличить срок службы инструмента из — эа снижения в 5-6 раз времени воздействия высоких температур на рабочую поверхность электрода. 1 ил. температуре соединений, находящихся в среде с хладагентом и без него через 100 мс после окончания действия импульса нагревающего тока.

Способ реализуется следующим образом.

Печатную плату с электронными элементами, выводы которых предварительно подготовлены к пайке к контактным площадкам печатной платы, помещают в среду с жидким хладагентом, имеющим температуру кипения ниже, чем температура.плавления припоя. Далее производят пайку давлением с импульсным токовым нагревом соединяемых деталей, находящихся непосредственно в среде с жидким хладагентом, В момент включения импульса нагревающего тока паяемый вывод и контактная площадка печатной платы в зоне пайки разогреваются. Однако йаличие в зоне пайки

1590242 хладагента с высокой теплопроводнастью препятствует интенсивному нагреву эоны пайки и близлежащих областей скрепляемых деталей за счет интенсивного отвода тепла. Такой процесс нагрева (кривая 1) продолжается до температуры кипения хладагента, например 100 С в случае применения в качестве хладагента воды, При закипании хладагента в зоне кон.-, тактирования рабочей поверхности электрода нагревателя с поверхностью паяемого зывода (в зоне пайки) образуется паровая рубашка с низкой теплопроводностью, что обеспечит возможность интенсивного прогрева только зоны пайки до температуры Т1 плавления припоя.

Затем процесс нагрева проходящим током прекращается, Парообразование в зоне пайки после снижения ее температуры ниже температуры кипения хладагента также прекращается, и паяное соединение интен сивно остывает за счет его охлаждения жидким хладагентом. Процесс пайки считается законченным, и оператор устанавливает электрод нагревателя на следующую позицию пайки.

Пример. Пайка по предлагаемому способу осуществляется на установке

ЭМ-429, в состав которой дополнительно вводят кювету с жидким хладагентом, куда помещают печатную плату с микросхемами в корпусах с планарными выводами. В качестве хладагента используют деионизованную воду с температурой 100 С. Пайку выполняют оловянно-свинцовым припоем

ПОС-61. Длительность процесса нагрева

0,8 с. Кроме этого, через Ьz -=-100 мс после прохождения импульса тока дополнительно контролируют температуру нагрева соединения в зоне пайки.

Максимальная температура Т> в зоне пайки 300 С. После окончания процесса нагрева и пайки через 100 мс температура материалов соединения составляла 405 60 С при наличии хладагента (T2) и 160—

180 С без хладагента (Тз).

Исследование микрошлифов соединений показало, что введение хладагента в зону пайки исключает возникновение в про10 цессе пайки дефектов на границах раздела контактная площадка — печатная плата и контактная площадка — вывод радиоэлектронного элемента, характерных для известных способов пайки.

15 Наличие хладагента в зоне пайки обеспечивает интенсивное охлаждение близлежащих к зоне элементов и материалов, вследствие этого появляется возможность выполнения пайки выводов к контактнь м

20 площадкам плат из термопластичных материалов, интенсивное удаление из зоны пайки перегретым паром хладагента загрязнений и остатков флюса. Кроме того, .-увеличивается срок службы инструмента, 25 так как время воздействия высоких температур на рабочую поверхность электрода для пайки существенно (s 5 — 6 раз) уменьшается.

Формула изобретения

30 Способ пайки элементов радиоэлектронной аппаратуры, включающий сборку паяемых элементов, приложение давления и нагрев до температуры пайки и ропусканием тока через соединяемые элементы, о т35 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества паяного соединения, исключения перегрева элементов и обеспечения пайки металлизированных термопластичных материалов, паяемые детали раэмеща40 ют в среде с жидким хладагентом с температурой кипения ниже температуры плавления припоя.

1590242

Составитель Л.Абросимова

Техред М,Моргентал . Корректор В.Гирняк

Редактор Н,Лазаренко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

- Заказ 2601 . Тираж 644 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., 4/5