скелетная пайка что это

1 Область применения

Стандарт не распространяется на печатный монтаж.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.010-76 Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ 14312-79 Контакты электрические. Термины и определения

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 15845-80 Изделия кабельные. Термины и определения

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 21930-76 Припои оловянно-свинцовые в чушках. Технические условия

ГОСТ 23585-96* Монтаж электрический радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Технические требования к разделке и соединению экранов проводов

ГОСТ 23586-96 Монтаж электрический радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Технические требования к жгутам и их креплению

ГОСТ 23587-96 Монтаж электрический радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Технические требования к разделке монтажных проводов и креплению жил

ГОСТ 23594-79 Монтаж электрический радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Маркировка

ГОСТ 25467-82 Изделия электронной техники. Классификация по условиям применения и требования по стойкости к внешним воздействующим факторам

* В Российской Федерации действует ГОСТ 23585-79.

3 Определения

В настоящем стандарте применяют термины в соответствии с ГОСТ 14312, ГОСТ 15845 и ГОСТ 16504.

4 Технические требования

4.1 Общие технические требования

4.1.2 Требования к разделке и креплению жил монтажных проводов должны соответствовать ГОСТ 23587.

4.1.3 Требования к разделке и соединению экранов проводов должны соответствовать ГОСТ 23585.

4.1.4 Требования к жгутам должны соответствовать ГОСТ 23586.

4.1.5 Маркировка проводов и изделий электронной техники (ИЭТ) должна соответствовать требованиям ГОСТ 23594.

4.1.6 Маркировочные знаки, наносимые согласно КД на шасси и ИЭТ, должны быть четкими и удобными для чтения.

4.1.7 Монтаж должен обеспечивать работу аппаратуры в условиях воздействия на нее внешних факторов по ГОСТ 15150 и ГОСТ 25467.

4.1.8 Производственные помещения сборки и монтажа должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005 и действующим технологическим и санитарным нормам.

4.1.9 Технические требования к монтажу аппаратуры должны быть указаны в КД ссылкой на настоящий стандарт.

4.1.10 ИЭТ, провода, материалы и комплектующие изделия, применяемые при монтаже, должны соответствовать требованиям стандартов и другим НД на них и быть разрешенными к применению.

4.1.11 Конструкция и монтаж аппаратуры должны обеспечивать возможность доступа к ее элементам с целью осмотра, проверки, замены и подключения контрольной аппаратуры.

Подвижные части блоков не должны касаться проводов. Расстояния между ними оговаривают в КД.

4.1.12 При монтаже следует принимать следующие конструктивные меры для уменьшения влияния одних цепей на другие:

— длина монтажных проводов высокочастотных и импульсных цепей должна быть наименьшей, для чего элементы высокочастотных цепей, связанные между собой, должны быть расположены в непосредственной близости, и соединения между такими элементами должны быть кратчайшими;

— отдельные провода, наиболее подверженные воздействию помех или сами их создающие, должны быть экранированы или свиты;

— неэкранированные провода высокочастотных цепей при их пересечении следует располагать, по возможности, под углом, близким к 90°. При параллельном расположении такие провода должна быть максимально удалены друг от друга, разделены экраном или свиты.

Требования данного пункта должны быть указаны в КД.

4.1.13 Расстояние между неизолированными токоведущими поверхностями аппаратуры должно быть не менее 2,0 мм.

Расстояние между неизолированными токопроводящими поверхностями при монтаже должно быть не менее 1,0 мм. Это расстояние допускается уменьшать до 0,4 мм в случае покрытия этих поверхностей электроизоляционными лаками или компаундами.

4.2 Требования к монтажу проводов, жгутов и кабелей

4.2.1 Монтажные провода по площади сечения должны соответствовать току нагрузки и допускаемому падению напряжения, обладать необходимой механической и электрической прочностью.

Предпочтительно применять провода с изоляцией, стойкой к воздействию клеев, влагозащитных лаков и растворителей, а также к влиянию внешних воздействующих факторов (температуры, влажности, ионизирующего воздействия).

