CC BY
0УДК 672.86.02 МерзляковВ.С., ОстроухК.А., СитдиковР.О.
Мерзляков В.С.
магистрант кафедры конструирования радиоэлектронной аппаратуры Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (г. Ижевск, Россия)
Остроух К.А.
магистрант кафедры конструирования радиоэлектронной аппаратуры Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (г. Ижевск, Россия)
Ситдиков Р.О.
магистрант кафедры конструирования радиоэлектронной аппаратуры Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (г. Ижевск, Россия)
ВЛИЯНИЕ ТРЕТЬЕГО И ПЯТОГО ТИПОВ ПАЯЛЬНОЙ ПАСТЫ НА ОБРАЗОВАНИЕ ПУСТОТ В ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ
Аннотация: в работе рассматривается, как влияет третий и пятый типы паяльной пасты на образование пустот в паяном соединении. Представлены результаты рентген контроля пайки микросхем в корпусе КТ-93. При помощи рентген контроля дана процентная оценка образования пустот.
Ключевые слова: пайка, паяльная паста, термопрофиль, пустоты, рентген контроль.
1631
В настоящее время от предприятий требуется изготовление надежных изделий, поэтому инженерам необходимо разрабатывать такую технологию производства, которая позволила бы минимизировать дефект, такой как пустоты в паяном соединении. Пустоты в паяных соединениях влияют не только на качество изделия, но и особенно на надежность, когда со временем эксплуатации поры могут образоваться в местах, где под нагрузкой возникает напряжение внутри паяного соединения. В этом случае сокращается диапазон применения такого изделия или оно попросту отказывает.
Припойная (паяльная) паста, состоящая из порошкового припоя и флюс-связки и предназначенная для автоматизированного или механизированного поверхностного монтажа, а также монтажной пайки различных узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры и изделий микроэлектроники. Припойные пасты следует классифицировать по типам в зависимости от размера частиц (см. таблицу 1). Распределение частиц припойной пасты по размерам следует определять методом седиментации [1, с. 10].
Таблица 1. Классификация паст по размеру частиц.
Тип частиц Не более Не более 1% Не менее 80% Не более 10%
припоя 0,5% частиц частиц, с частиц в частиц с
с размерами, размерами, пределах, мкм размерами,
мкм мкм мкм
Тип 1 180 150 150-75 20
Тип 2 90 75 75-45 20
Тип 3 53 45 45-25 20
Тип 4 45 38 38-20 20
Тип 5 32 25 25-15 15
Тип 6 25 15 15-5 5
В данной статье мы будем оценивать процент образования пустот в зависимости от выбранной паяльной пасты. Для этого мы проведем несколько
1632
опытов. После проведения опытов произведем оценку образования пустот в паяном соединении. В паяном соединении не должно быть пустот более 25% от общего объема паяного соединения [2, с. 28].
Пайку будем производить на универсальном ремонтном центре Martin. Профиль зададим экспериментальный. Для начала нам необходимо установить температуру, которая будет на элементе в момент пайки, её зададим 260°С, температуру фена зададим 390°С и время в пике 10с. Построенный термопрофиль представлен на рисунке 1. Для пайки выбрана паяльная паста тип 3 и тип 5, отмывочный флюс.
Рис.1. Термопрофиль пайки.
После пайки микросхем проверяем на наличие пустот с помощью рентген контроля, результат представлен на рисунке 2.
а) б)
Рис. 2. Рентген снимок микросхем а) пайка с 3 типом паяльной пасты, б) пайка с 5 типом паяльной пасты.
1633
Как можно увидеть в ходе выполнения эксперимента образовались пустоты. На рисунке 2.а, где использовалась паяльная паста третьего типа, мы можем наблюдать большое количество пустот в процентном соотношении 31,3%, что не допустимо, а на рисунке 27.б, где применяли паяльную пасту пятого типа, процент пустот составляет 20,31%, что допустимо.
Изменим термопрофиль пайки, который представлен на рисунке 3, и оценим, как изменится количество пустот в паяном соединении. Для этого зададим пиковую температуру на элементе 250°С и время в пике 10с. Температуру фена установим 335°С.
Рис.3. Измененный термопрофиль пайки.
Также, как и в первом случае, после пайки микросхем проверяем на наличие пустот с помощью рентген контроля, результат представлен на рисунке 4.
а) б)
Рис.4. Рентген контроль микросхем. а) пайка с 3 типом паяльной пасты, б) пайка с 5 типом паяльной пасты.
- 1634 -
После рентген контроля можно сделать вывод, что количество пустот в сравнении с предыдущем опытом уменьшилось в 5 раз. Для микросхемы с паяльной пастой третьего типа процент пустот равен 6,39%, а для второй микросхемы 2,67%. Исходя из этого, можно сказать, что выбранный профиль пайки сильно повлиял, на образование пустот.
Таким образом, можно сказать, что в зависимости от выбранного профиля пайки и выбранной типа паяльной пасты у нас возникает разный процент образования пустот. Если сравнивать по типу паяльной пасты, то наибольшее количество пустот было выявлено при использовании паяльной пасты третьего типа (31,3% и 6,39%), а при использовании пятого типа количество пор образовалось 20,31% и 2,67%. Также в ходе выполнения опытов, мы выявили, что от правильно заданного термопрофиля, можно корректировать образование пустот. Наиболее предпочтительный вариант пайки получился при применении паяльной пасты пятого типа и термопрофиля, который представлен на рисунке 3.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. ГОСТ Р 59681-2021 Сборка и монтаж электронных модулей. Припои, флюсы для пайки, припойные пасты. Марки, свойства и область применения;
2. ГОСТ Р 56427-22 Пайка электронных модулей радиоэлектронных средств. Автоматизированный смешанный и поверхностный монтаж с применением бессвинцовой и традиционной технологии. Требования к технологии сборки и монтажа;
3. ЗАО Предприятие ОБТЕК. Пособие Введение в технологию поверхностного монтажа.
1635
Merzlyakov V.S., Ostroukh K.A., SitdikovR.O.
Merzlyakov V.S.
Izhevsk State Technical University (Izhevsk, Russia)
Ostroukh K.A.
Izhevsk State Technical University (Izhevsk, Russia)
Sitdikov R.O.
Izhevsk State Technical University (Izhevsk, Russia)
INFLUENCE OF THIRD AND FIFTH TYPES OF SOLDER PASTE ON FORMATION OF VOIDS IN SOLDER JOINTS
Abstract: the work examines how the third andfifth types of solder paste affect the formation of voids in a solder joint. The results of X-ray inspection of soldering of microcircuits in the KT-93 package are presented. Using X-ray control, a percentage estimate of the formation of voids was given.
Keywords: soldering, solder paste, thermal profile, voids, x-ray control.
1636
