Архивы печатные платы - Gostost.ru

Применение паяльных паст

Технологическая инструкция

Определение и назначение

Настоящая инструкция устанавливает порядок работы с свинцовосодержащими паяльными пастами (фирм Multicore Solders (Англия, Кoki (Япония), Union Soltek (США), Оникс (Россия), содержащими флюс, не требующий отмывки после оплавления.

Инструкция распространяется на работников цеха, выполняющих технологичес-  кий процесс поверхностного монтажа, инженеров, управляющих процессом, и является обязательной для работника, выполняющего операцию трафаретной печати.

Инструкция разработана в соответствии с ОСТ 4ГО.033.200-78 «Припои и флюсы для пайки»; ОСТ 4ГО.091.315-80 «Сборочно-монтажные   работы. Требования безопасности»; рекомендациями изготовителей паяльных паст.

  Техника безопасности

Технология поверхностного монтажа с применением свинцовосодержащих паяльных паст безопасна при работе на оборудовании и рабочих местах, оснащенных местной вытяжной вентиляцией.  Работать следует в защитной одежде, защитных перчатках типа «Мультекс» с нитриловым покрытием (код ПЕР 305 по каталогу ф. ТРАКТ), при промывке трафарета и ракелей пользоваться  резиновыми техническими перчатками. При кожном контакте с пастой возможно повышение реактивной чувствительности кожи и аллергическая реакция на коже. При попадании пасты на кожу промыть ее большим количеством воды с мылом. Следует также избегать вдыхания паров флюса, выделяемых во время пайки, запрещается во время пайки работать при открытом кожухе печи.

Технические данные

Паяльные пасты разработаны для технологии поверхностного монтажа электронных компонентов на поверхность печатной платы: пайки методом оплавления паяльной пасты.

Паяльные пасты CR 32, CR 36, МР 218  изготавливаются английской фирмой Multicore Solders,  SS 48-M 1000-2, SS 48–М955 – японской фирмой КОКI, SM833 G4(A) – американской фирмой Union Soltek, F10SN62-90M3 – российской фирмой Оникс.

Паяльные пасты представляют собой механическую смесь трех основных составляющих  субстанций: порошкообразного сплава-припоя,  флюса (активатора) и связующего материала (органических наполнителей).

 а)  Основой паяльной пасты является порошкообразный припой,  изготовленный из свинцово-оловянного или бессвинцового (олово-серебро-медь) сплава:

Обозначение сплава по международному стандарту J-STD-006 Cостав припоя
Sn 62 Sn62/Pb36/Ag2 (олово 62%-свинец 36%-серебро 2%)
Sn 63 Sn63/Pb37 (олово 63%-свинец 37%)
Sас Sn(95,5-96,5) /Аg(3-3,8) /Cu(0,5-0,7) (олово-серебро-медь)

Порошкообразный припой представляет собой мелкодисперсные частицы сплава сферической форм, диаметры частиц измеряются в микронах.

    б) Флюс в составе паяльной пасты выполняет следующие функции:

  • образует однородную структуру с припоем;
  • способствует сохранению формы отпечатков пасты;
  • обеспечивает клеящие свойства пасты для фиксации компонентов после их установки;
  • удаляет окислы с поверхностей, подлежащих пайке,  и с металлических частиц припоя;
  • создает защитную пленку для предотвращения повторного окисления в процессе пайки;
  • содействует самоцентрированию компонентов на контактных площадках платы в процессе пайки; — содействует передаче тепла при пайке

Хранение

Паяльную пасту в невскрытой оригинальной упаковке  хранить в холодильнике при температуре +(2÷10)°С, что в большинстве случаев удваивает срок ее хранения.

Срок хранения указан на каждой упаковке в виде даты производства и даты окончания срока годности.

Примечание 1.

На банках с пастой F10 SN62-90M3 указан только срок годности, дата изготовления приведена  в сопроводительных документах поставщика  на партию упаковок.

При обнаружении пасты с просроченным сроком хранения банку изолировать с ярлыком на несоответствующую продукцию, сообщить мастеру и начальнику технологического бюро цеха.

Применение паяльной пасты с просроченным сроком хранения допускается только после проведения технологами опытных работ. После определения годности пасты на оригинальной упаковке должна быть сделана надпись: «Срок годности продлен до…».

Надпись должна быть засвидетельствована подписью технолога цеха или начальника технологического бюро.

Нельзя хранить паяльную пасту в холодильнике вместе с пищевыми продуктами и напитками.

Примечание 2.

Паяльные пасты особенно чувствительны к теплу и влажности, воздействие которых может существенно повлиять на свойства и срок хранения пасты. Некоторое расслоение паяльной пасты, когда на ее поверхности появляется небольшое количество флюса, является нормальным для паяльной пасты. Но в результате воздействия избыточного тепла расслоение пасты резко возрастает, приводя к изменению ее свойств и, следовательно, дефектам нанесения и оплавления. Внешним признаком этого явления может служить значительное количество флюса, выделившееся на поверхности пасты.

Температура выше 30°С может вызвать химическое разложение пасты.

Таким образом,  значительный слой жидкого флюса на поверхности пасты свидетельствует о нарушении условий транспортировки, хранения, применения.

Указания по применению

  1.  При подготовке паяльной пасты к работе следует извлечь ее из холодильника и дать ей возможность прогреться естественным путем до комнатной температуры.

Не рекомендуется распечатывать пасту и открывать банку до того, как паста полностью прогреется, что занимает (4÷6) часов.

Категорически запрещается подогрев пасты нагревательными приборами, так как это может привести к ее расслоению и ухудшению свойств.

2.  После того как паста согреется, ее необходимо перемешать,  поместив нераспечатанную банку в устройство для механического перемешивания пасты NTGP-848, время перемешивания – не менее 4-х минут. При ручном перемешивании пасты ее необходимо аккуратно и тщательно перемешать в банке шпателем в одном направлении в течение 3-5 минут. Это обеспечивает соединение расслоившихся составных частей пасты. Не следует перемешивать пасту слишком интенсивно или слишком долго, так как это может привести к ее разжижению и к возможному растеканию и, следовательно, к образованию токопроводящих перемычек. 

3.  Перед вскрытием  промаркировать упаковку либо этикеткой, либо маркером на крышке,  указав дату и время вскрытия.

Вскрыть банку (подготовленная паста должна иметь светло-либо умеренно — серый цвет, быть достаточно однородной, без комков и посторонних включений, на поверхности не должно быть сухой корки),  отделить необходимое для работы количество пасты и выложить на трафарет,  затем плотно закрыть вставку и крышку банки.

Распечатанную банку с пастой допускается поместить в холодильник.

Паяльная паста, которая не была израсходована в течение смены, не должна смешиваться со свежей пастой. Остатки пасты следует сложить в отдельную тару и использовать в начале следующей смены.

Примечание:  Допускается в случае производственной необходимости пасту, извлеченную из холодильника, перемешать в устройстве для механического перемешивания, время перемешивания – не менее 4 минут, банка с пастой должна быть плотно закрытой.  В этом случае не требуется естественное согревание пасты в течение нескольких часов. После механического перемешивания пасту допускается использовать. 

4.  Паяльная паста, которая не была израсходована в течение смены (снятая с трафарета, ракелей), не должна смешиваться со свежей пастой, которая осталась в исходной упаковке. Остатки пасты следует сложить в отдельную чистую банку и использовать в начале следующей смены, добавляя на трафарет к «новой» пасте. 

Банку с остатками промаркировать надписью «остатки», поставить дату и время, убрать в холодильник если работы на линии не будут продолжаться.

5.  Если интервал в трафаретной печати составил более часа, пасту с трафарета удалить, сняв вручную полиуретановым или резиновым шпателем, остатки пасты  поместить в отдельную чистую тару (см. п. 4).

 Провести очистку трафарета от остатков паяльной пасты перед продолжением работы.  Очистку  печатных плат, трафаретов от паяльной пасты производить (сняв сначала остатки пасты ручным шпателем) салфетками из специального безворсового материала для очистки трафарета, смоченными промывочной жидкостью ZESTRON SD 100. Разрешается использовать изопропиловый спирт.

Правила обращения с электронными компонентами

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ К ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЕ ПАЙКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ

ПРЕДИСЛОВИЕ

 Данная инструкция предназначена для управления подразделениями завода процессами транспортировки, хранения, использования в производстве, упаковки электронных компонентов поверхностного монтажа, чувствительных к влажности и температуре пайки оплавлением.

При разработке инструкции учтены требования международных стандартов IPC/JEDEC J-STD-033B1, IPC-9503.

Инструкция разработана ОГТ.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая инструкция устанавливает правила обращения с электронными компонентами для поверхностного монтажа, чувствительными к влажности и температуре пайки оплавлением, при транспортировке, хранении, использовании в производстве, упаковывании.

Данные правила предназначены для предотвращения повреждения компонентов из-за адсорбции влаги из окружающей среды и последующего воздействия высоких температур в процессе пайки оплавлением, и связанного с этим выхода годной продукции и снижения надежности. При правильном обращении с влагочувствительными компонентами, нахождении их в герметичной влагонепроницаемой упаковке до монтажа на платы, возможность повреждений компонентов при пайке оплавлением исключается.

