Способ пайки печатных плат

(61 лннтельное к авт. свнд-в м. к В 23 К 1/08 2) Заявлено 29. 0280 2916908/25"27 нсоединениеьт заявки Государственный комнтет СССР. Бюллетень 18 по делам нзобретеннй н открытнй бликоваио 15 3) УДК 621791,(71) Заявител Иже вский механический и нстит(54) СПОСОБ ПАЙКИ ПЕЧАТНЫХ ПЛА областибу пайк собе не удаетсяпотока припоя,соединения. Воменено поверхностях оса всплывающие на г (поскольку плотн выше плотности з их, после пайки ектрон- мышленсть припоя всегдагрязнений). В-третьа паяемых соедине" ности,Известны способы пайки печатныхплат с использованием движения расплавленного припоя относительно паяемых печатных узлов. Например, способ пайки волной расплавленного припоя. В этом способе паяемые соединения обращены вниз, а пайка осуществляется путем перемещения печатныхплат сквозь гребень волны расплавленного припоя 113.Недостатком способа является то,что,во-первых, в процессе образованияволны припоя происходит интенсивноеперемешивание припоя и захват им инородных включений в т,ц. газовых, чтоприводит к образованию пор в паяемыхсоединениях, Следствием перемешиванияприпояявляется и то, цто в этом спония таются излишки прип де сосулек или перемычек припоя тозатрудняет дальнейшую работу, а таже вызывает дополнительный расходприпоя, В-четвертых, появляется возможность возникновения, в паяемыхсоединениях, замкнутых пор и случаевнеполного заполнения паяемых зазоров,вследствие того, что паяемые соединения обращены вниз, припой под действием силы тяжести оттекает от паяемых зазоров. В-пятых, затруднен,а в некоторых случаях, невозможенвизуальный контроль смацивания припо.ем паяемых соединений непосредственно в,процессе пайки,К 5 Изобретение относится к пайки, в частности, к спос печатных плат и может быть в электротехнической, радио ной и приборостроительной олучать ламинарноготекающего паяемь 1 еорых, на паяемыхдаются загрязнения,ебень волны припоя3 ,92742Известен способ пайки печатных плат в.проточном припое. Способ пайки осуществляется следующим образом, Печатную плату защищает плотно прилегающей маской, предварительно нагретой до температуры пайки и погружают ее в поток припоя, стекающего по наклонной поверхности в резерву" ар, откуда он вновь подается насосом на верхнюю .часть установки, после 16 окончания процесса пайки печатный узел извлекают из припоя 12Пайка в проточном припое позволяет пойучать ламинарный поток припоя эа счет свободного течения по наклон 1 ной поверхности. Что исключает процесс перемешивания припоя с инороднь 1 ми включениями, Однако этому способу,пайки присущи недостатки, указанные для способа пайки волной при О поя.Цель изобретения - повышение качества паяных соединений и обеспечение возможности визуального контроля смачиваемости припоем паяемых зон, уЗПоставленная цель достигается тем, что собранную под пайку печатную плату с маской, предварительно нагретой до температуры пайки, устанавливают под потоком припоя, а после пайки печатную плату отделенную от маски фиксируют в горизонтальном положении, Внешняя сторона маски, контактирующая с припоем, может быть облужена. Регулирование глубины потока припоя осуществляется изменением угла наклона маски с печатной платой.На чертеже представлена схема, поясняющая работу предлагаемого способа.40К маске 1, закрепленной в раме 2 прижимается печатная плата 3 с установленными на ней электрорадиоэлементами 4. Паяемые соединения 5 не защищаются маской 1. Для предотвра" щения вцпадывания электрорадиоэлементов 4 и для улучшения теплоотвода с корпусов последних в процессе пайки на печатной плате 3 установлен теплоотвод 6, Поверхность маски 1 и паяемые соединения 5 омываются потоком припоя 7 регулируемой глубины. Поток припоя 7 подается из верхней части 8 резервуара с припоем 9 путем перекачивания насосом 10 припоя из55 нижней части 11 резервуара 9. Расход припоя в потоке 7 регулируется изменением высоты щели 12 путем перемещения заслонки 13. Вирина щели 12 7 . 4на 3-5 мм больше ширины паяемой печатной платы 3.Рамка 2 может свободно вращатьсявокруг оси 14. В нижней части черте"жа показана печатная плата 3 в процессе формирования галтелей припоя 5.Предлагаемый способ пайки печатных плат осуществляется следующим образом.Маску 1 закрепляют в рамке 2 иразогревают до температуры пайки,например путем пропускания через неетока,На печатную плату 3 с установленными на Ней электрорадиоэлементами 4одевают теплоотвод 6, После чего еепереворачивают выводами электрорадиоэлементов 4 вверх и прижимают к маске 1, совмещая отверстия маски 1 спаяемыми соединения 5.Включая насос 10, подают припойиз нижней части 11 резервуара 9 вверхнюю часть 8, после заполнения,припоем последней открывают заслонку 13. При этом иэ щели 12 вытекаетпоток припоя 7, который тонким слоемтечет по поверхности маски 1. Глубина потока припоя 7 не должна превышать 0,5-2 мм, что обеспечивает возможность визуального контроля смачи.вания паяемых соединений 5. Достижение требуемой глубины потока обеспечивается изменением угла наклона маски 1 путем поворота рамки 2 вокругоси 14 и регулированием высоты щели 12.Требуемая глубина потока определяется экспериментально и зависит отконструкции паяных соединений 5 печатных плат 3. Длл одного типа печатных плат требуется глубина потокаприпоя 7 постоянная, При движениипотока припоя 7. по поверхности маски 1 припой попадает на паяные соединения 5 и за счет действия сил смачивания и поверхностных натяжений затягивается в отверстия маски 1 и смачивает паяные соединения 5. Причем вотверстия маски затягивается припойиз нижних слоев потока 7, свободныхот окислов и возможных загрязнений.