4.2.2 Не допускается применять монтажные провода с поврежденной изоляцией, надрезами жилы провода и другими дефектами, снижающими их механическую и электрическую прочность.

Не допускается деформация и повреждение изоляции проводов в момент захвата инструментом, наличие заусенцев на токопроводящих жилах.

4.2.3 Неизолированные провода, применяемые при монтаже, должны иметь антикоррозионное покрытие.

4.2.4 Минимальный радиус изгиба проводов должен быть не менее значения, указанного в ТУ на них. При отсутствии таких указаний радиус изгиба должен быть не менее двукратной величины наружного диаметра.

4.2.5 Монтажные провода, жгуты и кабели должны быть прикреплены к элементам конструкции и не должны располагаться на острых кромках и ребрах шасси, узлов и аппаратуры. В случае, если это выполнить невозможно, допускается прокладка проводов, жгутов и кабелей на ребрах и кромках шасси при условии обеспечения мер, предохраняющих провода, жгуты и кабели от повреждений (обмотка лентами, применение изоляционных прокладок, трубок).

4.2.6 Соединение проводов одного с другими, а также проводов с выводами ИЭТ и выводов ИЭТ между собой должно быть выполнено с помощью контакт-деталей.

4.2.7 Монтажные провода, плоские кабели в местах соединения перед пайкой должны быть механически закреплены.

4.2.8 Общая площадь сечения жил проводов и выводов ИЭТ, присоединяемых к контакт-деталям, не должна превышать наименьшей площади сечения контакт-детали.

4.2.9 Жгуты, кабели или отдельные провода, перемещаемые в процессе работы, должны быть выполнены из гибких многожильных проводов типа МГШВ, МС16-13 и т.д. и не должны касаться неподвижных частей приборов.

4.2.10 Если в гибком кабеле имеются экранированные провода, то все экраны должны быть спаяны между собой и заведены на контакт «земля», если иное не оговорено в КД.

4.2.11 Монтаж токопроводящих жил ленточных проводов необходимо производить только при фиксированном положении ленточного провода.

4.2.12 Плоскость резания заготовки кабеля должна быть перпендикулярна относительно оси токопроводящих жил.

4.2.13 При снятии изоляции с ленточных проводов с многопроволочными жилами скрутку проволок необходимо сохранить.

4.3 Требования к монтажу ИЭТ

4.3.1 В процессе монтажа аппаратуры должны быть приняты меры по защите полупроводниковых приборов от воздействия статического электричества согласно нормативному документу на конкретное изделие.

4.3.2 Жгуты, кабели и выводы ИЭТ, при необходимости, перед установкой должны быть отрихтованы с соблюдением требований НД.

4.3.3 При рихтовке выводов ИЭТ следует обеспечить неподвижность участка вывода длиной не менее 1,0 мм от корпуса.

4.3.4 Формовку выводов ИЭТ производить таким образом, чтобы в месте выхода из корпуса (изолятора) вывод не испытывал механических усилий выше значений, установленных НД на ИЭТ.

4.3.5 При рихтовке, формовке, установке и креплении ИЭТ не допускается повреждение покрытия выводов, за исключением следов (отпечатков) инструмента, не нарушающее их покрытия (оголение основного материала) и не снижающее механическую прочность.

4.3.6 Формовка выводов ИЭТ (при отсутствии в государственных стандартах и технических условиях на них требований к расстоянию от корпуса ИЭТ до центра радиуса изгиба вывода к радиусу изгиба) должна быть выполнена со следующими размерами:

а) расстояние от корпуса ИЭТ до центра радиуса изгиба вывода, мм, не менее:

2) для резисторов и конденсаторов при диаметре (толщине) вывода до 1 мм включительно

б) радиус изгиба, мм, не менее:

1,0-1,5 диаметра вывода

4.3.7 При увеличении плотности монтажа и расположении ИЭТ вплотную к шасси на корпуса и выводы ИЭТ должны быть надеты электроизоляционные трубки, что необходимо отразить в КД. В этом случае должен быть выдержан допустимый для ИЭТ температурный режим.