 1 Область применения

1.1. Инструкция распространяется на деятельность должностных лиц и подразделений предприятия, участвующих в комплектовании,хранении, транспортировании, входном контроле, упаковывании электронных компонентов, изготовлении продукции.

1.2. Стандарт обязателен для подразделений предприятия, осуществляющих работы по управлению процессами обращения с электронными компонентами: ОМТС, Центральный склад, ЛВК, ПДО, цех.

 2 Нормативные ссылки

 В настоящей инструкции использованы следующие нормативные документы:

 2.1 IPC/JEDEC J-STD-033B1. Международный стандарт «Обращение, упаковка, транспортировка и использование компонентов для поверхностного монтажа, чувствительных к влаге и пайке методом оплавления»

 2.2 IPC/JEDEC J-STD-020С. Международный стандарт «Классификация чувствительных к влажности/пайке негерметичных твердотельных компонентов поверхностного монтажа «

 2.3 IPC-9503. Международный стандарт «Классификация влагочувствительных компонентов, не относящихся к интегральным микросхемам».

 4 Обозначения и сокращения

  •  ВНП – влагонепроницаемый пакет
  •  КПМ – компонент для поверхностного монтажа
  •  MSL — Moisture Sensitivity Level — уровень чувствительности к влажности

5 Технические данные

5.1 Уровни чувствительности к влажности и температурам пайки

  Неправильное обращение с электронными компонентами для поверхностного монтажа (КПМ) приводит к возникновению проблем, связанных с качеством и надежностью, а именно, с такими повреждениями корпусов, как растрескивание и расслоение, возникающими при пайке методом оплавления.

 Влага, содержащаяся в окружающем воздухе, диффундирует внутрь корпусов КПМ, при пайке оплавлением происходит нагрев компонента в целом до температуры свыше 200°C, при этом сочетание быстрого испарения и расширения объема влаги внутри корпуса могут привести к растрескиванию и /или расслоению корпуса внутри КПМ.

 Согласно стандарту IPC/JEDEC J-STD-020C по уровню чувствительности к влажности (Moisture Sensitivity Level (MSL) электронные компоненты для поверхностного монтажа подразделяются на 6 уровней.

Уровни чувствительности КПМ к влажности (MSL) и длительность нахождения компонентов после вскрытия герметичной упаковки в регламентированных условиях окружающей среды

              Таблица 1
MSL Безопасное время нахождения компонента вне упаковки в заводских условиях, если температура окружающей среды ≤30°C и относительная влажность воздуха ≤60%, или при условиях, указанных непосредственно на упаковке  
1 Неограниченно при Т≤30°C и относительной влажности ≤ 85%
2 1 год
4 недели
3 168 часов
4 72 часа
5 48 часов
24 часа
6 Сушка перед использованием обязательна. После сушки КПМ должны быть запаяны методом оплавления в течение времени, указанного на этикетке упаковки

 Безопасное хранение означает, что сухие КПМ хранятся в условиях контролируемой влажности.

 5.2 Влагонепроницаемая упаковка

 Для защиты КПМ от воздействия влаги производители компонентов используют специальную влагонепроницаемую упаковку сухих компонентов, чувствительных к влажности. На упаковку наклеивается информационная этикетка.

 Влагонепроницаемая упаковка состоит из влагонепроницаемых пакетов (ВНП), осушителя и индикатора влажности.

Типичная влагонепроницаемая упаковка

Рис. 1 Типичная влагонепроницаемая упаковка для чувствительных к влаге КПМ, помещенных в носители — трубки.

 5.3 Влагонепроницаемый пакет (ВНП)

 ВНП представляет собой металлизированный (используется слой алюминия), блестящий, непрозрачный пакет высшей степени прочности, обладающий гибкостью, стойкостью к проколам.

 Металловакуумный пакет подходит для вакуумной упаковки остроугольных объектов, таких как носители компонентов – пеналы, трубки, поддоны, кассеты.

 Кроме того, ВНП защищает компоненты от воздействия статического электричества.

 5.4 Осушитель

 Материал осушителя (обычно используется силикагель в гранулах) должен быть непылящим, коррозионно-инертным и обеспечивать поглощение влаги.

 Осушитель расфасовывается во влагопроницаемые пакетики или мешочки.

5.5 Индикатор влажности

 Для индикатора влажности используется белая промокательная бумага из целлюлозы. Образец индикатора влажности показан на рис. 2.

 Индикатор влажности должен иметь, как минимум, три цветных точки, ограниченные черными окружностями, с чувствительностью к 5%, 10%, 60% относительной влажности.

 Точки должны сигнализировать о наличии соответствующей влажности четко различимым изменением цвета, напечатанного на индикаторе влажности.

 Типичная цветовая схема индикатора влажности приведена в таблице 2.  Индикатор влажности не должен иметь визуальных дефектов, таких как, отсутствие индикаторных точек, разрывы, неправильно расположенные индикаторные точки, а также индикаторные точки, выходящие за пределы черных окружностей.

Образец индикатора влажности с переводом.

Рис. 2 Образец индикатора влажности с переводом.

Избыточная влажность во влагонепроницаемой упаковке, выявленная индикатором влажности, может быть связана с некорректным обращением с упаковкой, например, разрывами пакета при транспортировке, или неправильным хранением.

Типичная цветовая схема индикатора влажности

Таблица 2 Типичная цветовая схема индикатора влажности

 Примечание: точки на индикаторе могут быть окрашены изготовителем в розовый цвет, указывающий на сухость (dry –сухой), который меняется на оранжевый, указывающий на влажность (wet –влажный) при воздействии влаги.

 Вариант индикации 1

 Если точки 5%, 10% и 60% относительной влажности указывают на сухость, компоненты классов 2, 2а, 3, 4, 5, 5а все еще достаточно сухие.

 Вариант индикации 2

 Если точка 5% указывает на влагу, точка 10% не указывает на сухость (переходной цвет), и только точка 60% указывает на сухость, компоненты классов 2а, 3, 4, 5, 5а насыщены влагой и требуют сушки перед монтажом. Компоненты класса 2 еще достаточно сухие.

 Вариант индикации 3

 Если точки 5%, 10% и 60% относительной влажности указывают на влажность, компоненты класса 2 насыщены влагой и требуют сушки.

 Если время нахождения компонентов классов 2а-5а вне влагонепроницаемой упаковки в заводских условиях при температуре окружающей среды ≤30°C и относительной влажности воздуха 60% превышено, или температура и влажность окружающей среды выше, чем приведенные в таблице 1, перед пайкой или для безопасного хранения КПМ должны быть высушены.

 Процедура сушки приведена в разделе 4 стандарта IPC/JEDEC J-STD-033B1.

 КПМ 6-го класса должны быть высушены и затем припаяны в течение времени, указанного на этикетке.

 5.6 Этикетки идентификации чувствительности к влаге

 5.6.1 Идентификация чувствительности к влаге осуществляется предупредитель-ным знаком «Чувствителен к влаге» (рис. 3) и информационной этикеткой (рис. 4) или штрих-кодовой этикеткой.

Идентификация чувствительности к влаге

Рис. 3 Пример предупредительного знака «Чувствителен к влаге»

Примеры информационных этикеток и штрих – кодовой этикетки

Рис. 4 Примеры информационных этикеток и штрих – кодовой этикетки  8

На информационной этикетке указывается максимально допустимая пиковая температура корпуса КПМ в течение пайки, длительность нахождения в допустимой производственной среде от момента вскрытия упаковки до пайки, дата упаковки в ВНП.

При отсутствии информационной этикетки на ВНП должна быть приклеена штрих-кодовая упаковка, в которой указаны уровень чувствительности к влаге (MSL, MS или LEVEL (L), максимальная температура пайки (TEMP), дата упаковки.

Для компонентов 1 класса на информационной этикетке должна быть указана максимальная температура пайки, информационная этикетка может отсутствовать, в этом случае указание о принадлежности к 1 классу и максимальная температура пайки приведены в штрих-кодовой этикетке. Для компонентов 1 класса не требуется этикеток, указывающих на принадлежность к классу влагочувствительности.

Компоненты 6 класса, не поставляемые в ВНП, так как чрезвычайно чувствительны к влаге и им, в любом случае, требуется сушка перед пайкой, должны иметь предупредительный знак и информационную этикетку, прикрепленные к минимальной единице тары (упаковки).

5.6.2 Предупредительный знак должен быть прикреплен к минимальной единице тары (упаковки), содержащей ВНП.

Информационная этикетка должна крепиться на наружную поверхность ВНП или к минимальной единице тары.

 5.6.3 Срок годности для КПМ, упакованных в герметичную влагонепроницаемую упаковку (ВНП)

  Срок годности КПМ, помещенных во влагонепроницаемую упаковку – минимум 12 месяцев с даты упаковки, при хранении в условиях температуры окружающей среды <40˚С и относительной влажности воздуха < 90%, и при отсутствии конденсации.

6 Правила обращения с компонентами поверхностного монтажа, чувствительными к влаге, для подразделений предприятия

 6.1. ОМТС, центральный склад

  — При получении компонентов поверхностного монтажа во влагонепроницаемой упаковке следует проверить наличие на упаковке информационной или штрих-кодовой этикетки.

