ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАЧЕСТВЕННОЙ

ПАЙКИ

Хауард X. Маппо,

директор отделения проектирования и исследования припоев фирмы Альфа Метала, Инк , Джерси Сити, Нью-Джерси, США

ВВЕДЕНИЕ...................... 471

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПАЙКЕ ... 472

1. Поверхность проводника ............ 472

2. Поверхность печатной платы.......... 472

НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

ПОВЕРХНОСТИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ.......... 473

3. Электролитическая медь ............ 473

4. Золото.................... 477

5. Ковар и свариваемые со стеклом металлы..... 479

6. Серебро................... 480

7. Иммерсия олова................ 480

8. Олово - свинец................ 481

9. Олово - никель............. 482

СООТНОШЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПРОВОДНИКА И ОТВЕРСТИЯ ......................... 482

РАСПОЛОЖЕНИЕ ПЛ0Ш;АД0К для ПАЙКИ..... 483

ФОРМА ПЛ0Ш;АДКИ около ОТВЕРСТИЯ...... 484

СТАБИЛЬНОСТЬ РАЗМЕРОВ ............. 484

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ ......... 484

ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПАЙКИ И ЗА1ЦИТНЫЕ

ПОКРЫТИЯ...................... 486

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ..... 486

ВВЕДЕНИЕ

Чтобы исключить ненужное увеличение затрат и быть уверенным в качестве изготовления печатных плат, нужно с самого начала проектирования учитывать требования пайки. Они просты и однозначны и состоят в правильном выборе металлической проводящей поверхности для печатных плат и некоторых физических параметров, таких как соотношение размеров проводника и отверстий, направление площадки- для пайки, распределение компонентов по плате.

Выбор основного материала будет рассмотрен ниже. Важность выбора при проектировании заключается в том, что различные металлические поверхности требуют различных флюсов для обеспечения надежного сцепления, что, в свою очередь, будет влиять на всю сборку, из-за того, например, что существует потенциальная опасность коррозии, если применяемый флюс не дает возможности осуществить соответствующую очистку. К тому же необходимо удовлетворять различным промышленным и государствен-ньм стандартным техническим условиям. Это часто определяет тип металлической поверхности, которая применяется в данном случае.

Для двухсторонних плат со сквозными отверстиями необходимо уделять внимание соотношению размеров проводник/отверстие, для того чтобы обеспечить капиллярное затекание припоя в эти отверстия. В противном случае это приведет к дополнительным ручным операциям при заполнении слишком больших отверстий тонкими проводниками; с другой стороны, слишком маленькие отверстия с толстыми проводниками неудобны при сборке и к тому же препятствуют свободному затеканию флюса и припоя в места пайки. Как будет видно из следующей главы, движение печатной платы по припою критично связано с геометрией площадок для пайки. Если не будет возможности точно определить направление движения, потребуются дополнительные операции для получения высокого качества. Другим параметром, определяющим качество пайки, является размещение элементов, которое влияет на время пайки и температуру припоя, стабильность качества соединения, расстояние между соседними проводниками и т. д.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПАЙКЕ

Напомним, что ка>вдая пайка объединяет две или несколько металлических поверхностей в одно металлургическое соединение. Ограничимся двумя металлическими частями, а именно выводом компонента и контактной площадкой печатной платы, хотя все изложенные ниже соображения применимы к другим комбинациям металлических проводников. Таким образом, под словом вывод будем понимать ту часть металлического проводника, которая присоединена к печатной плате (вывод компонента, проводники, пятачки и т. д.), а под словом плата - часть металлической поверх-.ности на печатной плате, к которой присоединяется проводник.

1. Поверхность проводника

Обычно сборщик печатных плат мало обращает внима- ния на материал проводника, так как последний в основном задается производителем компонентов. Более того, так как компоненты являются массовой продукцией, то экономически невыгодно проводить индивидуальную обработку проводников. Поэтому единственным требованием является то, чтобы поверхность его легко поддавалась пайке. Поверхность, поддающаяся пайке, детально рассмотрена в гл. 14.

Выводы компонентов, полученных без сертификата, следует проверить на паяемость в соответствии с договором между потребителем и изготовителем компонентов.

2. Поверхность печатной платы

В печатной плате качество поверхности можно оценить заранее. Ввиду того что печатные платы являются устройством, конструируемым потребителем для разных целей, он обьино сам определяет тип и качество металлических проводников на печатных платах. При этом он учитывает следующее.

Как было показано в предыдущих главах, использование тех или иных методов производства плат имеет определенные преимущества и недостатки и конечную продукцию разного качества и стоимости. Так как пайка представляет собой процесс смачивания поверхности проводника, то