4.3.8 Внутренний диаметр электроизоляционной трубки следует выбирать таким, чтобы обеспечить плотную посадку ее на корпус ИЭТ. Длина трубки должна превышать длину корпуса ИЭТ на 0,5-1,0 мм с каждой стороны.

4.3.10 Способ дополнительного крепления ИЭТ выбирают исходя из требований ТУ на ИЭТ, их весовых, габаритных и конструктивных характеристик, а также условий эксплуатации аппаратуры и указывают в КД.

4.3.11 Механическое крепление выводов ИЭТ следует осуществлять выполнением не менее одного оборота вокруг контакт-детали, шины или вставлением в отверстие плоского контакта с плотным обжатием вывода. Изгиб контакт-детали не допускается.

4.3.12 Выводы ИЭТ, провода должны свободно без усилия входить в монтажные отверстия, армированные заклепками, с обязательной последующей подгибкой вывода, провода.

4.3.13 Количество выводов ИЭТ (в том числе жил проводов), закрепляемых на контакт-детали, следует определять в зависимости от длины контакта, диаметров выводов ИЭТ (проводов) и механической прочности контакт-детали. Количество их должно быть не более четырех.

4.3.15 Каждый вывод ИЭТ и жила провода должны быть закреплены на контакт-детали отдельно. Не допускается скручивать выводы ИЭТ, провода друг с другом и выводы ИЭТ с жилами проводов.

4.3.16 Выводы ИЭТ, подбираемого при настройке и регулировке прибора, следует паять без механического крепления на полную их длину. После выбора ИЭТ его выводы должны быть отформованы и механически закреплены к контакт-детали.

4.3.17 Свободные выводы реле и трансформаторов использовать в качестве контакт-детали не допускается.

4.4 Требования к монтажу соединителей

4.4.1 Монтаж проводов в соединители не должен изменять усилие сочленения и расчленения вилки с розеткой более чем это разрешено нормативным документом (НД) на отсутствующий тип соединителя. Монтаж соединителей с плавающими контактами, а также заливку соединителей герметиками следует производить с ответной технологической частью соединителей, если нет других указаний в НД.

4.4.2 Хвостовики контактов соединителей для объемного монтажа должны обеспечивать прочное соединение с проводами одним из следующих методов: пайкой, обжимкой, накруткой. Конкретный метод монтажа и количество перепаек указаны в НД.

4.4.3 Монтаж соединителей, конструкция которых не предусматривает крепление ленточного провода, зона пайки заливается компаундом, следует выполнять в приспособлении, фиксирующем ленточный провод относительно соединителя.

4.4.4 Хвостовики контактов соединителей для объемного монтажа должны допускать присоединение проводов с указанным в НД сечением.

4.4.5 Соединители, поступающие на монтаж, должны быть расконсервированы.

4.4.6 В процессе пайки соединителей должны быть приняты меры, исключающие попадание припоя и флюса на контактную часть гнезд и штырей.

4.4.7 После проверки качества пайки хвостовики контактов должны быть защищены изоляционными трубками или покрыты герметиком или компаундом. Трубки должны одновременно защищать места оголения жил проводов и кабелей, а также хвостовиков контактов. Не допускается повреждение трубок, надеваемых на хвостовики контактов и фиксаторы.

4.5 Требования к пайке монтажных соединений

4.5.1 Материалы, применяемые при монтаже, должны по своему составу и качеству отвечать всем требованиям, оговоренным в соответствующих государственных стандартах.

4.5.2 Применяемые материалы должны иметь сертификаты с указанием даты изготовления, марки и срока годности.

4.5.3 Токопроводящие жилы следует лудить по всей поверхности пайки. Допускается нелуженый участок жилы на расстоянии до 1 мм от торца изоляции.