 — Влагонепроницаемая упаковка должна быть неповрежденной: не иметь разрывов, проколов, вмятин, отверстий, порезов и любых других повреждений, которые могут привести к воздействию окружающей среды на внутренние слои упаковки (тары) или сами компоненты.

 — Компоненты поверхностного монтажа в герметично закрытой влагонепроницаемой упаковке могут храниться не менее года с даты упаковывания при температуре окружающей среды менее 40˚С и относительной влажности воздуха менее 90 %.

 — Не допускается вскрытие влагонепроницаемой упаковки.

 — При обнаружении несоответствий сообщить начальнику ОМТС.

 6.2. ЛВК

 — При получении компонентов поверхностного монтажа во влагонепроницаемой упаковке следует проверить наличие на упаковке информационной или штрих-кодовой этикетки и дату упаковывания, указанную на них.

Срок хранения не менее года с даты упаковывания при отсутствии нарушений герметичности влагонепроницаемой упаковки.

 — Проверить упаковку на отсутствие разрывов, проколов, вмятин, отверстий, порезов и любых других повреждений, которые могут привести к воздействию окружающей среды на внутренние слои упаковки (тары) или сами компоненты.

 — Не допускается вскрытие влагонепроницаемой упаковки.

 — При обнаружении несоответствий сообщить начальнику ЛВК.

 6.3 Цех

 — Вскрывать влагонепроницаемую упаковку непосредственно перед монтажом, аккуратно отрезая верх пакета возле самого шва, чтобы можно было запечатать пакет повторно. Пакет можно вскрывать только при нормальных условиях окружающей среды (Т˚С≤30°C, относительная влажность воздуха ≤60%).

 Указывать на бумажной этикете пакета дату и время вскрытия.

 — Проверять согласно п. 5.5 цвет точек индикатора влажности.

Если цвет точек сразу после вскрытия пакета изменился (пакет негерметичен, компоненты подверглись воздействию влаги), катушку с компонентами поместить в исходную упаковку, изолировать и сообщить инженеру и мастеру.

 — Компоненты, оставшиеся неиспользованными, должны быть установлены и припаяны в течение безопасного времени, указанного на информационной этикетке. Безопасное время зависит от уровня увствительности компонента к влажности и температуре пайки оплавлением, см. таблицу 1.  

 — Безопасным время нахождения влагочувствительных компонентов вне упаковки является при условии, если температура окружающей среды ≤30°C и относительная влажность воздуха ≤60%, или при условиях, указанных непосредственно на упаковке.

Если условия не выдержаны, сообщить начальнику цеха.

 — Если нет потребности в использовании компонентов в течение безопасного времени нахождения их вне упаковки, катушку с остатками компонентов поместить в исходный влагонепроницаемый пакет и сдать на склад ПДО.

 6.4 Склад ПДО

 — Возвращенные из цеха КПМ, чувствительные к влажности, должны находиться во влагонепроницаемых пакетах, на которых указана дата вскрытия. Влагонепроницаемые пакеты от изготовителя также защищают компоненты от воздействия статического электричества.

 — Проверить по информационной этикетке на пакете срок истечения безопасного времени нахождения компонентов вне упаковки в заводской среде.

 — Если срок истек – пакет с компонентами изолировать до решения технической комиссии специалистов.

 — Если срок не истек, и компоненты находились вне упаковки в производственной среде с параметрами не выше 30˚С /60% относительной влажности, их можно поместить во влагонепроницаемую упаковку, вложив в пакет мешочек с осушителем-силикагелем. Далее пакет термически загерметизировать, не допустив его повреждения или расслаивания.

Вакуумирование не требуется и не рекомендуется, избыточное обезвоздушивание может ухудшить работу осушителя и привести к проколам влагонепроницаемого пакета.

 — На информационной этикетке пакета указать дату герметизации.

 — Обеспечить правильное хранение ВНП с компонентами на складе:

 ВНП укладывать на стеллажи в вертикальном положении, упаковывать и хранить КПМ в атмосферной среде с параметрами не выше 30˚С /60% относительной влажности.

6.5 По всем нарушениям, выявленным в производстве в процессе использования и хранения влагочувствительных компонентов поверхностного монтажа, цеху следует собирать техническую комиссию специалистов отделов и цеха, при необходимости руководителей, для принятия решения об использовании компонентов, подвергшихся воздействию влаги.  Технология восстановления несоответствующих по влажности компонентов приведена в стандарте IPC/JEDEC J-STD-033B1. Решение о проведении сушки принимает техническая комиссия

Технологическая инструкция (Технология ручной пайки и лужения)

Определение и назначение

Настоящая инструкция устанавливает технологию ручной пайки и лужения электрорадиоизделий (ЭРИ). Инструкция разработана на основании и в развитие ОСТ 4Г 0.033.200 «Припои и флюсы для пайки», ОСТ 4ГО 054. 267 «Пайка электромонтажных соединений. Типовые технологические операции».

Инструкция распространяется на работников цеха, выполняющих технологические операции ручного монтажа и пайки  комплектующих ЭРИ на печатные платы.

Техника безопасности

Припои, флюсы, промывочные жидкости, используемые при ручной пайке и лужении, относятся к общетоксичным и раздражающим веществам.

Для предупреждения их воздействия необходимо содержать рабочее место в чистоте, работать под местной вытяжной вентиляцией на рабочем месте.

Индивидуальными средствами защиты являются:

халат, перчатки трикотажные с полимерным покрытием типа «Мультекс», защитные маски-респираторы.

Вредные составляющие в трубчатых и проволочных припоях, флюсах, промывочных жидкостях

Модифицированная канифоль (содержится в припоях Х39, JM-20, Crystal 502) Может стать причиной раздражения при контакте с кожей и вдыхании паров при пайке.
Свинец в припоях При температуре пайки свыше 500ºС пары свинца достигают высокой концентрации, что может вызвать тошноту, слабость, судороги.
Промывочная жидкость VIGON EFM Флюс MF 210 (Х33-12i), WF-9942. Могут стать причиной раздражения при контакте с кожей.                       

I. Технические данные:

Пайка является основой  сборки печатного узла. Пайка объединяет две или несколько металлических поверхностей в одно металлургическое соединение.

Процесс пайки – это нанесение расплавленного припоя на обработанные флюсом поверхности, флюс наносится с целью смачивания припоем паяемых поверхностей, смачивание требуется для получения при пайке металлургического соединения. 

Смачиваемость определяется как образование однородной, гладкой, не имеющей разрывов и прилипающей пленки припоя на основном металле.

 Паяемость  — свойство металлической поверхности, позволяющее смачивание ее припоем.

Процесс пайки печатного узла заключается в одновременной подаче тепла и припоя.

Для ручной пайки и лужения применяются:

  • флюс: канифоль сосновая марки «А» ГОСТ 19113-84, требующий отмывки после пайки;
  • спирто-канифольный флюс ФКСп ОСТ 4Г 0.033.200, требующий отмывки;
  • флюс  MF 210 (Х33-12i), не требующий отмывки, фирмы Multicore Solders (Англия);
  • флюс  WF-9942, не требующий отмывки, корпорации INDIUM (США);
  • проволочные припои различных диаметров марки ПОС-61;
  • трубчатые припои различных диаметров марки ПОС–61, с флюсом, требующим отмывки;   
  • многоканальные трубчатые припои различных диаметров марок 60EN Х39, 60EN Crystal 502 фирмы Multicore  Solders (Англия),  СW-801 корпорации INDIUM (США), JM-20 фирмы КОКI (Япония), содержащие  флюс, не требующий отмывки;   
  • спирто-бензиновая промывочная жидкость (смесь спирта этилового и нефраса);
  • промывочная жидкость VIGON EFM фирмы ZESTRON (Германия).

ФЛЮСЫ

Флюсы необходимы для обеспечения высокого качества паяных соединений.

Назначение флюсов – растворение оксидов и сульфидов, препятствующих смачиванию припоем металлических поверхностей, защита паяемых поверхностей от повторного окисления, снижение поверхностного натяжения расплавленного припоя на границе металл-припой-флюс, улучшение растекаемости припоя. 

При ручной пайке флюс необходимо наносить только в места, подлежащие пайке.

Необходимость в удалении остатков флюса после пайки указывается в технологических процессах.

  • Флюсы MF 210 (Х33-12i),  WF-9942, не требующие отмывки, с низким содержанием твердых веществ, не содержат галогенов (коррозионно-активных компонентов), практически не оставляют остатков после пайки. Прозрачные остатки флюсов после пайки совместимы с влагозащитными покрытиями плат. Флюсы MF 210, WF-9942 обладает высокой способностью проникать в сквозные металлизированные отверстия.
  • Флюс ФКСп ОСТ 4Г 0.033.200 оставляет на плате остатки, требующие отмывки спирто-бензиновой смесью.
  • Флюс «канифоль сосновая марки «А» в твердом состоянии используется для очистки жал пальников от нагара.     

ПРИПОИ

Припой – сплав металлов, используемый для создания механических соединений между электронными компонентами и контактными площадками печатной платы.

Диаметр проволочного или трубчатого припоя должен быть в два раза меньше диаметра жала паяльника.

Припои отечественные марки ПОС 61 – сплав олова (61%) и свинца (39%),

пример обозначения: 

  • ПРв КР1 ПОС 61 ГОСТ 21930-76 – проволочный припой, круглый, диаметром 1 мм, оловянно свинцовый;
  • ПОС 61Т1А ГОСТ 21930-76 – оловянно-свинцовый припой, трубчатый, диаметром 1 мм, одноканальный, наполнитель — флюс «канифоль сосновая марки «А».

