SU1382606A1 - Способ групповой пайки - Google Patents

Description

(21)4011318/26-27

(22)23.01,86

(46) 23.03.88, Бкш. № 11

(71)Грозненское научно-производственное объединение Промавтоматика

(72)Е.И. .Гутник и П.И. Михеев

(53)621.791.366 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР

№ 565785, кл. В 23 К 3/06, 11.06.74.

(54)СПОСОБ ГРУППОВОЙ ПАЙКИ

(57)Изобретение относитс  к пайке и может быть использовано в электротехнической и других отрасл х промышленности . Цель изобретени  - повьшение

качества пайки и снижение энергозатрат . Способ состоит в том, что пайку осуществл ют за счет относительного перемещени  локальной ванны с припоем , образованной в зазоре между нагретым инструментом и па емой поверхностью платы со стороны выхода выводов . При этом инструменту придают колебани  в вертикальной плоскости, а радиоэлементы принудительно охлаждают . Верхнее расположение контакта жидкий припой - плата полностью исключает дефекты спаек в виде сосулек а наличие вибрации исключает возникновение перемычек. 2 ил.

со сх

Изобретение относитс  к области пайки и может найти применение в электротехнической , радиотехнической и приборостроительной промышленности.

Цель изобретени  - повьшение качества пайки и снижение энергозатрат.

Па (|)иг. 1 представлена схема, по сн юща  способ; на фиг. 2 - вид А п л ф1 г. 1 .

Па схеме показана печатна  плата 1, з;1крепленна  на каретке 2, имеюща  возможность перемещатьс  в двух взаимно перпендикул рных -направлени х с помощью приводного MexainiSMa 3. Печатна  плата 1 расположена так, что па ема  поверхность находитс  под па льной головкой 4, а корпуса 5 деталей расположены под печатной платой 1. К консоли 6 неподвижно прик-

роплвна па льна  головка 4, а сверху установлен вибратор 7. Между па емой поверхностью печатной платы 1 и пижией поверхностью па льной голов- 1-:-.1 4 имеетс  зазор с припоем 8. Ве- лимииу зазора регулируют с помощью перемещени  консоли 6 механизмом 9 ML ртикальг.о о перемещени . Подача припо  li зону пайки осуществл етс 

15 чи припо  8 в зону пайки. Коснувшись разогретой па льной головки 4, припой 14 расплавл етс  и начинает заполн ть зазор между платор 1 и головкой 4, тем самым образу  зону жидкого припо  8 шириной 8-10 мм и длиной, соответствующей длине па льной головки 4. Одновременно с подачей припо  включаетс  вибратор 7 и механизм 3 продольного перемещени  каретки 2.

25 При движении платы 1 зона жидкого

припо  8 смачивает контактные площадки и под действием сил смачивани , поверхностного нат жени , а также

40

сил т жести легко лроникает в сквоз- MGxainriMOM, состо щим из мехаиическо-30 ные отверсти  и заполн ет их. Сущего привода 10, приводных роликов 11, - ственное значение на формирование ка- иаираил ющей трубки 12 и барабана 13, чественного спа  оказывает вибраци  на т;от()ры;1 накручен проволочный при- припо  8 в зоне пайки. Путем подбора noii 1 -ч. /1л  охла чеии  корпусов 5 рлдподеталей в процессе пайки исполь- ,c зуетс  ; ен1ил тор 15, установленный под каретко 2, непосредственно под па льной головкой 4. Контроль и поддержание температуры в регламентируемом диапазоне выполн ют с помощью термопары 16 и регул тора 17. Скорость перемещени  печатной платы 1, скорость подачи проволочного припо  в зону жидкого припо , частоту и амплитуду вибрации па льной головки 1 подбирают и регулируют в процессе пайки.

Способ пайки печатных плат осуществл ют следующим образом.