4.5.4 Не допускается деформация жил в месте перехода от луженого участка к нелуженому.

4.5.5 Луженая поверхность токопроводящих жил, выводов элементов должна быть блестящей или светло-матовой. Наличие пор и наплывов в виде острых выступов не допускается.

4.5.6 Пайку монтажных соединений в аппаратуре следует производить после механической сборки и проверки элементов схемы на соответствие требованиям КД.

4.5.7 Запрещается пайка проводов с необлуженными концами к хвостовикам соединителей.

4.5.8 Хвостовую часть контакта соединителя необходимо облудить, если она не была предварительно облужена.

4.5.9 Хвостовики контактов соединителей по истечении срока гарантированной паяемости перед монтажом должны быть подвергнуты предварительному горячему лужению.

4.5.10 Припой и флюс для пайки должны выбираться в зависимости от подвергаемых пайке материалов, допускаемого нагрева элементов монтажа и рабочих температур и указываться в КД.

В качестве основных следует применять припои марок ПОС 61 и ПОС 61М по ГОСТ 21930.

4.5.11 При флюсовании попадание флюса внутрь ИЭТ на контактные части соединителей не допускается. При пайке ячеек и блоков, имеющих в конструкции негерметичные ИЭТ, их следует располагать в положении, исключающем затекание флюса внутрь ИЭТ и попадание на поверхности соприкасающихся контактов реле и соединителей.

При использовании трубчатых припоев и паяльных паст дополнительное флюсование можно не производить.

4.5.12 Стержень электропаяльника должен быть очищен от нагара, облужен и иметь ровную поверхность без заусенцев.

4.5.13 Форму стержня электропаяльника и угол заточки следует выбирать в зависимости от конструкции паяемого узла.

4.5.14 Проверку температуры стержня электропаяльника следует проводить не менее двух раз в смену: перед началом работы и после перерыва с отметкой в документе установленной на предприятии формы, а также при его замене, заточке или изменении режима пайки.

4.5.15 Температура пайки должна соответствовать интервалу температурной активности флюса и припоя и не превышать предельно допустимых значений, указанных в НД на элементы конкретных типов.

При отсутствии таких указаний температура паяльного жала должна быть для припоя ПОС 61 и ПОС 61М от 240 до 280 °С.

4.5.16 Время пайки и лужения выводов ИЭТ не должно превышать значения, указанного в НД на элементы конкретных типов. При отсутствии таких ограничений длительность процесса должна быть не более 5 с.

4.5.17 Расстояние от корпуса ИЭТ до места пайки (луженой поверхности) вывода должно быть не менее значения, указанного в НД на элементы конкретного типа. При отсутствии таких указаний это значение должно быть не менее 1 мм.

4.5.18 При ступенчатой пайке монтажных соединений каждую последующую пайку следует производить припоем, температура плавления которого должна быть на 30-40°С ниже температуры плавления припоя, которым выполнена предыдущая пайка, или тем же припоем, при этом не допускается распайка ранее образованного шва.

4.5.19 Паяные соединения не должны иметь трещин, крупных пор, острых выступов, грубых зерен, выпуклых галтелей, наплывов, крупных игольчатых и дендритных образований, перемычек припоя. Пайка должна быть, по возможности, скелетной, т.е. под припоем должен быть виден контур паяных выводов и проводов. Допускается неполная заливка припоем отверстий диаметром более 3 мм.

Поверхность припоя по всему периметру паяного шва должна быть непрерывной, гладкой, глянцевой, без темных пятен и посторонних включений.

Допускается матовая или блестящая с матовыми пятнами поверхность припоя в паяном соединении с серебряным, золотым, никелевым, оловянно-висмутовым, кадмиевым покрытиями.

Допускается «позеленение» вблизи мест пайки и под изоляцией для медных проводов типа МГТФ, МП 17-11 и др., не имеющих покрытия.