Припои трубчатые импортные:

  • SN62 Х39 – сплав олова (62%), свинца (36%), серебра (2%), многоканальный трубчатый припой ф. Multicore Solders (Англия), содержит  1% твердого флюса Х39, не требующего отмывки. Присутствие в припое серебра повышает механическую прочность паяных соединений и предотвращает миграцию серебра из контактных поверхностей электронных компонентов в припой в процессе пайки.
  • 60EN Х39 – сплав олова (60%) и свинца (40%), многоканальный трубчатый припой ф. Multicore Solders, содержит 1% твердого флюса Х39, не требующего отмывки. Аналог – припой JM-20 фирмы KOKI  (Япония),
  • СW-801— cплав олова (63%) и свинца (37%), многоканальный трубчатый припой ф. Indium (США), содержит 2% флюса CW-801, не требующего отмывки.
  • 60EN Crystal 502 – сплав олова (60%) и свинца (40%), многоканальный трубчатый припой, содержит 3% твердого флюса Crystal, не требующего отмывки.  Используется для пайки металлов с высокой точкой плавления, например никеля. 

Многоканальные припои (до 5-ти каналов флюса в прутке припоя, см. рис. 1) обладают преимуществом по сравнению с одноканальными:      

увеличенное количество каналов флюса обеспечивает равномерное распределение флюса без пропусков по длине прутка, что предотвращает возможность пайки «всухую» — без флюса, как в случае с одноканальными припоями.

После пайки флюс в импортном припое оставляет вокруг места пайки прозрачные остатки, не препятствующие контролю, и электроизоляционные (не проводящие токи).

Рис. 1. Сечение прутка многоканального припоя

Сечение прутка многоканального припоя

ПРОМЫВОЧНЫЕ  ЖИДКОСТИ

Промывочные жидкости предназначены для очистки  паяных соединений и печатных плат от загрязнений с целью обеспечения эксплуатационной долговечности изделий.

Существуют три основных источника загрязняющих веществ:

Печатные платы (типичные загрязняющие вещества включают:

  • жир от обработки;
  • остатки пищевых продуктов;
  • табак;
  • эпоксидную смолу;
  • стекловолокно;
  • внутреннее загрязнение меди).

Компоненты, монтируемые на печатную плату (типичные загрязняющие вещества включают:

  • жир от обработки,
  • остатки пищевых продуктов,
  • табак,
  • дефекты материалов компонента,
  • внутреннее загрязнение выводов компонентов).

Применяемая технология пайки (типичные загрязняющие вещества включают:

  • флюс,
  • остатки флюса,
  • шарики припоя,
  • внутреннее загрязнение припоя,
  • жир от обработки,
  • остатки пищевых продуктов,
  • табак.

1.  Промывочная жидкость «спирто-бензиновая  смесь» используется для промывки от остатков спирто-канифольного флюса, механических загрязнений, пыли, жировых отпечатков, но не удаляет соли, выделяемые из покрытий платы, компонентов, отпечатков пальцев. После промывки спирто-бензиновой смесью на плате остаются белесые разводы.

2.  Промывочная жидкость VIGON EFM (на основе спиртовых соединений)  используется для удалении остатков флюса с печатного узла при ручной отмывке и ремонте. Эффективно удаляет жировые и солевые загрязнения, шарики припоя, химические остатки от процесса травления при изготовлении печатных плат, активаторы флюса, которые при напряженных условиях эксплуатации изделий могут привести к коррозионным процессам на плате.

3.  Промывочная жидкость наносится на очищаемый участок филеночной кистью КФК, высушивается на воздухе.  При большом количестве остатков флюса на плате после пайки можно промывать плату, наложив на нее х/б салфетку и нанося промывочную жидкость кистью на салфетку. 

Необходимость в очистке печатного узла после пайки промывочными жидкостями указывается в технологических процессах.

II. Технология лужения и пайки

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

при работе с  персональными  паяльниками типа БМ и медными  наконечниками собственного заводского изготовления (в том числе c паяльниками Solomon, оснащенными медными наконечниками собственного заводского изготовления):  

Жало пальника (наконечник) может быть разной формы и размера для наилучшего контакта и передачи тепла к паяемым поверхностям.

Медное жало паяльника должно быть очищено от нагара и окиси канифолью: разогретое жало обмакнуть в твердый флюс «канифоль сосновую», почистить на бязевой салфетке. При необходимости медное жало к индивидуальному паяльнику заточить напильником.

Внимание: Острые кромки при заточке жала паяльника притупить.

Перед лужением или пайкой жало необходимо облудить. Для этой цели использовать проволочный или трубчатый припой: обернуть несколько витков припоя (как показано на рисунке 2) вокруг кончика жала и нагреть его до расплавления припоя.

                                Рис. 2.  Облуживание жала паяльника

Облуживание жала паяльника

при работе с оригинальными паяльниками паяльных станции РАСЕ, HAKKO, Solomon, Lukey  с использованием оригинальных наконечников импортного производства:

Категорически запрещается зачищать оригинальные наконечники к паяльникам PS 90, HAKKO 907, SOLOMON, LUKEY  напильником или грубыми абразивами, чтобы не повредить покрытие. Поврежденный наконечник следует заменить.

Оригинальные наконечники к импортным паяльникам изготовлены из меди, покрытой защитным слоем из чистого (99,9%) железа для устранения выгорания медной основы, и сверху покрыты защитным слоем хрома. Специальное тонкое покрытие создает повышенную долговечность наконечников и обладает хорошей теплопроводностью, что обеспечивает быстрое восстановление температуры.  

                                   Конструкция оригинального жала: 

Конструкция оригинального жала паяльника

Основные правила обслуживания оригинальных наконечников, применяемых в паяльниках паяльных станций

Для получения хорошего теплового контакта спаиваемых поверхностей перед пайкой необходимо очистить наконечник с помощью специальной целлюлозной губки, входящей в состав паяльной станции. Перед началом работы губку смачивают водой таким образом, чтобы она вся пропиталась, но вода не скапливалась на дне. Губка обязательно должна быть влажной, если она обугливается, значит смочена недостаточно.

Сухая губка быстро портится сама и, будучи довольно жесткой, может привести к ускоренной порче жала.  После того, как наконечник очищен, немедленно нанести на него свежий припой (см. рис. 2).

Для очистки и облуживания сильно окисленных наконечников, которые уже невозможно очистить с помощью губки, используется специальная  паста для очистки и лужения наконечников: ТТС-LF или аналогичная, при этом паяльник нагревают до температуры жала (300÷360)º, погружают наконечник в пасту или проводят жалом по поверхности пасты, затем, облудив жало,  удаляют излишки припоя с помощью влажной целлюлозной губки. Если работоспособность жала не восстановилась, процедуру повторяют.    

Замена жала паяльника

Перед заменой жала следует отключить паяльную станцию и дать полностью остыть паяльнику, замена жала должна проводиться только тогда, когда температура жала равна температуре окружающей среды. Паяльник, включенный без жала, может выйти из строя.

  Запрещается оставлять паяльник при высокой температуре продолжи-тельное время, так как это приводит к разрушению поверхности жала.

  ПОРЯДОК РАБОТЫ

ВНИМАНИЕ!  Режимы ручной пайки и лужения указаны в технологических процессах или в рабочих инструкциях комплектов технологических документов.

Для контроля времени пайки или лужения следует просчитывать про себя секундыследующим образом: если произнести словосочетание «двадцать два», это займет одну секунду.

Температуру жала паяльника контролировать перед началом пайки, после любого перерыва в работе, при смене режимов пайки, при образовании паяных соединений, несоответствующих требованиям технологического процесса и данной инструкции

В начале смены не приступать к работе, не проверив работоспособность паяльника:

паяльник должен обеспечивать температуру в пределах технологических норм, указанных в рабочей инструкции или в операционной карте. Записать показания температуры жала в листе регистрации — форма приложение 2.1. В случае использования в операции 2-х паяльников, показания температуры жал записывать в лист регистрации — форма приложение 2.2 . При несоответствии – сообщить мастеру для принятия мер.

При работе с многоканальными трубчатыми припоями пайку рекомендуется производить двумя руками. Для получения наилучших результатов рекомендуется следующее:

 1). Поднесите жало паяльника к рабочей поверхности. Жало должно контактировать одновременно с контактной площадкой платы и выводом компонента для того, чтобы прогреть обе паяемые поверхности. Избыток припоя на жале, нанесенного во время облуживания жала, будет помогать процессу теплопередачи путем увеличения площади контакта между контактной площадкой и выводом. Необходимо не более секунды, чтобы прогреть соответствующим образом обе поверхности.

 2). Поднесенный в это время к месту соединения с противоположной от жала стороны пруток трубчатого припоя позволит образовать галтель припоя. Для этого необходимо около 0,5 секунды. 

ВНИМАНИЕ!  Если припой подавать непосредственно на жало паяльника, активные компоненты флюса будут преждевременно выгорать, и его эффективность резко уменьшается. Не подавайте избыточное количество припоя на паяемое соединение. Это может привести к увеличению количества остатков флюса и ухудшению внешнего вида изделия. Рекомендуется выбирать диаметр прутка припоя равным половине диаметра жала паяльника.

