Современные способы групповой пайки блоков ЭА можно классифицировать по нескольким признакам, являющимся главными факторами при формировании паяных соединений. Образование паяного соединения включает стадии активации паяемых материалов, перехода припоя в жидкое состояние, смачивания и растекания припоя, взаимодействия припоя с паяемыми материалами. Таким образом, один из важных факторов – тепловая энергия системы – определяет скорость протекания процессов на всех стадиях и качество получаемых соединений.
Передача тепловой энергии осуществляется теплопроводностью, конвекцией, излучением либо их совместным действием. При нагреве теплопроводностью источниками тепловой энергии могут быть расплав в ванне, волна припоя, нагретая жидкость либо групповой инструмент. Конвективный теплообмен осуществляется с использованием летучего теплоносителя: горячего газа, паров жидкости, пламени горелки. Излучение, наиболее эффективное в форме концентрированных потоков энергии, вводится в зону пайки контактным путем, например УЗ-колебаниями, либо бесконтактным: электромагнитной волной, инфракрасным излучением, лазерным лучом и т. д. Классификация способов групповой пайки приведена на рис. 6.1.
|
|
Рис.6.1. Классификация способов групповой пайки.
Другим не менее важным фактором являются физико-химические процессы взаимодействия паяемых материалов и припоя, включая механизмы удаления оксидных пленок, воздействия специальных сред и т. д. Удаление оксидных пленок может осуществляться за счет применения флюсов, механическим путем, созданием специальных сред, УЗ-колебаниями, плазмохимической или ионной очисткой.
Основными критериями, характеризующими эффективность каждого из способов пайки, могут служить следующие:
- скорость нагрева паяемых элементов;
- локальность;
- уровень энергопотребления;
- уровень автоматизации;
- габаритно-программный показатель;
Скорость нагрева непосредственно определяет время, производительность и экономичность процесса пайки. Совместное действие нагрева погружением и УЗ-активации позволяет реализовать различные способы бесфлюсовой пайки, УЗ, ВЧ, ИК-излучений – бесфлюсовые и бесконтактные методы активации.
Увеличение локальности нагрева позволяет ограничить температурное воздействие на паяемое изделие, снизить тем самым нагрев термочувствительных компонентов и платы, повысить качество паяных соединений. Уровень энергопотребления характеризует экономичность метода, способность эффективно использовать тепловую энергию без больших ее потерь в окружающем пространстве. Уровень автоматизации показывает, какая доля операций всего технологического процесса пайки автоматизирована и характеризует применяемое технологическое оборудование по уровню автоматизации процесса. Габаритно-программный показатель определяет эффективность использования оборудования для заданной серийности производства на данной производственной площади.
|
|
Кроме перечисленных факторов выбор способа групповой пайки определяется экологической чистотой процесса, особыми требованиями техники безопасности конструктивными формами паяных соединений.