Технология поверхностного монтажа неразрывно связана с применением паяльной пасты, разработанной для обеспечения высокой производительности и повышения процента выхода годных изделий с высокой плотностью компоновки печатных плат. Однако при применении паяльной пасты для пайки компонентов, монтируемых в отверстия, возникают некоторые проблемы. При нанесении больших доз пасты нередко образуются шарики припоя. Кроме того, увеличение объема пасты может ухудшить разрешение при печати. Если количество наносимой пасты недостаточно, то при пайке компонентов, монтируемых в отверстия, альтернативой может быть применение заготовок из припоя.
А. Мельниченко
В составе многих изделий, изготовленных с применением поверхностного монтажа, используются компоненты, которые монтируются в отверстия. Примером может служить многоконтактный разъем. Качество его монтажа может быть снижено из-за недостаточного объема паяльной пасты, которая нанесена на места пайки его выводов.
Как указано в стандарте IPC-A-610 B, минимально необходимый объем припоя должен быть достаточным для заполнения не менее 75% объема между отверстием и выводом, причем в пределах угла не менее 270° — без промежутков. Обычно исходят из того, что пространство между отверстием и выводом должно быть полностью заполнено припоем с образованием галтелей сверху и снизу отверстия. Решение о необходимости дополнительной операции пайки волной и о возможности нанесения необходимого объема пасты на место пайки принимает инженер- технолог.
Следует учитывать, что пайка волной представляет собой еще один тепловой удар для платы и компонентов, не говоря уже о том, что ее использование связано с дополнительными затратами. В идеальном случае желательно выполнить процесс пайки за один цикл, используя технологию оплавления. И лишь в случае, если монтируемый в отверстие компонент не может выдержать пиковую температуру пайки оплавлением, на заключительной стадии используется пайка волной.
Объем наносимой пасты определяется конструкцией трафарета. Увеличить этот объем можно, увеличив либо толщину трафарета, либо площадь апертуры, либо то и другое одновременно. В некоторых случаях для локального увеличения толщины трафарета изготавливают, так называемые, ступенчатые трафареты. Шаг увеличения толщины выбирают обычно в пределах от 0.001 до 0.004 дюйма, что в некоторых случаях оказывается недостаточным. И если нанести нужное количество пасты невозможно, наряду с пастой можно использовать заготовки из припоя. Заготовки могут быть добавлены в пасту либо предварительно установлены возле выводов компонента.
Чаще всего используют заготовки из припоя в виде прецизионных шайб. Их размеры выбирают, исходя из разности между объемом припоя, необходимым для заполнения отверстия с выводом, и объемом припоя, содержащегося в пасте (рис. 1). Для их установки применяют технологию, обычно используемую при выполнении операции крепления выводов пассивных компонентов. Суть ее состоит в использовании предварительно изготовленного кондуктора с высверленными в нужных местах отверстиями (рис. 2). На вибрирующем столе этот кондуктор заполняется шайбами из припоя. Затем в эту конструкцию запрессовывают разъем, и после удаления кондуктора шайбы остаются на его выводах.
Рис. 1. Металлизированное отверстие в печатной плате с вставленным квадратным выводом (пример данных для расчета необходимого объема припоя)
Рис. 2. Кондуктор с углублениями для шайб из припоя
Другим распространенным методом является установка заготовок из припоя с помощью автомата подобно установке пассивных компонентов на предварительно нанесенную паяльную пасту, фиксирующую заготовки в процессе движения через паяльную печь. В этом случае предпочтительно использование заготовок прямоугольной формы (рис. 3, 4).
Рис. 3. Заготовки прямоугольной формы из припоя
Рис. 4. Заготовки прямоугольной формы, установленные в места пайки
Заключение
Нанесение паяльной пасты в объеме, достаточном для формирования надежного паяного соединения между металлизированным отверстием и продетым в него выводом, может оказаться затруднительным или попросту невозможным, особенно если вывод имеет сечение прямоугольной формы. Решением проблемы может быть применение заготовок из припоя (в виде шайб или прямоугольников), устанавливаемых на место пайки или надеваемых на выводы компонента. В этом случае удается избежать возникновения шариков припоя, которые образуются при слишком большом объеме паяльной пасты, нанесенной на месте пайки. Неизбежное ухудшение точности нанесения пасты, возникающее при увеличении толщины трафарета, с применением заготовок также исключается. Используя установщики компонентов с инструментами новой конструкции, можно обеспечить установку на платы заготовок различной формы наиболее эффективным способом.
Лайкнуть
Твитнуть