 3). Удалите припой от паяного соединения и затем удалите жало паяльника (см. рис. 3)     

  4).  Весь процесс пайки должен занимать от 0,5 до 2 секунд на одно паяное соединение в зависимости от массы, температуры и конфигурации жала паяльника, а также паяемости поверхностей. Избыточное время или температура могут истощять флюс до смачивания припоем, что может привести к увеличению количества остатков флюса, и увеличивают хрупкость паяного соединения.

  5).  По окончании работы для обеспечения длительного срока службы необходимо жало облудить (см. рис. 2).

При работе с проволочными припоями необходимо нанести безотмывочный флюс с помощью тонкой беличьей кисти в места пайки,  выдержать плату несколько секунд, чтобы растворитель флюса испарился, в противном случае флюс будет кипеть при пайке.  

Припой можно наносить на жало паяльника.

Пайка чип-компонентов:

Чип-компонент – компонент в безвыводном корпусе  прямоугольной формы, контакты выполнены в виде металлизированного покрытия торцев корпуса.

 1).  Облудить одну из контактных площадок  (далее КП). Необходимо подать достаточное количество припоя для последующего формирования галтели.

 2).  Установить чип-компонент на КП.

 3).  Придерживая чип-компонент пинцетом, поднести жало паяльника, обеспечивая одновременный контакт жала с выводом чип-компонента и облуженной  КП.

 4). Произвести пайку в течение (0,5-1,5) секунд. Отвести жало паяльника.

пайка чип компонентов
пайка чип компонентов

5). Произвести пайку второго вывода: поднести жало паяльника, обеспечивая одновременный контакт жала с выводами КП. С противоположной стороны от жала паяльника подать трубчатый припой под углом 45º к плоскости КП и вывода компонента.

пайка чип компонентов

  Внимание! При пайке чип-компонентов важен  правильный подбор диаметра припоя.

Чрезмерно толстый пруток припоя будет формировать избыточную галтель припоя.  

Пайка компонентов, монтируемых в металлизированные монтажные отверстия платы:

1).  Установить компонент в монтажные отверстия.

2).  Поднести жало паяльника таким образом, чтобы был обеспечен одновременный контакт с контактной площадкой монтажного отверстия  и выводом компонента, прогреть (0,5-1) сек.

Правило №1: Необходимо обеспечить хороший контакт между жалом и паяемыми поверхностями.

монтажные отверстия пайка

3).  Подать небольшое количество припоя на жало паяльника так, чтобы образовался мостик припоя между КП и выводом.

4).  Перемещайте трубчатый припой по кругу вдоль КП в противоположном направлении от жала паяльника.

  Правило №2: Необходимо обеспечивать контакт между жалом паяльника и паяемыми поверхностями до тех пор, пока не произойдет формирование галтели припоя.

монтажные отверстия пайка

5). Как только паяное соединение сформировалось, отвести пруток припоя.

6). Одновременно отвести жало паяльника. Для образования правильной формы галтели, жало должно двигаться вверх вдоль вывода компонента.

монтажные отверстия пайка

Внимание! Избегайте сильного давления жалом паяльника на контактную площадку.

Не допускайте контакта жала паяльника с галтелью припоя без использования трубчатого припоя, это может привести к деградации паяного соединения. 

Возможные проблемы во время пайки и методы решения:

  Разбрызгивание припоя, образование шариков.

Высокая скорость нагрева. Подавайте пруток трубчатого припоя на разогретые контактные поверхности (вывод компонента и контактную площадку платы), не подавайте трубчатый припой на жало паяльника.

  Припой тянется за жалом.

  Недостаточная температура нагрева.

  Матовые паяные соединения.

Длительный контакт жала паяльника с паяным соединением после отвода прутка припоя из зоны пайки.

Остатки после пайки в виде нагара (желтый, коричневый налет на паяном соединении).

 Очистить жало паяльника, заменить изношенное жало. Чрезмерно высокая температура пайки.  

  Избыточные остатки флюса вокруг паяного соединения.

  • Большой диаметр трубчатого припоя. Использовать трубчатый припой  с меньшим диаметром.
  •  Избыточная подача трубчатого припоя в место пайки.
  • Низкая температура пайки. Используйте паяльник большей мощности или увеличте температуру пайки.

Примечание: при невозможности пайки «с двух рук», перед пайкой трубчатым припоем нанести точечно в место пайки флюс, не требующий отмывки, выдержать (3-4) секунды для пропитывания места пайки флюсом и испарения растворителя флюса, припой захватывать жалом, температура пайки должна быть минимально допустимой по технологическому процессу.

ПРОМЫВКА ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПОСЛЕ ПАЙКИ

 Необходимость в промывке после пайки указывается в технологических процессах.

При использовании:

  • для лужения и пайки флюса ФКСп и проволочного припоя ПОС-61 промывать места пайки кистью филеночной КФК, смоченной спирто-бензиновой смесью.
  • безотмывочного флюса и проволочного припоя ПОС-61 промывка не требуется, если нет особых указаний в технологическом процессе.
  • импортных трубчатых припоев можно места пайки не флюсовать, если паяемые поверхности не окислены и хорошо смачиваются припоем.

В этом случае промывка после пайки не требуется, если нет особых указаний в технологическом процессе.

Если в технологическом процессе требуется очистка мест пайки промывочной жидкостью VIGON EFM, промывать места пайки кистью филеночной КФК, смоченной промывочной жидкостью. При наличии больших остатков флюса после пайки, выдержать (3-5) секунд после промывки для испарения промывочной жидкости и повторно промыть места пайки. Можно также наложить х/б салфетку на плату, и места пайки  промывать кистью, смоченной промывочной жидкостью.

III. Требования к качеству паяных соединений выводных компонентов, монтируемых в монтажные отверстия печатной платы

Определение требований к качеству паяного соединения производится с учётом Класса изделия. Все изделия разделяются на три Класса по надёжности, долговечности, сложности, функциональным требованиям и частоте обслуживания.

При запуске в производство для каждого изделия в технологической документации указывается его Класс.

  Классы аппаратуры по международному стандарту IPC– A– 610С  «Критерии качества паяных соединений»:

1 класс – бытовая электроника

 (Изделия, к которым не предъявляются высокие требования по надежности: бытовая электроника, приборы, в которых допустимы косметические дефекты. Основная цель – принципиальная функциональность печатной платы).

2 класс – промышленная электроника

(Изделия с повышенными требованиями к надежности. Системы связи и управления, другие устройства, функционирование которых необходимо в течение длительного срока, однако выход из строя не является критическим. Допустимы небольшие косметические дефекты).

 3 класс – спецтехника военная,  аэро-космическая, системы жизнеобеспечения

(Изделия с максимальными требованиями к надежности. Оборудование, которое должно функционировать при любых обстоятельствах. Системы поддержания жизнедеятельности, системы управления полетом и т. п. Недопустимы любые отклонения от предполагаемых   характеристик,  влияющие на функциональность и надежность устройства).

Изделия автомобильной электроники отнесены разработчиками изделий к 3 классу аппаратуры.

Общие требования к паяному соединению

   Качественное паяное соединение характеризуется гладкой, блестящей или светло-матовой без темных пятен и посторонних включений поверхностью и проявлением смачиваемости, представленной в виде вогнутого мениска между соединяемыми пайкой поверхностями.

  В особых случаях, например, при использовании бессвинцовых припоев,  поверхность паяного соединения может быть серой, матовой, зернистой.

  Переход от контактной площадки к запаиваемой поверхности или выводу компонента должен быть плавным. Допустима видимая линия раздела в зоне, где происходит смешивание используемого припоя с покрытием контакта компонента или контактной площадки печатной платы, при условии, что есть смачивание контактной поверхности припоем.

  Зарубины или царапины, мелкие раковины, неглубокие поры в паяном соединении не должны ухудшать его целостность.

Эталон паяного соединения вывода компонента,  монтируемого в металлизированные монтажные отверстия печатной платы

Эталон паяного соединения вывода компонента
Эталон паяного соединения вывода компонента

Примечание:  1 – кольцевая  контактная площадка металлизированного монтажного отверстия

  • пустоты и дефекты поверхности припоя отсутствуют;
  • вывод и кольцевая контактная площадка полностью смочены припоем;
  • припой застыл тонким слоем на границе раздела контактной площадки и проводника;
  • конец вывода в припое различим;
  • галтель припоя охватывает вывод по всему диаметру;
  • галтель имеет вогнутую форму.