Существенное значение для процесса затягивания припоя в отверстиямаски имеет толщина маски 1, котораяпревышает 0,3 мм, и которая в указан-ных пределах выбирается из соображений стойкости маски и зависит от выбора материала последней.Например, для пайки печатных узлов с невысокой плотностью монтажа(печатные узлы сетевых радиол 2 и 3класса) рекомендуются маски из нержавеющей стали толщиной 0,1-0,15 мм,выдерживающие пайку не менее 600700 печатных плат. Для пайки печатных плат с высокой плотностью монтажа (печатные платы автомобильногоприемника 2-го класса) рекомендуютсямаски, например, из никеля, облуженные с внешней стороны толщиной 0,15- О0,2 мм, выдерживающие пайку 300-400печатных плат.Процесс смачивания припоем паяныхсоединений 5 контролируется визуально.Неполностью смочившиеся припоем паяные соединения отчетливо выделяютсяв виде темных углублений вокруг от"верстия маски с наблюдаемым завихрением припоя, прерывающим поток припоя 7. В момент, когда поток припоя 7 2 остановится сплошным, процесс смачивания паяных соединений заканчивается.Заслонкой 13 прерывают поток припоя,включают насос 10, подача припоя вверхнюю часть 8 резервуара 9 прекращается. Остатки потока припоя 7 поддействием сил тяжести стекают по наклонной поверхности маски 1 в нижнюючасть 11 резервуара 9. Кроме того,по поверхности маски 1 стекают также зОизлишки припоя, образовавшиеся на паяных соединениях. Особенно эФфективно происходит стекание излишков припоя для случая, когда внешняя поверхность маски облужена и хорошо смачи"вается припоем, Такал маска рекомендуетсл для пайки печатных узлов с высокой плотностью монтажа), Процессстекания излишков припоя с поверхности маски и паяных соединений ускоряют 4 опутем увеличения угла наклона маски 1.Для этого рамку 2 поворачивают вокругоси. 14,После полного стекания излишков припоя маску 1 приводят в горизонтальное положение и отделяют от нее печат. ную плату 3. В процессе отделения печатной платы 3 от маски 1 припой 15 паяных соединений находится в жидком состоянии. Излишки припоя 15 под действием силы тяжести стекают вниз, к основанию выводов электрорадиоэлементов, заполняя зазоры паяных соединений и вытесняя газовые включения. После этого начинается процесс кристаллизации припоя в паяных соединениях вплоть до полного Формирования галтелей припоя 15. 27 68 процессе работы поверхность маски 1 загрязняется продуктами разложения Флюсов и другими инородными включениями. Поэтому рекомендуется производить периодическую очистку маски,Например, путем обработки поверхности пластмассовыми щеткамиПериодич"ность очистки маски зависит от типаи количества применяемого Флюса.Ориентировочно она составляет 1 раэпосле пайки 10-15 печатных узлов.Данный способ апробирован при пайке печатных узлов с малой и высокойплотностью монтажа. Экспериментальные испытания показывают, что палныесоединения не имеют загрязнений иинородных включений и отличаются блестящей поверхностью. Наблюдается скелетность Формы паяных соединений безналичия излишков припоя, Паяемые за"зоры соединений полностью заполняют"ся припоем без образованил газовыхпор и раковин, Причем наблюдаетсяполное заполнение зазоров, достигающих1,2 мм для случал пайки выводов внеметаллизированные отверстия), чтов 3 раза превышает возможности известного способа. 8 случае пайки печатныхплат с неметаллизированныци отверстиями наблюдается полное заполнение отверстий припоем с образованием симметричных галтелей припоя на поверхностях выводов с обеих сторон печатной платы,Использование этого способа позволяет осуществлять визуальный контрольпроцесса смачивания припоем паяныхсоединений непосредственно во времяпайки повышает качество паяных соединений за счет исключения таких деФектов, как излишки припоя короткозамыкающие перемычки и обеспечиваетполное заполнение припоем паяемыхзазоров, что приводит к повышениюмеханических характеристик паяныхсоединений. 1. Способ пайки печатных плат в проточном припое, перетекающем по наклонной плоскости из верхнего резервуара в нижний путем контактиро" вания припоя с палемыми зонами через маску, предварительно нагретую до температуры пайки, о т л и ц а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества паяных соединений иСоставитель Л. Абросим едактор Н, Шильникова Техред И, Гайдущ а вге Коррект каз 3080/15 Тираж 1151осударственного ком ам изобретений и от Иосква, И, Раушс Подпис ВНИИПИпо де113035 ета СССытийя наб.,1 иал ППП "Патент", г. Ужгород, у ектная,7 927427 8 обеспечения возможности визуального припоя регулируют изменением угла контроля смачиваемости припоем па- наклона маски с печатной платой, яемых зон, собранную под пайку печатную плату с маской устанавливают под Источники информации, потоком припоя, а после пайки печат-принятые во внимание при экспертизе ную плату, отделенную от маски фиксируют в горизонтальном положении, 1, Кривошей А. В.,Бельцев А. Н.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю- Пайка и сварка в производстве радиощ и й с я тем, что внешнюю сторону электронной аппаратуры, И., "Энергия", маски, контактирующую с припоем, об е .1974.луживают. 2, Буслович С, Л. и др. Автоматиза 3. Способ по и. 2, о т л и ч а ю- ция пайки печатных плат. М., "Энерщ и й с я тем, что глубину потока гия", 1976, с. 113- 114 (прототип).