Применение заготовок из припоя при сборке печатных плат

28.08.2023 |

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.