 Дефекты паяных соединений

 Дефектами паяного соединения считаются:

  • Паяные соединения с трещинами.
  • Разрушенные паяные соединения.
  • «Холодная» пайка. Термин «холодные соединения» относится к паяным соединениям, образованным с признаками неполного оплавления, такими, как зернистый вид поверхности, неправильная форма соединения или неполное слияние частиц припоя.
  • Галтель припоя нарушает минимальный электроизоляционный промежуток между контактными площадками или выводами компонента,  или касается корпуса компонента. Галтель припоя — поверхность, образованная припоем в процессе пайки
  • Отсутствие  смачивания или плохая смачиваемость контакта или контактной площадки —  отсутствие (полное или частичное) способности смачивания контактной площадки  или металлизированного контакта компонента расплавленным припоем, уменьшение площади контактной площадки или вывода, покрытой припоем.
  • Перемычки припоя между соединениями, кроме случаев, когда электрический контакт между этими соединениями предусмотрен конструкцией изделия

Критерии  оценки качества паяных соединений выводных компонентов, монтируемых в монтажные отверстия платы

1. Контактный угол между галтелью припоя и контактной площадкой печатной платы

Признаком хорошего паяного соединения является наличие низких или нулевых контактных углов (Ө) между галтелью припоя и контактной площадкой (угол Ө меньше 90˚). Галтель припоя вогнутая, припой на присоединяемом элементе образует застывший шов.

Признаком некачественного паяного  соединения является образование галтели припоя  с контактным углом  (Ө),  равным или более 90˚.

     Дефект –  для классов  1, 2, 3:

●  Непропай – припой образовал  шарик на поверхности, похожий на те, которые образует вода на вощеной поверхности. Галтель припоя  выпуклая, контактный угол (Ө) больше 90˚,

застывшего шва не видно. (Reject – брак).    

непропай
2.  Выступание выводов над контактными площадками платы

Выступание  выводов не должно привести к нарушению минимального электрического пространства,  повреждению паяных соединений вследствие деформации выводов, проникновению выводов через защитную антистатическую упаковку (пленку) при последующих операциях или при эксплуатации изделия.  

Выводы выступают над контактной площадкой в пределах от  Lmin до Lmaх таблицы 1, если нет специальных требований в КД.

                          Таблица 1. Выступание выводов 

  Класс 1 Класс 2 Класс 3
L min1 Конец вывода различим в припое 2
L max Отсутствие  риска коротких замыканий 2,3 мм 1,5 мм

  Примечание:

1  для односторонних плат выступание выводов или проводов (L) составляет по крайней мере 0,5 мм для классов 1 и 2. Для класса 3  должно быть достаточное для различения выступание выводов.

для плат толщиной более 2,3 мм с металлизированными монтажными  отверстиями выступание выводов компонентов в DIP-корпусах, сокетов, разъемов, имеющих выводы фиксированной длины, может быть не очевидно.

    Дефект – для класса 3:

Выступание выводов не отвечает требованиям таблицы 1.

3. Заполнение припоем металлизированного монтажного отверстия платы и смачивание припоем вывода и стенок отверстия
Заполнение припоем металлизированного монтажного

   При монтаже выводных элементов в сквозные металлизированные отверстия припой должен хорошо смачивать все контактные поверхности, смачивание стенок и заполнение отверстия припоем должны соответствовать рисунку и требованиям таблицы 2: .

1 — Высота заполнения отверстия припоем. 2 — Сторона установки компонентов. 3 — Сторона пайки.

Таблица 2. Пайка выводных компонентов в металлизированные отверстия, минимально допустимые критерии качества паяных соединений.

  Параметр1 Класс 1 Класс 2 Класс 3
A Круговое смачивание   припоем вывода компонента и контактной площадки платы на стороне установки компонента Не регламентируется   180˚   270˚
B Высота заполнения отверстия припоем 2 Не регламентируется 75% 75%
C Круговое смачивание   припоем вывода компонента и контактной площадки платы на стороне пайки   270˚   270˚   330˚
D Площадь смачивания контактной площадки припоем на стороне установки компонента   0   0   0
E Площадь смачивания контактной площадки припоем на стороне пайки   75%   75%   75%

Примечание:

(1) Относится к припою, нанесённому в процессе пайки.

(2) Незаполненные 25% высоты отверстия включают в себя незаполненные припоем полости на стороне пайки и на стороне установки компонента, то есть в сумме с обеих сторон платы.

Внимание: для некоторых областей применения изделий может требоваться 100%-ное заполнение монтажного отверстия припоем. Это условие должно быть дополнительно оговорено в технологическом процессе.

    Дефект –  для классов 1, 2, 3:

паяное соединение не соответствует таблице 2.

Вертикальное заполнение монтажного отверстия припоем:

   Эталон – для классов 1, 2, 3:   

100%-ное смачивание припоем вывода,  контактных площадок и стенок металлизированного монтажного отверстия, полное заполнение припоем монтажного отверстия вокруг вывода:

эталон
  1. вывод компонента;
  2. припой;
  3. контактная площадка;
  4. стенка монтажного отверстия;
  5. паяльная маска печатной платы;
  6. базовый материал печатной платы (прессованные слои стеклотекстолита, пропитанные эпоксидной смолой, ламинированные медной фольгой);
  7. металлизированные проводящие слои многослойной печатной платы.

    Допустимо – для классов 1, 2, 3:

не менее 75% полости монтажного отверстия по высоте заполнено припоем, допускается незаполнение припоем отверстия по высоте на 25% (суммарно с обеих сторон платы):                        

допускается незаполнение припоем

    Дефект — для классов 2, 3:

вертикальное заполнение отверстия припоем составляет менее 75%.

Периферийное (круговое) смачивание припоем вывода и стенки монтажного отверстия на стороне пайки

Периферийное (круговое) смачивание припоем вывода

    Допустимо – для класса 3:

Минимум на 270˚ (на 3/4) по диаметру отверстия вывод и стенка монтажного отверстия покрыты припоем.

    Дефект – для класса 3:

Менее, чем на270˚ (менее, чем на ¾) по диаметру отверстия  вывод и стенка монтажного отверстия покрыты припоем.

Смачивание припоем кольцевой контактной площадки металлизированного монтажного отверстия на стороне  установки компонента                                                                                                                  

Смачивание припоем кольцевой контактной площадки

    Допустимо – для классов 1, 2, 3:                                                             

Контактная площадка на стороне установки компонента может быть не покрыта припоем.

Смачивание припоем кольцевой контактной площадки металлизированного монтажного отверстия на стороне пайки вывода компонента

Смачивание припоем кольцевой

   Допустимо – для классов 1, 2:

минимум  на 270˚ (на ¾) по диаметру монтажного  отверстия галтель припоя  покрывает кольцевую контактную площадку, стенки отверстия и вывод.

  Допустимо – для класса 3:

минимум на 330˚по диаметру монтажного отверстия галтель припоя покрываеткольцевую контактную площадку, стенки отверстия и вывод.

  Допустимо – для классов 1, 2, 3:

припой смачивает минимум 75% площади кольцевой контактной площадки монтажного отверстия.

Различимость конца вывода в припое

Различимость конца вывода в припое

     Допустимо – для классов 2, 3:

 галтель выпуклая¸  конец вывода  из-за избытка припоя неразличим, но визуально определяется наличие вывода в отверстии на стороне установки компонента.

    Дефект – для классов 1, 2, 3:

конец вывода  из-за избытка припоя неразличим, со стороны установки компонента вывод деформирован и не очевидно, что конец вывода  полностью вошел в монтажное отверстие.

конец вывода  из-за избытка припоя неразличим

Припой на формованной части (на сгибе, «плече»)  вывода компонента

Припой на формованной части

    Допустимо —  для классов 1, 2, 3:

припой затек на сгиб вывода,  но не касается корпуса компонента.

   Дефект – для классов 1, 2, 3:

припой затек на «плечо»  вывода и касается корпуса компонента.

припой затек на «плечо»
припой затек на «плечо»

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОРУДОВАНИЯ,  ИНСТРУМЕНТОВ  И ОСНАСТКИ

разрешенных для использования при выполнении операций облуживания или пайки

  • Паяльная станция HAKKO 936 c паяльником HAKKO 907
  • Паяльная станция SOLOMON SL10/20/30 ESD.
  • Стержень к оригинальному паяльнику паяльной станции SOLOMON тип 822, 622 (см. Приложение 1 листы 3, 4, 5, 6).
  • Cтержень собственного изготовления к паяльнику паяльной станции SOLOMON:
  1.   7999-4056 Ø 5,6 мм, длина 12 мм, конусный (угол изгиба 15º);
  2.   7999-4057 Ø 3 мм, прямой;
  3.   7999-4057-01 Ø 4 мм, прямой;
  4.   7999-4058 Ø 2 мм, прямой;
  5.    7999-4058-01 Ø 3 мм, прямой;
  6.   7999-4059, изогнутый под углом 45º(7999-4059/002), под углом 90º ( 7999-4059/002-01), диаметр стержня — 3 мм, диаметр отверстия в наконечнике — 1 мм. 
  • Термовоздушная паяльная станция Lukey 702 с термофеном и паяльником Lukey.
  • Стержень к оригинальному паяльнику Lukey (см. Приложение 1 листы 7, 8, 9).
  •  Ремонтная паяльная станция РАСЕ с набором термоинструментов и наконечников (типы термоинструментов и наконечников cм. в ТП «Ремонт печатных узлов»)
  • Персональный паяльник БМ 0891-2160 (36В, 60Вт), БМ 0891-2076 (36В, 50Вт), БМ 0891-2170 (36В, 60Вт).
  • Стержень к персональному паяльнику:
  1.  7999-4067 Ø 2 мм (конусообразный конец  жала);
  2.   7999-4066 Ø 3 мм; 
  3.  7999-4066-01 Ø 4 мм;
  4.   7999-4066-02 Ø 5 мм;
  5.   7999-4069 Ø 3 мм, изогнутый под углом с отверстием в наконечнике;
  6.   7999-4069-01 Ø 2 мм, изогнутый под углом с отверстием в наконечнике;
  7.  7999-4070, прямой, зауженный наконечник, для пайки мелких компонентов;
  8.  7999-4075, наконечник в виде «ложки», для облуживания.
  • Прибор ГГ8779-4003 тип ПКТП или ОНИТ для контроля температуры жала паяльника.
  • Термометр HAKKO FG-100 c набором термопар для контроля температуры жала паяльника.
  • Антистатический браслет 7910-4276, разъем к браслету 7910-4274.
  • Антистатический браслет ZD-152.
  •  Тестер заземления HAKKO 498.
  • Приспособление для зачистки проводов от изоляции: БМ 769-1381 («пистолет»).
  • Привод к приспособлению для зачистки проводов: БМ 7029-2009.
  • Губки специальные (к «пистолету»): 7820-4225.
  • Линейка 150 ГОСТ 427-75.
  • Штангенциркуль ГОСТ 166-89.
  • Пинцет для электромонтажных работ.     
  • Бокорезы.
  • Скальпель.
  • Ножницы.
  • Монтажный нож.
  • Монтажный нож двухсторонний 7820-4450.
  • Напильник 2820-0013 ГОСТ 1465-80 для зачистки медных жал.
  •  Плоскогубцы с удлиненными губками
  • Плоскогубцы комбинированные  длиной от 125 мм до 200 мм.
  • Тара цеховая металлическая для ЛВЖ (легковоспламеняющихся жидкостей) и ГЖ (горючих жидкостей).