4.5.20 Поверхность паяных соединений следует очищать тканью из безворсового материала или кистью, смоченными этиловым спиртом или спиртонефрасовой (спиртобензиновой) смесью в соотношении 1:1. При этом следует применять нефрас С3-180/120 (бензин БР-1) по НД, этиловый спирт по ГОСТ 18300.

Допускается применение других материалов и способов очистки, не снижающих качество соединений.

Очистку паяных соединений следует производить после каждой пайки или группы паек.

Моющая жидкость не должна попадать внутрь негерметичных элементов аппаратуры.

4.6 Требования к непаяным методам монтажа

4.6.1 При монтаже методом накрутки применяют немодифицированные, модифицированные и бандажные соединения. Вид соединения должен быть определен в технических требованиях чертежа.

4.6.3 При выполнении монтажа накруткой провода между контактами штырей следует укладывать без натяжения.

4.6.4 При выполнении монтажа накруткой не допускается:

— выполнять соединение проводом, выпрямленным после раскрутки соединения;

— деформировать соединения (обжимать, сдвигать витки и т.п.);

— нахлест витков друг на друга в соединении.

4.6.5 Конец последнего витка соединения, выполненного накруткой, должен плотно прилегать к контактному штырю.

4.6.7 Выступание конца обжимаемого провода при выходе из хвостовика контакта должно быть не более 1,5 мм.

4.6.8 Поверхность хвостовика контакта после обжатия не должна иметь трещин, заусенцев, острых кромок, нарушений покрытий.

5 Требования безопасности

5.2 Для предупреждения поражения электрическим током при монтаже необходимо надежно заземлять корпуса питающих трансформаторов, вентиляторов, вентиляционных систем и электроинструментов.

Электропроводка должна иметь качественную изоляцию. При монтаже следует применять электропаяльники и розетки закрытого типа с рабочим напряжением не более 36 В. На розетках должно быть указано значение напряжения.

5.3 Для предотвращения пожара при монтаже следует предусмотреть следующие меры:

— помещения для хранения и разлива легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) должны быть изолированными и оборудованными вентиляцией;

— для хранения и транспортирования ЛВЖ или обтирочных материалов, загрязненных ЛВЖ, должна применяться тара из небьющегося и необразующего искр материала, с плотно закрывающимися крышками, на которой нанесены надписи «Огнеопасно» и название жидкости;

— рабочие участки должны быть снабжены противопожарным инвентарем (асбестовые одеяла, песок, огнетушители и т.д.).

5.4 Для соблюдения требований безопасности при монтаже необходимо выполнять правила защиты от статического электричества.

5.5 Для предупреждения тепловых ожогов при монтаже необходимо производить предварительную сушку ИЭТ и инструмента перед погружением в расплавленный припой. Рабочее место необходимо оборудовать теплоизолирующими экранами и специальными подставками для электропаяльников.

5.6 Для предупреждения травм от механических факторов необходимо использовать специальную тару для деталей и материалов, обеспечивающую безопасность при их транспортировании. Движущие части механизмов должны быть ограждены.

5.7 Для предупреждения отравления в процессе монтажа при выполнении работ с применением припоев, содержащих свинец, лаков и клеев рабочие места должны быть оборудованы вытяжными установками, обеспечивающими удаление вредных паров до нормы, не превышающей предельно допустимой концентрации в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005.

Следует также выполнить [ 1 ].

5.8 Освещенность рабочих мест должна соответствовать [ 2 ].

5.9 Требования безопасности, не установленные настоящим стандартом, должны соответствовать требованиям системы стандартов безопасности труда.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Библиография

Ключевые слова: стандарт, технические требования, монтаж электрический, монтаж накруткой, монтаж обжимкой, радиоэлектронная аппаратура, прибор, кабельные изделия, провод, жгут, ленточный кабель, вывод ИЭТ, соединитель, хвостовик контакта, пайка

Источник

Технология производства эвм предисловие

ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СБОРКИ И МОНТАЖА

Пайкой называется процесс образования соединения с меж­атомными связями путем нагрева соединяемых материалов до температуры плавления, их смачивания припоем, затекания при­поя в зазор и последующей его кристаллизации. Пайку применя­ют также для получения электрического контакта с малым пере­ходным сопротивлением.

