1. пайкиназивається процес з'єднання матеріалів у твердому стані шляхом введення взазор легкоплавкого металу - припою, що взаємодіє з основнимиматеріалами і утворює рідку металеву прошарок, кристалізаціяякої призводить до утворення паяного шва. З визначення випливає:
1)пайка відбувається при температурах, істотно менших температур плавленняз'єднуються матеріалів, що зменшує їх перегрів;
2)можливо з'єднання як металевих, так і неметалевих матеріалів;
3)в зоні контакту повинен утворюватися проміжний шар, що складається з припою іпродуктів його взаємодії з паяемимі матеріалами.
Для освітиякісного паяного з'єднання необхідно:
1)підготувати поверхні деталей, що з'єднуються;
2)активувати матеріали і припій;
3)видалити окисні плівки в зоні контакту;
4)забезпечити взаємодію на міжфазній межі розділу;
5)створити умови для кристалізації рідкої металевої прошарку.
Підготовка поверхоньдеталей до пайки включає механічну, хімічну або електрохімічну очищеннявід оксидів, забруднень органічного і мінерального походження, а такожнанесення покриттів, що поліпшують умови пайки або підвищують міцність ікорозійну стійкість паяних з'єднань.
При монтажі електронноїапаратури застосовують як методи безпосереднього з'єднання контактируемихматеріалів, здійснювані під впливом тиску (накрутка, обтиснення), теплаі тиску (різні методи зварювання), тиску і фізичного впливу (УЗзварювання), так і методи з використанням проміжного матеріалу вигляді припою(Пайка), токопроводностью клею (склеювання) під дією тиску, тепла іфізичних методів активації.
Паяні електричніз'єднання знайшли саме широке застосування при монтажі ЕА внаслідок наступнихдостоїнств: низького і стабільного електричного опору, широкоїноменклатури з'єднуються металів, легкості автоматизації, контролю та ремонту.Процеси пайки легкоплавкими припоями широко використовуються при монтажі друкованихі дротяних плат, герметизації корпусів напівпровідникових приладів і гібриднихІМС, збірки керамічних конденсаторів, поверхнево-монтованих елементів.Недоліки паяних з'єднань пов'язані з високою вартістю використовуваних кольоровихметалів, необхідністю видалення залишків флюсу, низькою термостійкістю,зниженням міцності в результаті термічного старіння.
паяні з'єднанняповинні володіти високою електропровідністю і постійним перехідним електроопорув заданих умовах експлуатації, конструкторської документації на конкретніскладання й блоки апаратури вимога сталості перехідного опору допаяним опору має виражатися в чисельних значеннях, заданихрозробником при проектуванні виробу. При його виготовленні це значенняперехідного опору буде одним з основних критеріїв об'єктивної оцінкиякості паяних з'єднань.
Другим по значущостіє вимога достатньої механічної міцності, яка в залежностівід експлуатаційних навантажень повинна встановлюватися розрахунковим шляхом заопору відриву. Чисельні значення опору відриву не вносяться розробникомв конструкторську документацію на конкретні вироби і викликають у виробництвіЕА серйозні розбіжності між зацікавленими інстанціями при оцінціякості і надійності електромонтажних з'єднань.
У конструкції паянихз'єднань між поверхнями сполучених монтажних елементів повинні передбачатисяоптимальні зазори, обумовлені насамперед складом обраного припою іособливостями процесу пайки. Оптимальний зазор при пайку в отвориолов'яно-свинцевими припоями повинен встановлюватися даними співвідношенням:
d o = d в + (0,2 ... 0,3),
де d 0 , d в - Діаметри металізованого отвори і виведення ЕРЕ.