ПЕРЕЧЕНЬ  ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ,

разрешенных для использования при выполнении операций облуживания или пайки

 Конкретные материалы для облуживания или пайки указаны для каждого изделия в операционных картах технологического процесса.

  • Проволочный припой ПРв КР1 или ПРв КР2 ПОС 61 ГОСТ 21930-76,Ø 1 мм,  Ø2 мм.
  • Одноканальный трубчатый припой ПОС 61Т1А ГОСТ 21930-76, Ø 1 мм,  Ø 2 мм.
  • Многоканальный трубчатый припой с флюсом, не требующим отмывки,  SN62 Х39  ф. Multicore  Solders (на основе сплава SN 62, серебросодержащий),  Ø 0,56.
  • Многоканальный трубчатый припой с флюсом, не требующим отмывки,  SN60 Х39  ф. Multicore  Solders (на основе сплава SN 60),  Ø 0,7 мм,  Ø 1,2 мм.
  • Многоканальный трубчатый припой с флюсом, не требующим отмывки,  JM-20 ф. Koki (на основе сплава SN 60), Ø 0,8 мм, Ø 1,0 мм, Ø 1,2 мм.
  • Многоканальный трубчатый припой с флюсом, не требующим отмывки, 60EN Crystal 502 ф. Multicore  Solders(на основе сплава  SN 60), Ø 1,2 мм.
  • Многоканальный трубчатый припой с флюсом, не требующим отмывки, CW-801 ф. Indium (на основе сплава  SN 63), Ø 0,8 мм,  Ø 1 мм.
  • Флюс спирто-канифольный ФКСп ОСТ 4Г 0.033.200.
  • Флюс твердый  «канифоль сосновая марки «А»» ГОСТ 19113-84.
  • Флюс однокомпонентный, не требующий отмывки,  Х33-12i (MF-210) ф. Multicore  Solders илиWF-9942 ф. Indium.   
  • Спирт этиловый ГОСТ 18300-87.
  • Нефрас С2 80/120 ТУ 38 401-67-108-92
  • Промывочная жидкость VIGON EFM ф. Zestron.
  • Серебряная оплетка для удаления припоя (внешний проводник кабеля радиочастотного РК-75-1-22 ТУ 16.505.198-91) илимедная оплетка DESOLDERING WICK или аналогичная.
  • Кисть филеночная круглая КФК № 8, № 12  ГОСТ 10597-87.
  • Кисть филеночная плоская КФП № 8, № 12  ГОСТ 10597-87.
  • Кисть художественная КХЖК № 1, № 3 «белка» ОСТ 17880-80.
  • Обрезки х/б арт. 361 ГОСТ 4644-75.
  • Перчатки трикотажные с полимерным покрытием типаМультекс код Пер 306 по каталогу ф. Тракт.
  • Антистатические перчатки ESD CLOVES 8745 PVCB 6.  
  • Паста ТТС-LF или аналогичная для очистки и лужения наконечников.

Регламент подготовки и использования конструкторской документации

При размещении заказов на изготовление печатных плат для обеспечения НИОКР и серийного производства.

1 Подготовка и использование КД при размещении заказов на изготовление печатных плат для обеспечения НИОКР.

1.1. Подразделение Технической Дирекции, проводящее НИОКР, разрабатывает (самостоятельно либо с привлечением специалистов конструкторского отдела) РСВ и Gerber-файлы на печатную плату (ПП) проектируемого изделия.

1.2. Разработанные и оформленные в соответствии с РИ «Управление конструкторской документацией» РСВ и Gerber-файлы на печатную плату передаются в ОНТД для размещения на сервере Технической дирекции. Передача документации сопровождается письмом с указанием темы НИОКР, обозначения модификации разрабатываемого изделия (при необходимости), и списком адресатов, которым необходимо разослать уведомление о размещении КД на сервере.

1.3. Ответственный инженер ОНТД размещает полученную КД на сервере Технической дирекции в каталоге «Эскизные проекты» в папке с наименованием, указанным в сопроводительном письме. После размещения КД на сервере ответственный инженер ОНТД, в соответствии с прилагаемым списком, рассылает уведомление с ссылкой на адрес вновь размещенной документации.

1.4. После передачи КД в ОНТД уполномоченный сотрудник подразделения Технической дирекции, проводящего НИОКР:

1.4.1. Либо отправляет письмо-заказ в Дирекцию по закупкам (ДЗ) с указанием наименования, количества и места изготовления требуемых печатных плат

1.4.2. Либо отправляет письмо-заказ Изготовителю ПП с приложением КД, переданной в ОНТД, с обязательным указанием получателя копии письма ответственного сотрудника ДЗ для оформления им заказа в системе 1С.

1.5. При получении письма-заказа и уведомления о размещении КД, сотрудник ДЗ осуществляет размещение заказа на изготовление ПП, используя для передачи Изготовителю ПП, только документацию, размещенную на сервере Технической дирекции. После получения подтверждения о готовности Изготовителя ПП выполнить Заказ, сотрудник ДЗ информирует заказчика о сроках выполнения и стоимости работ.

2 Подготовка и использование КД при размещении заказов наизготовление печатных плат для обеспечения серийного производства

2.1. При размещении плановых заказов на изготовление ПП, специалисты ДЗ используют для передачи Изготовителю ПП, только документацию, размещенную в тематических каталогах на сервере Технической дирекции. Категорически запрещается использовать при заказе ПП для серийных изделий КД из папок «Временные проекты» и «Эскизные проекты».

2.2. B случае внесения изменений в КД (РСВ И (Gerber-файлы), разработанных и оформленных в соответствии с РИ «Управление конструкторской Документацией», сотрудниками Технической Дирекции оформляется Извещение об изменении КД. Дата в графе «Указание о внедрении» указывается по согласованию с Директором по закупкам.

2.3. Оформленное Извещение об изменении КД передается в комплекте с КД ответственному инженеру ОНТД и размещается им на сервере Технической Дирекции.

Рабочая инструкция «Требования к разработке и изготовлению печатных плат

1. ЦЕЛЬ

Цель настоящей инструкции – определить требования к печатным платам, связанные с особенностями, которые присущи технологическому процессу сборки изделий на печатных платах и должны быть учтены при разработке и изготовлении печатных плат.

2. ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Сокращения, использованные в настоящей инструкции, приведены в Руководстве по качеству.

3. ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

За выполнение всех требований настоящей инструкции до передачи КД на единичные печатные платы для технологической подготовки производства отвечает подразделение, разрабатывающее плату.

За контроль выполнения требований к разработке единичных печатных плат и выполнение всех требований настоящей инструкции к групповым заготовкам печатных плат отвечает ОГТ.

За трансляцию требованийнастоящей инструкции поставщикам (производителям) печатных плат и соблюдение имиэтих требований отвечает дирекция по закупкам.

4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1. При топологическом проектировании печатных плат необходимо руководствоваться требованиями и рекомендациями следующих государственных и международных стандартов:

  • IPC-2221,
  • IPC-2222,
  • IPC-2224,
  • IPC-SM-782A,
  • ГОСТ Р 53429-2009.

4.2. Специальные требования к образам SMD-компонентов в программах разводки топологии печатных плат:

4.2.1. Все образы SMD-компонентов должны иметь точку привязки для автоматического монтажа (Pick and Place). Данная точка вводится по центру тяжести элемента в редакторе корпусов компонентов (P-CAD Pattern Editor) по команде Place – Pick Point. При этом точка привязки для автоматического монтажа (Pick Point) может не совпадать с точкой привязки компонента (Ref Point).

4.2.2. Образы SMD-компонентов должны иметь соответствующие действительности значения атрибутов Type и Value.

4.3. Ширина платы (групповой заготовки печатных плат) от 80 до 250мм.