Диффузионная зона представляет собой слой основного материала с измененным химическим составом и микроструктурой образовавшейся в результате диффузии компонентов припоя и паяемого материала. В зависимости от физико-химических свойств основного материала и припоя, условий и режимов пайки образующийся спай может иметь различное строение.

При низкой температуре и малом времена пайки интенсивность взаимодействия на межфазовой границе снижается, в этом случае возможно образование между основным металлом и при­поем химических мегаллических связей при отсутствии диффузии или ограничении ее до весьма малых пределов. Если диффу­зией можно пренебречь, то спай называют бездиффузионным. Такой спай не изменяет физико-химических свойств основного ме­талла и широко применяется при монтаж­ной пайке.

В качестве припоя используют различ­ные цветные металлы и их сплавы. Температура плавление плавления припоя значительно ниже температуры плавления соединяемых металлов.

При высокой температуре пайки в месте контакта соединяемых материалов и припоя температура превышает 723 К (

Пайка возможна только в том случае, если припой смачивает соединяемые детали. Смачивание представляет собой молекулярное взаимодействие жидкости с поверхностью твердого тела. Оно происходит в том случае, если силы притяжения между атомами припоя и металла больше, чем между атомами самого припоя.

Рис. 13.1. Схема равновесия капли припоя на поверхности твердого тела

Поверхностное натяжение (вектор γ 12 ) действует по касательной к поверхности жидкого металла. Это натяжение стремится уменьшить поверхность капли припоя. При отсутствии других сил поверхностное натяжение придало бы капле сферическую форму, так как из всех тел равного объема шар имеет минимальную по­верхность. Напряжения на поверхности раздела между жидкостью и окружающей средой противодействуют этому натяжению, и капля припоя принимает форму, отличную от шара.

Для поверхностных сил справедливо соотношение:

Рис. 13.2. Смачиваемость поверхности металла припоем:

Степень смачиваемости припоя характеризуется значением краевого угла (рис. 13.2).

Предельными состояниями являются отсутствие смачивания, когда =180° (рис. 13.2, а), и полное смачивание, когда =0° (рис. 13.2, б).

При 75° в), а при г). Если капля не смачивает поверхность, то она имеет приблизительно сфериче­скую форму. Сила сцепления припоя с поверхностью детали в этом случае очень мала и капля припоя легко стряхивается, не оставляя следов на поверхности. Капля смачивающей жидкости в том же объеме имеет большую поверхность соприкосновения с поверхностью детали, сила ее сцепления значительная, и припой нельзя полностью удалить стряхиванием.

Паяемость (рис. 13.2, д) можно определить по углу смачивае­мости. Для этого медную луженую проволоку. 1 припаивают к испытываемому образцу 2. Затем делают срез образца и замеря­ют краевой угол,

Важными свойствами припоя являются растекаемость и спо­собность затекать в узкие зазоры под действием капиллярных сил.

Для определения способности припоя затекать в узкие зазоры замеряют высоту подъема расплавленного припоя между двумя закрученными стандарт­ными проволоками или между двумя пластина­ми, установленными с не­большим зазором.

Рис. 13.3. Диаграмма состояния сплава «олово-свинец»

Сплавы, составы которых находятся в области между твердым раствором олова в свинце и эвтектикой (припой ПОС40, ПОС61 и др.), по своему строению характеризуются мелкозернистой ос­новой с включенными в нее отдельными зернами твердого раст­вора.

Интервал температур между линиями солидуса и ликвидуса называется интервалом кристаллизации. Температурный интервал кристаллизации влияет на качество соединения и ход процесса пайки.

При наличии широкого интервала кристаллизации необходимо поддерживать неизменным положение паяемых поверхностей при охлаждении припоя. В случае относительного их смещения жид­кость не сможет заполнить все промежутки между кристаллами. Поэтому наилучшее качество пайки обеспечивает эвтектиче­ский припой.

