Пайка расплавлением дозированного припоя в парогазовой фазе (ПГФ)

Пайка расплавлением дозированного припоя применима только к микросборкам с поверх-ностным монтажом. Она значи­тельно отличается от ранее описанных методов. Процесс начи­нается с нанесения способом трафаретной печати припойной пасты на контактные площадки коммутационной платы. Затем на поверхность платы устанавливаются компоненты. В ряде случаев припойную пасту просушивают после нанесения с целью удаления из ее состава летучих ингредиентов или предотвраще­ния смещения компонентов непосредственно перед пайкой. Пос­ле этого плата разогревается до температуры расплавления припойной пасты.

Рисунок 2.53 - Температурно-временнбй режим для пайки в ПГФ

Рисунок 2.54 - Схематическое представление пайки в ПГФ с двумя технологически­ми средами

В результате образуется паяное соединение между контактной площадкой платы и выводом компонента. Такая техника пайки применима к коммутационным платам без монтируемых в отверстия компонентов, т. е. с набо­ром только поверхностно монтируемых компонентов любых типов.

Метод пайки в парогазовой фазе является разновидностью пайки расплавлением дозированного припоя, в ходе которой пары специальной жидкости конденсируются на коммутационной плате, отдавая скрытую теплоту парообразования открытым участкам микросборки. При этом припойная паста расплавля­ется и образует галтель между выводом компонента и контакт­ной площадкойплаты. Когда температура платы достигает тем­пературы жидкости,процесс конденсации прекращается, тем самым заканчивается и нагрев пасты.

Повышение температуры платы, от ее начальной температуры (например, окружающей среды перед пайкой) до температуры расплавления припоя, осуществляется очень быстро и не поддается регулированию (рисунок 2.53). Поэтому необходим предварительный подогрев платы с компонентами для уменьшения термических напряжений в компонентах и местах их контактов с платой. Температура расплавления припоя также не регулируется и равна темпера­туре кипения используемой при пайке жидкости. Такой жид­костью является инертный фторуглерод, например FC-70 произ­водства фирмы ЗМ. Существуют два типа установок для пайки в парогазовой фазе: с применением одной либо двух рабочих жидкостей. В первых установках для пайки в ПГФ применялись две рабо­чих жидкости (рисунок 2.54), при этом использовались обычно несколько установок пайки в составе производственной линии. С целью предотвращения утечки паров дорогого фторуглерода и припоя поверх основной технологической среды из инертного фторуглерода создавалась дополнительная технологическая среда из более дешевого фреона. Основной недостаток этих установок состоял в том, что на границе двух технологических сред происходило образование различных кислот. Поэтому для защиты коммутационных плат требовались системы нейтра­лизации кислот. Защита коммутационных плат необходима в первую очередь от раз­рушающего действия кислот на материал коммутации (химическая, а затем электрохимическая коррозия). Кроме того, рабочая часть контейнера установ­ки пайки в ПГФ должна изготовляться из коррозионностойкого материала, что отражается на стоимости такого оборудования.

Рисунок 2.55 - Схематическое представление пайки в ПГФ с использованием

одной технологической среды

Установки для пайки с двумя рабочими жидкостями оказа­лись непригодны для линий сборки электронной аппаратуры. Поэтому в 1981 г. фирмой НТС стали выпускаться установки для пайки в ПГФ, встраиваемые в технологические сборочно-монтажные линии. Такие установки имеют относительно небольшие входное и выходное отверстия, позволяющие реализовать систе­му с одной технологической средой (рисунок 2.55). Приведенная на рисунке 2.55 конструкция обеспечивает возможность включения уста­новки в состав технологической линии. При использовании установки для пайки в ПГФ таких ком­понентов, как чип-конденсаторы и чип-резисторы, может воз­никнуть проблема, известная как «эффект опрокидывания ком­понента». Причина опрокидывания компонентов до конца не изучена, и универсальных средств для избежания этого в на­стоящее время не существует. Необходимо варьировать пара­метры процесса пайки до тех пор, пока не прекратится опроки­дывание компонентов.