Фактично зазоривиконуються перевищують 0,4 мм; при цьому не враховується, що питомийелектроопір олов'яно-свинцевих припоїв майже в 10 разів більше, ніж уміді. Зі збільшенням зазорів зростає перехідний опір паянихз'єднань і витрата дефіцитних високооловянних припоїв, знижується механічнаміцність, зростає число усадочних раковин і збільшує витрати ручної праціна усунення дефектів. Ці фактори, а також закони змочування і капілярногозаповнення зазорів припоями повинні прийматися в розрахунок при оптимізаціїзазорів.
Електромонтажніз'єднання (рис. 1 а, б) повинні проектуватися із забезпеченням можливостівізуального контролю паяного шва на всьому його протязі . Для друкованогомонтажу з металізованими отворами (рис. 1 в) галтелі шва кожногоз паяних з'єднань розташовуються з обох боків друкованої плати, і вимогавільного доступу для двостороннього їх огляду здобуває особливо важливезначення. Невиконання цієї вимоги на етапі проектування з'єднанняпризводить до виробництва свідомо ненадійних в експлуатації виробів, бо недозволяє виявити дефектні паяні з'єднання і провести їх ремонт.
Паяні швиелектромонтажних з'єднань повинні бути без надлишку припою, переважноскелетну форму з увігнутими і безперервними галтелями припою по всьому периметруз'єднання (рис. 1 г).
Рис. 1. Форми паянихвиробів
Скелетна форма ввідміну від заливний дозволяє бачити контури паяних з'єднань і з більшоюдостовірністю оцінювати якість монтажних з'єднань при їх візуальномуконтролі.
Сполуки пустотілихзаклепок, пелюсток, стійок і подібних конструктивних деталей з контактнимимайданчиками або друкованими провідниками, виконаних методом розвальцьовування аборасклепкі, повинні бути пропаяни по всьому периметру розвальцьовування або расклепкі.
Поверхня галтелейприпою швів повинні бути гладкою, глянсовою або світло-матовою без темних плям,тріщин, великих пір, грубозернисті, без голчастих та дендритних утворень,напливів, бризок і виступів припою, що зменшують мінімально допустима відстаньміж з'єднаннями контактними майданчиками та друкованим провідниками.
Конструкція паянихелектромонтажних з'єднань при будь компонуванні варіантах установки окремихЕРЕ на друковані плати повинні володіти високою ремонтопридатністю. Паяніз'єднання на відміну від зварних найбільш повно задовольняють цій вимозі ізабезпечують швидку і кількаразову взаємозамінність окремих елементів ЕРЕбез ушкодження їх виведення і елементів друкованого монтажу. Однак високаремонтопридатність паяних з'єднань може не реалізуватися через прорахунки,допускаються при компонуванні і виборі конструктивних варіантів установки ЕРЕ надруковані плати, або через прагнення будь-якою ціною забезпечити високу щільністьмонтажу.
Процеси контролю примонтажі ЕА включають:
- перевірку з'єднуютьсяматеріалів на паяемости,
- контрольтехнологічних режимів,
- оцінку якостіз'єднань.
паяемости характеризуєздатність паяемого матеріалу вступати в фізико-хімічну взаємодію зрозплавленим припоєм і утворювати надійне паяні з'єднання. Паяемости,залежить від фізико-хімічної природи металів способу і режимів пайки,Флюси середовищ, умов підготовки паяемих поверхонь.
Оскільки дляосвіти спаю необхідно і достатньо змочування поверхні основногометалу розплавом припою, то це гарантує паяемости з фізичної точкизору, а з технологічної - умова дотримання режимів процесу пайки.Паяемости металів оцінюють кількома методами:
1) виміром площірозтікання припою і визначенням коефіцієнта розтікання Кр:
де S P - Площа розтікання; So- Площа дози припою (рис.2);
Рис.2. Схема розтікання краплі припою
2) визначеннямДо р по висоті краплі розтеклися припою:
де Н про , Н р - Висота краплі припою до і після розтікання.
3)крайовим кутом змочування (Q);
4)по висоті або часу підйому припою в капілярному зазорі;
5)за величиною зусилля, що діє на зразок основного металу, погружаемого вприпій. ...