Наиболее близок к эвтектическому составу припой ПОС61, который нашел широкое применение для монтажной пайки из-за низкой температуры плавления, небольшого температурного интер­вала кристаллизации и высокой коррозионной устойчивости. Для пайки соединений из стали, латуни и монтажных проводов ис­пользуют припой ПОС40.

Более низкую температуру плавления имеют оловянно-свинцово-кадмиевые припои, используемые при ступенчатой пайке.

Подготовка поверхностей деталей, подлежащих пайке, заклю­чается в удалении загрязнений, ржавчины, оксидных и жировых пленок.

При наличии загрязнений растекаемость припоя будет плохой и возможно образование мелких шариков припоя, ухудшающих качество пайки.

На смачиваемость и растекаемость припоя существенно влияет форма шероховатостей поверхности. Если неровности образуют сеть пересекающихся канавок, то смачнваемость и растекаемость припоя будет усиливаться капиллярным действием канавок. Ше­роховатости, представляющие собой углубления, окруженные вы­ступами, ухудшают смачивание.

Способ зачистки может оказать решающее влияние на каче­ство пайки. Зачистка наждачной шкуркой или крацевание дают лучшие результаты, чем травление. В последнем случае образу­ется поверхность, не вызывающая капиллярного эффекта.

Для удаления жира и масла с поверхности деталей применя­ют различные растворители, горячие щелочные растворы. Для по­лучения чистых поверхностей используют травление кисло­тами.

Подготовленные поверхности покрывают флюсом непосред­ственно перед горячим лужением или пайкой.

Рис. 13.4. Схема лужения с помощью паяльника:

Механизм действия флюса (рис. 13.4) заключается в том, что оксидные пленки металла и припоя растворяются или разрыхля­ются и всплывают на поверхность флюса. Вокруг очищенного металла образуется защитный слой флюса, препятствующий воз­никновению оксидных пленок. Жидкий припой замещает флюс и взаимодействует с основным металлом. Слой припоя постепенно увеличивается и при прекращении нагрева затвердевает.

Флюсы по действию, которое они оказывают на металл, под­вергающийся пайке, делят на кислотные (активные), бескислот­ные, антикоррозионные и активированные.

Кислотные флюсы (хлористый цинк и флюсы на его основе) интенсивно растворяют оксидные пленки, обеспечивая тем самым хорошее сцепление припоя с основным металлом. Остаток флюса после пайки вызывает интенсивную коррозию» соединения и основного металла, поэтому необходимы тщательная промывка и полное удаление остатков флюса с поверхности со­единения. При монтажной пайке ак­тивные флюсы не применяют.

Антикоррозионные флюсы (на основе соединений фосфорной кислоты с добавлением различных органических кислот) не вы­зывают коррозии черных металлов, вследствие чего отпадает не­обходимость удаления остатков флюса после пайки.

Для пайки твердыми припоями в качестве флюса используют буру или (флюсы на ее основе (90% буры н 10% борной кислоты).

Лужение заключается в покрытии поверхностей соединяе­мых деталей тонкой пленкой припоя. Горячее лужение выполняв ют паяльником или путем погружения в ванну с расплавленным припоем (рис. 13.5). Лужение детали 3 (рис. 13.5, а) можно осуществить окунанием в жидкий флюс, а затем в ванну 1 с распла­вленным припоем 2. На рис. 13.5, б показано лужение через слои флюса 4. Скорость прохождения детали через флюс должна быть такой чтобы она могла нагреться до требуемой температуры.

При лужении происходит сплавление припоя с основным ме­таллом, поэтому при пайке достаточно сплавить припои с полу­дой, что возможно при более низкой температуре нагрева. Мел­кие монтажные детали можно лудить гальваническим путем.

