Исследование технологического процесса пайки бессвинцовыми припоями с целью повышения надежности электронной аппаратуры

• Автор: Фэн Лэй
• Шифр специальности: 05.11.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с. : ил.

+ ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ИССЛЕДОВАНИЕ БЕССВИНЦОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ,

ПРИМЕНЯЕМОЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭА

1.1. Необходимость отказа от свинца

1.2. Законы, регламентирующие переход на бессвинцовую технологию

1.2.1. Директивы, действующие в Европе

1.2.2. Отношение к свинцу в США

1.2.3. Бессвинцовая технология в других странах

1.3. Требования к переходу на бессвинцовую технологию
1.3.1. Отличие бессвинцовой технологии от пайки свинцовыми припоями
1.3.2. Технологические требования
1.3.3. Требования к бессвинцовым припоям
1.3.4. Требования к материалам и технологиям печатных плат при бессвинцовой пайке
1.3.5. Финишные покрытия
1.3.6. Материалы корпусов компонентов
1.4. Существующие материалы, используемые в бессвинцовой
технологии
1.4.1. Анализ физико-химических свойств материалов, используемых в
бессвиицовом технологическом процессе
1.4.2. Бессвинцовые припои
1.4.3. Бессвинцовые паяльные пасты
1.4.4. Флюсы, используемые при бессвинцовой пайке
1.5. Дефекты, возникающие при пайке бессвинцовыми припоями
1.5.1. Плохое смачивание выводов ЭРЭ, микросхем и контактных площадок
1.5.2. Образование перемычек и шариков

1.5.3. Пустоты, образованные при бессвинцовой пайке
1.5.4. Эффект “надгробного камня”
1.5.5. Отслоение галтели
1.5.6. Зернистая структура поверхности паяного соединения
1.5.7. Обобщение характеристик требуемого профиля пайки
1.6. Влияние конструктивных, технологических и эксплуатационных
факторов на прочность паяных соединений
1.7. Выводы по первой главе
2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. Припои, выбранные для проведения исследований
2.2. Физико-механические характеристики выбранных припоев
2.2.1. Прочностные характеристики выбранных припоев
2.2.2. Смачиваемость выбранных припоев
2.3. Методика проведения эксперимента на растяжение паяных
соединений
2.4. Методика проведения эксперимента для исследования структуры
паяных соединений
2.5. Выводы по второй главе
3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ
ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ИХ МИКРОСТРУКТУРЫ
3.1. Расчёты прочностных механических параметров паяных
соединений
3.2. Сравнение прочностных соединений, паянных свинцовыми и
бессвинцовыми припоями
3.3. Сопоставление механических характеристик соединений, паянных
бессвинцовым припоем и пастой
3.4. Различие прочностных характеристик паяных соединений с
применением разных флюсов

3.5. Влияние технологических параметров процесса на механические
характеристики соединений паяных бессвинцовым припоем
3.6. Исследование микроструктуры паяных соединений
3.6.1. Анализ физико-химических составов интерметаллического
соединения
3.6.2. Влияние температуры пайки па микроструктуру паяных
соединений
3.6.3. Влияние длительности пайки на микроструктуру паяных
соединений
3.7. Выводы по третьей главе
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ПАЙКИ БЕССВИНЦОВЫМ ПРИПОЕМ
4.1. Необходимость создания математической модели технологии
пайки бессвинцовыми припоями
4.2. Ортогональное планирование эксперимента по моделированию
технологического процесса
4.3. Математическая модель процесса пайки
4.4. Проверка модели на адекватность
4.5. Отработка технологического процесса пайки бессвинцовым
припоем на базе математической модели
4.6. Доверительный интервал значения параметра минимизации
4.7. Вывод по четвертой главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- низкий уровень активности паяльной пасты;
- завышенная температура предварительного нагрева;
- долгий предварительный нагрев;
- недостаточное время нахождения при температуре ликвидуса;
- чрезмерное окисление паяемых поверхностей.
Способами сокращения эффекта плохого смачивания при бессвинцовой технологии являются следующие:
- использование более активного припоя;
- освобождение паяемых металлов, насколько возможно, от оксидов;
- сокращение времени предварительного нагрева или температуры с тем, чтобы сохранить активность флюса.
1.5.2. Образование перемычек и шариков
Проблема перемычек представляет собой образование связей припоя между соседними паяными соединениями вследствие наличия избыточного количества припоя (см. рис. 1.4). Образуемая перемычка припоя может пересекать более чем два паяных соединения.
Отпечатки пасты
ПП |
} Расползание пасты у
Пайка оплавлением
Рис 1.4. Связь между стягиванием припоя и образованием перемычек