Па печатную плату 1 устанавливают корпуса 5 радиодеталей, на штырьевьгх выводах которых предварительно формируют зиг-замки. Затем па емую поверхность 1тодготовленной таким образом печатной платы флюсуют канифольным флюсом и подсушивают, после чего ее переворачивают выводами ввер}с и в таком положении устанавливают на каретку 2. Наличие зиг-замков предотамплитуды и частоты вибрации добиваютс  глубокого пропа  вьшодов как со стороны контактных площадок, так и со стороны расположени  корпусов 5.

Цикл пайки заканчиваетс , как только па льна  головка 4 выйдет за пределы печатной платы 1. Остатки припо  остаютс  на поверхности па льной головки и удерживаютс  на ее поверхности за счет сил поверхностного нат жени . В том случае, когда ширн- д5 на па льной головки 4 меньше щирины печатной платы 1, процесс пайки повтор ют , причем предварительно каретку 2 передвигают с помощью приводного механизма 3 так, чтобы па льна  головка 4 расположилась над следующим участком платы 1, который подлежит пайке.

Использование данного способа позвол ет улучшить качество пайки, так как при верхнем расположении контакта жидкий припой - плата полностью исключаютс  дефекты спа  в виде сосулек , поскольку сила т жести заставл ет остатки припо  на контакт}1ых тло50

55

0

0

вращает выпадение радиодеталей из сквозных отверстий печатной платы 1. Каретку 2 с печатной платой 1 подвод т под па льную головку 4 так, чтобы между поверхностью платы 1 и нижней поверхностью па льной головки 4 оставалс  зазор в пределах 1,5-2 мм (в зависимости от высоты выводов над поверхностью платы). Величину зазора можно регулировать с помощью механизма 9 вертикального перемещени  па льной головки 4. После установки нужного зазора включают привод 10 пода5 чи припо  8 в зону пайки. Коснувшись разогретой па льной головки 4, припой 14 расплавл етс  и начинает заполн ть зазор между платор 1 и головкой 4, тем самым образу  зону жидкого припо  8 шириной 8-10 мм и длиной, соответствующей длине па льной головки 4. Одновременно с подачей припо  включаетс  вибратор 7 и механизм 3 продольного перемещени  каретки 2.

5 При движении платы 1 зона жидкого

припо  8 смачивает контактные площадки и под действием сил смачивани , поверхностного нат жени , а также

0

сил т жести легко лроникает в сквоз- 30 ные отверсти  и заполн ет их. Существенное значение на формирование ка- чественного спа  оказывает вибраци  припо  8 в зоне пайки. Путем подбора ,c

амплитуды и частоты вибрации добиваютс  глубокого пропа  вьшодов как со стороны контактных площадок, так и со стороны расположени  корпусов 5.

Цикл пайки заканчиваетс , как только па льна  головка 4 выйдет за пределы печатной платы 1. Остатки припо  остаютс  на поверхности па льной головки и удерживаютс  на ее поверхности за счет сил поверхностного нат жени . В том случае, когда ширн- 5 на па льной головки 4 меньше щирины печатной платы 1, процесс пайки повтор ют , причем предварительно каретку 2 передвигают с помощью приводного механизма 3 так, чтобы па льна  головка 4 расположилась над следующим участком платы 1, который подлежит пайке.

Использование данного способа позвол ет улучшить качество пайки, так как при верхнем расположении контакта жидкий припой - плата полностью исключаютс  дефекты спа  в виде сосулек , поскольку сила т жести заставл ет остатки припо  на контакт}1ых тло0

5

щадках после выхода из зоны пайки оседать и приобретать гладкую форму, соответствующую заливному спаю без наличи  каких-либо острых концов.

Использование вибрации припо  при верхнем расположении контакта жидкий припой - плата существенно способствует затеканию припо  в сквозные отверсти , причем заполнение припо  превьпиает 2/3 толщины печатной платы и по внешнему виду соответствует заливной форме спа , а при соответствующем подборе частоты и амплитуды вибрации обеспечиваетс  получение качественного пропа  в виде галтелей на выводах со стороны корпусов.