Одним из способов дозирования припоя при лужении является использование припойных паст. Они представляют собой механические смеси порошко­вого припоя, связующего ве­щества и некоторых других компонентов. В пастах ПЛ-1, ПЛ-3 используют порошок припоя ПОС-61 и канифоль. После нанесения пасты ее оп­лавляют при температуре на 30. 50°С выше температуры плавления сплава.

Пайка заключается в прогреве соединяемых элементов после нанесения припоя и сохранении их в сжатом состоянии до полно­го затвердевания припоя. Она состоит из двух фаз: 1) смачивание припоем металлических поверхностей; 2) заполнение припоем за­зора между смоченными поверхностями. Эти две фазы в зависимости от конкретных условий могут протекать последовательно или одновременно.

Рис. 13.6. Электропаяльник­:

При пайке и лужении необходимо некоторое время для осуще­ствления взаимной диффузии припоя и основного металла. Про­должительность этого процесса зависит от состава припоя, тем­пературы и других факторов. Затем место соединения охлажда­ют до комнатной температуры. Остатки кислотного флюса удаляют в горячем растворе 2%-ной соляной кислоты с последующей промывкой в горячей воде. Остатки некоррозионных флюсов на основе канифоли удалять не требуется, за исключением тех случаев, когда необходима чистая поверхность или когда зону окрашивают или покрывают лаком.

Основным инструментом для пайки служит паяльник наконечником, который нагревают электрическим током до 36 В.

Нагреватель паяльника (рис. 13.6, а) представляет собой керамический каркас с винтовой канавкой на наружной волоки поверхности. В канавке размещается спираль из нихромовой проволоки. Выводы спирали привариваются к медным шинам, которые соединяются с переходной колодкой.

Наконечник из меди имеет высокую теплопроводность и хорошо обслуживается. Недостатками таких наконечников являются быстрое образование окалины и износ. При пайке олово, содержащееся в припое, сплавляется с медью. Для сохранения наконечника и надлежащей теплоотдачи его необходимо затачивать.

Для пайки микросхем применяют паяльники с внутренним нагревателем (рис. 13.6, б ), вставляемым в отверстие медного стержня 1. Внутренний нагреватель представляет собой керамический стержень 2 с намотанной в один ряд оксидированной нихромовой проволокой 3. При этом уменьшаются размеры паяльника и площадь нагревания. Это обусловливает меньшую температуру нагревателя, а следовательно, и больший срок его службы.

Форма пайки может быть заливной, когда соединяемые элементы полностью скрыты припоем, и скелетной. В последнем случае очертания вывода и контактной площадки просматриваются через тонкий слой припоя. Для скелетной пайки требуется меньше припоя, визуальный контроль ее осуществить проще. Заливная пайка обеспечивает более надежное соединение при значительных механических нагрузках.

Качество соединения оценивают по его внешнему виду, структуре, механической прочности и интенсивности отказов.

Проверка по внешнему виду осуществляется визуально с увеличением в 10 раз и более. При хорошем соединении поверхность припоя должна быть гладкой и блестящей, без инородных включений и наплывов,

Механическую прочность соединения определяют по усилию разрушения на разрыв или срез; холодный спай выявляется при проверке на вибропрочность.

Наиболее распространенные дефекты в паяных соединениях — это газовые поры (раковины) и холодный спай. Мелкие поры об­разуются вследствие выделения газов, попадания в припой оксидных пленок и перегрева припоя при пайке. Раковины являют­ся результатом усадки, происходящей при кристаллизации, и не­достаточного заполнения зазора припоем.

Холодный спай является следствием заниженной температуры пайки. Для получения качественного соединения температура на­грева паяльника должна быть выше температуры плавления при­поя примерно на 50°С. Более высокая температура вызывает сильный окислительный процесс и способствует быстрому выходу паяльника из строя.

Главные условия безопасной работы при пайке — это хорошая вентиляция участка, защита от ожогов и умение обращаться с флюсами и припоями.

Во избежание попадания токсичных веществ в организм чело­века необходимо после работы с припоями и флюсами тщательно мыть руки.

Источник