Способ монтажа радиоэлементов на плате

 

Использование: в радиоэлектронной промышленности. Цель: повышение экологической частоты операции пайки и ее безопасности, снижение расхода припоя и электроэнергии, а также затрат на обслуживание оборудования. Сущность изобретения: способ включает установку выводов радиоэлементов в монтажные отверстия печатной платы. Над монтажными отверстиями печатной платы создают соосные с ними изолированные друг от друга микрополости в несмачиваемом расплавленным припоем материале, втирают в микрополости и в монтажные отверстия платы паяльную пасту, создают прецизионные микроплавки-пайки паяльной пасты и повышенное давление в каждой микрополости при помощи импульсного нагрева. 2 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронной промышленности и может быть использовано при монтажной пайке радиоэлементов, установленных выводами в монтажные отверстия печатной платы.

Известен способ монтажа радиоэлементов на плате (авт. св. СССР N 1461368, кл. Н 05 К 3/34), при котором на монтажные контактные площадки плат наносят слой паяльной пасты и частицы из тугоплавкого материала, затем устанавливают радиоэлементы с планарными выводами и осуществляют их пайку оплавлением на установке групповой пайки УП-2.

Данный способ применим для выполнения пайки плат, которые конструктивно разработаны под монтаж безвыходных радиоэлементов и элементов с планарными выводами, и не применим для пайки печатных плат другой конструкции.

Наиболее близким к изобретению является способ монтажа радиоэлементов, при котором их устанавливают выводами в монтажные отверстия печатной платы и осуществляют механизированную макропайку волной расплавленного припоя. Этот способ осуществляется при эксплуатации устройства пайки и лужения волной расплавленного припоя.

Однако данный способ является опасным, так как работать приходится вблизи большой массы расплавленного припоя (в среднем 250 кг), экологически грязным, так как он сопровождается интенсивным испарением оловяно-свинцового припоя со значительной открытой поверхности расплавленного припоя (500/700 мм²), требует значительного расхода припоя, поскольку в процессе пайки происходит увеличение слоя припоя на луженых проводниках печатной платы, и, следовательно, увеличение веса изделий. Кроме того, этот способ предусматривает большой процент потерь используемого припоя в отходы вследствие образования шлаков при контакте поверхности расплавленного припоя с кислородом воздуха и необходимости полной замены припоя в установке при превышении в нем содержания загрязнений от растворяющихся металлов. К тому же этот способ требует значительных затрат на обслуживание и ремонт оборудования.

Цель изобретения повышение экологической чистоты операции пайки и ее безопасности, снижение расхода припоя и электроэнергии, а также затрат на обслуживание оборудования.

Для этого в способе монтажа радиоэлементов на плате, включающем установку выводов радиоэлементов в монтажные отверстия печатной платы и их механизированную пайку, над монтажными отверстиями печатной платы соосно с ними в материале, несмачиваемом горячим расплавленным припоем материале, создают глухие микрополости, изолированные друг от друга, втирают в микрополости и в монтажные отверстия платы паяльную пасту, создают прецизионные микроплавки-пайки паяльной пасты и повышенное давление в каждой глухой микрополости при помощи импульсного нагрева, заполняют монтажные отверстия платы расплавленным припоем и охлаждают печатную плату воздействием хладагента, при этом паяльную пасту втирают до установки облученных выводов радиоэлементов в печатную плату.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что макропайку волной расплавленного припоя разделяют на прецизионные микроплавки-пайки при помощи создания над монтажными отверстиями печатной платы соосных с отверстиями и изолированных друг от друга глухих микрополостей в несмачиваемом горячим расплавленным припоем материале.

Предлагаемый способ создает смачивание, растекание припоя и совершение выделяющимися при плавке газами работы по заполнению припоем монтажных отверстий. Качество паек обеспечивается качеством подготовки печатной платы и радиоэлементов к монтажу, а также качеством применяемых материалов и соблюдением технологических режимов нагрева и охлаждения.

На фиг. 1 и 2 представлен один из узлов прецизионной микроплавки-пайки до нагревания и после нагревания соответственно.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Подготавливают печатную плату 1 к монтажу: обезжиривают, сушат. Выводы 2 радиоэлементов 3 100% лудят, формуют, обрезают. Любым способом создают над монтажными отверстиями 4 с луженными поверхностями стенок 5 и контактных площадок 6 печатной платы 1 соосно с отверстиями 4 изолированные друг от друга глухие микрополости 7 в несмачиваемом расплавленным припоем материале 8, изолированные друг от друга. Путем втирания вводят в глухие микрополости 7 и монтажные отверстия 4 печатной платы 1 паяльную пасту 9 на основе порошка оловянно-свинцового припоя ПОС-61. Затем устанавливают в печатную плату радиоэлементы 3, обеспечивая их фиксацию. Далее подвергают нагреву печатную плату 1 и выводы 2, в то же время нагревается до расплавления паяльная паста 9 и полуда на луженых поверхностях выводов 2 и монтажных отверстий 4. Выплавленный из паяльной пасты, находящейся в глухих микрополостях 7, припой 10 смачивает луженые поверхности 11 выводов 2, стенки 5 отверстий 4 и контактные площадки 6 печатной платы, а выделяющиеся при микроплавке-пайке газы, скапливаясь в глухих микрополостях над монтажными отверстиями, создают повышенное давление. Под действием этого давления собственного веса, а также растекания жидкого горячего припоя 10 по луженым поверхностям, припой заполняет зазоры монтажных отверстий печатной платы. Таким образом создают формирование паек. В целях исключения перегрева мест спая и сокращения времени влияния высоких температур на радиоэлементы сразу по окончании действия импульсного тока пайки охлаждают путем передачи на них воздействия низких температур (ниже температуры плавления припоя) от хладагента, находящегося в газообразной или жидкой фазе.

Предлагаемый способ монтажа позволяет снизить расход припоя на пайку печатных плат до минимума, отказаться от сложного, энергоемкого и трудоемкого в обслуживании и опасного в эксплуатации оборудования и ликвидировать открытый источник экологически грязных испарений припоя. Локализация в глухих микрополостях выделяющихся при плавке припоя газов с последующим их охлаждением способствует снижению до минимума попадания тяжелых металлов в вентиляционные потоки и далее в атмосферу.

Формула изобретения

СПОСОБ МОНТАЖА РАДИОЭЛЕМЕНТОВ НА ПЛАТЕ, при котором выводы радиоэлементов устанавливают в монтажные отверстия печатной платы и осуществляют их механизированную пайку, отличающийся тем, что создают над монтажными отверстиями печатной платы соосные с ними изолированные одна от другой глухие микрополости в не смачиваемом расплавленным припоем материале, втирают в микрополости и в монтажные отверстия платы паяльную пасту, создают прецизионные микроплавки-пайки паяльной пасты и повышенное давление в каждой микрополости при помощи импульсного нагрева, заполняют монтажные отверстия печатной платы расплавленным припоем и охлаждают печатную плату импульсным воздействием хладагента, при этом паяльную пасту втирают до установки облуженных выводов радиоэлементов в печатную плату.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2