Наличие вибрации в зоне пайки при верхнем расположении контакта жидкий припой - плата практически исключает возникновение перемычек между дорожками и контактными площадками , так как вибраци  способствует отрыву пленки жидкого припо , возникающей между поверхностью па льной головки и контактными площадками в момент движени  платы.

Мала  поверхность жидкого припо  в зоне пайки исключает по вление какого-либо шлакового образовани  на ее поверхности в процессе пайки, отсюда возможность получени  блест щей поверхности спа .

Кроме того, за счет посто нного пополнени  израсходованного припо  новым сохран етс  посто нство химического состава спа  в процессе пайки .

Необходимость в поддержании незначительной массы припо  в жидком состо нии (20-30 г) позвол ет резко снизить потребл емую мощность до 0,5- 0,6 кВт. Кроме того, мала  зона воздействи  жидкого припо  на поверхность платы при одновременном охлаждении печатной платы полностью исключает коробление платы из-за тепловых ударов и нагрев корпусов навесных деталей и микросхем.

Пример. Пайку провод т в цехе на текущей продукции, выпускаемой монтажным участком с использованием описанного устройства. На пайку подают предварительно собранные печатные платы с установленными на них навесными элементами, на выводах которых выполн ют зиг-замки. Среди навесных элементов, которые устанавливают при сборке, на печатные платы

10

0

5

0

5

0

5

0

5

использованы микросхемы с 40, 24, 6 штырьевыми выводами, сопротивлени  с горизонтальным и вертикальным расположением корпусов относительно платы, транзисторы, оптроны, диоды, конденсаторы и др. Крупногабаритные детали (импульсные трансформаторы, кварцевые сборки, заземл ющие шинки и др.) дл  удержани  в перевернутом положении прихватывают пайкой в двух-трех точках. Флюсование па емой поверхности производ т разбрызгиванием с помощью пульверизатора 25%-ного канифольного флюса, в качестве припо  примен ют сплав ПОС-61 в виде проволоки диаметром 3 мм, которую предварительно наматывают на барабан механизма подачи припо .

Скорость перемещени  печатной платы составл ет 3,5-4 м/мин. Поскольку пайка проводитс  па льной головкой длиной 80 мм, врем  пайки одной печатной платы размером 230160 мм составл ет 2-2,5 мин.

Температуру пайки посто нно контролируют и поддерживают в пределах 250-260 с.

В качестве вибратора 7 головки 4 используют дроссель с воздушным зазором , вибрирующий в вертикальной плоскости с частотой 50 Гц.

Зазор между печатной и па льной головкой поддерживают 1,5-2 мм.

Анализ качества спа  показал, что полностью исключены дефекты в виде сосулек, а перемычки между дорожками и контактными площадками возникали тс лько на платах с высокой плотностью монтажа (треть  категори ) и при этом составл ли не более 2% от числа па нных соединений. Следует отметить , что при пайке плат с плотным монтажом маски не использовались. Спай имеет блест щую поверхность, припой полностью заполн ет сквозные металлизированные отверсти , образу  спаи заливного типа. Металлографический анализ спа  показал, что между выводами и стенками металлизированного отверсти  отсутствуют поры. Общее число дефектных спаев составл ло не более 3-4% от общего числа спаев, которые легко устран лись с помощью ручного па льника. Особо следует отметить то, что в процессе пайки корпуса микросхем и других навесных элементов практически не нагревались .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ групповой пайки преимущественно радиоэлементов со штырьковы- ми выводами на печатные платы, включающий флюсование с последующей сушкой печатной платы и относительное перемещение платы и инструмента с одновременной подачей припо  в зону пайки, отличающийс  тем.

   что, с целью улучшени  качества пайки и снижени  энергозатрат, радиоэлементы устанавливают под платой, а инструмент перемещают со стороны выхода выводов с зазором относительно поверхности платы и придают ему колебани  в вертикальной плоскости, при этом зазор между платой и инструментом заполн ют припоем, а радиоэлементы прийудительно охлаждают.

   77

   Фиг.1

   Направление дбиженил платы Фиг. 2