4.4. Толщина платы от 1 до 3мм.

4.5. Длина платы (групповой заготовки) от 150 до 350 мм.

4.6. Минимальный зазор между проводниками – 0,3 мм.

4.7. Минимальная ширина проводника – 0,3 мм.

4.8. Оптимальные величины зазоров между проводниками печатной платы (равно как и минимальные размеры самих проводников) в каждом случае должны выбираться исходя из требований к изделию.

4.9. При объективной невозможности обеспечить требуемый по предыдущему пункту запас надежности, размеры отдельных зазоров (а также размеры отдельных проводников) должны указываться на чертежах печатных плат в качестве ключевых параметров.

4.10. На платах следует заранее предусматривать специальные площадки для работы контрольного оборудования (внутрисхемное и функциональное тестирование).

4.11. Не допускается располагать сквозные отверстия диаметром более 10 мм и/или металлизированные отверстия диаметром более 1,5 мм в точке с координатами (х=17 мм; у=73 мм), так как точка с этими координатами используется для позиционирования групповой заготовки в технологическом оборудовании (отсчет координат вести от нулевой точки платы в левую сторону).

4.12. На плате (групповой заготовке) проектируется не менее 3 реперных знаков ∅ 2,0 мм. Вокруг реперного знака должна быть обеспечена зона, свободная от защитного фоторезистивного слоя, ∅ 4 мм. Минимальное расстояние от центра реперного знака до края платы – 6 мм.

4.13. Расположение (несимметричное!) реперных знаков на печатной плате (групповой заготовке) должно обеспечивать возможность автоматического обнаружения поворота платы на 180°.

4.14. Расположение реперных знаков на разных сторонах печатной платы (групповой заготовки) с двусторонним расположением SMD-компонентов должно обеспечивать возможность автоматического обнаружения переворота платы.

4.15. Расположение реперных знаков должно обеспечивать возможность автоматического обнаружения печатных плат разной топологии при одинаковых габаритных размерах (достигается дополнительным смещением одного из знаков на 10 мм для каждого из вариантов топологий плат).

4.16. При мультиплицировании плат, необходимо предусматривать линии скрайбирования модулей.

4.17. Остаточная толщина платы в месте скрайбирования (web) должна быть максимально близкой к 1/3 толщины самой платы.

4.18. Линии скрайбирования должны быть прямыми и проходить от одного края панели к другому через всю панель. Допуск на обработку контура при скрайбировании +/- 0,1 мм.

4.19. Расхождение между линиями скрайбирования с разных сторон платы – не более 0,1 мм.

4.20. По краям платы для каждой линии скрайбирования должны обеспечиваться технологические заходы для режущего инструмента (вырубку сторонами 2,1х2,1 мм и углом между ними 90°и шириной паза 3,0 мм — пример см. в Приложении А).

4.21. Не допускается располагать радиоэлементы на платах (групповых заготовках) на расстоянии менее 4 мм от внешнего края групповой заготовки (тем более не допускается выступание корпусов радиоэлементов за края групповой заготовки).

4.22. Прямоугольные радиоэлементы (например, керамические ЧИП-компоненты) при размещении вблизи краев печатных плат должны располагаться параллельно (не перпендикулярно!) краю платы.

4.23. Тяжелые навесные компоненты должны располагаться ближе к центру платы, либо уравновешивать друг друга на плате, иначе могут возникнуть проблемы с переворачиванием плат при прохождении в оборудовании.

4.24. Если по краю групповой заготовки располагаются угловые разъемы или другие радиоэлементы, у которых корпус выступает за пределы платы, необходимо спроектировать дополнительное технологическое поле. Вдоль данной стороны платы на дополнительном технологическом поле спроектировать линии скрайбирования и несколько узких прямоугольных отверстий для облегчения операции выламывания единичных плат из групповой заготовки.

4.25. Во избежание попадания припоя на верхнюю поверхность платы не рекомендуется располагать сквозные отверстия диаметром более 6 мм на платах, которые планируется монтировать на установках пайки волной припоя.

4.26. На плате необходимо размещать зоны для идентификационной маркировки (Приложение 1). Зоны маркировки должны быть выполнены белым цветом в слое шелкографии (Silk). Если SMD-компоненты расположены с обеих сторон платы, то зоны маркировки следует проектировать как на верхней (Top), так и нижней (Bot) сторонах.

4.27. В зоне маркировочной метки не должно быть никаких отверстий (переходных, крепежных, фиксирующих, монтажных и т.п.). Под маркировочной меткой предпочтительно иметь однородную гладкую поверхность (слой сплошной металлизации предпочтительнее материала ПП).

4.28. При мультиплицировании плат желательно проектировать маркировочные метки на каждом модуле, только при отсутствии свободного места для размещения метки на модуле допускается проектировать одну общую метку на технологическом поле групповой заготовки. При этом маркировочная метка должна быть расположена вдоль короткой стороны модуля (групповой заготовки).

4.29. Оптимальный размер маркировочной метки 5х30 мм (по согласованию допускаются другие размеры). Минимальное расстояние от края длинной стороны ПП до края маркировочной метки должно быть не менее 3 мм.

4.30. При наличии достаточного места для увеличения информационного поля идентификации модуля необходимо размещать на ПП две маркировочные метки (например, для маркировки № запуска и № платы).

4.31. Ограничения для выбора варианта мультипликации плат:

4.31.1. Минимальное время нанесения паяльной пасты 25 секунд, за это время может быть установлено (значения указаны только в качестве примера).

4.31.2. В случае меньшего числа компонентов на единичной плате желательно производить мультиплицирование плат.

4.32. Основное правило при выборе оптимального варианта мультиплицирования плат: чем меньше ширина мультиплаты, тем выше производительность оборудования поверхностного монтажа. Каждые дополнительные 10 см длины дают потерю 5% производительности. Чем длиннее мультиплата, тем выше производительность сборки, при этом нет ограничивающих по времени факторов оборудования. Другими

словами, для более эффективного использования оборудования оптимально иметь мультиплаты, на которых единичные платы расположены в один ряд либо единичные платы, без мультиплицирования.

4.33. Требования к качеству изготовления печатных плат описаны в стандарте IPC-A-600G (все платы, предназначенные для изделий автомобильной промышленности, относятся к классу 3 данного стандарта).

4.34. Единственно приемлемый уровень качества печатных плат на входном контроле для изделий автомобильной промышленности – 0 дефектов в каждой поставке (по ключевым параметрам, влияющим на безопасность, работоспособность и надежность собираемых изделий, а также на выполнение государственных, законодательных норм).

4.35. При невозможности выполнения любого из перечисленных выше требований необходимо согласовать каждое отступление с ОГТ, специалистами дирекций по закупкам и по качеству.

5. ССЫЛКИ

  • РИ «Регламент заказапечатных плат»
  • IPC-2221 «Generic Standard on Printed Board Design»
  • IPC-2222 «Sectional Design Standard for Rigid OrganicPrinted Boards»
  • IPC-2224 «Sectional Standard for Design of PWBs for PCCards»
  • IPC-A-600G «Acceptability of Printed Boards»
  • IPC-SM-782A «Surface Mount Design and Land PatternStandard»
  • ГОСТ Р 53429-2009 «Платы печатные.Основные параметры конструкции»
требования к проектированию печатных плат

Инструкция «Требования к проектированию печатных плат»

Предисловие

Настоящая инструкция устанавливает требования к печатным платам, предназначенным для автоматического монтажа поверхностно-монтируемых компонентов, которые должны быть соблюдены при их проектировании и изготовлении.

Конструирование печатных плат производится в специализированных программах автоматизированного проектирования, наиболее известная P-CAD.

Для заказа печатных плат изготовителю файл платы в формате P-CAD переводится в формат Gerber, принимаемый большинством изготовителей как входной формат, управляющий технологическим оборудованием: сверлильными станками, фотоплоттерами, станками для скрайбирования и т. п.

1 Область применения

Настоящая инструкция применяется специалистами отдела главного конструктора и бюро подготовки производства и технологий цеха при проектировании конструкции печатной платы изделия и мультиплицировании печатной платы для автоматического монтажа поверхностно-монтируемых компонентов на линиях поверхностного монтажа.

Ответственность за выполнение требований настоящей инструкции при проектировании единичных плат несет главный конструктор, мультимодульных плат — начальник цеха.

2 Нормативные ссылки

При проектировании топологии печатных плат необходимо руководствоваться требованиями и рекомендациями следующих национальных стандартов Российской Федерации и международных стандартов IPC:

  • ГОСТ 23752-79 «Платы печатные. Общие технические условия»
  • ГОСТ Р53429-2009 « Платы печатные. Основные параметры конструкции»
  • ТРС-2221 «Generic Standard on Printed Board Design» — Общий стандарт по проектированию печатных плат
  • ТРС-2222 « Sectional Standard on Rigid Organic Printed Boards» — Стандарт по конструированию жестких печатных плат на органической основе»
  • ТРС-2224 «Sectional Standard of Design of PWB for PC Cards» — Стандарт по конструированию печатных плат формата РС Card
  • IPC-7351A «Land Pattern Naming Convention Notes» — Общие требования по конструированию контактных площадок печатных плат c применением технологии поверхностного монтажа
  • lPC-SM-782A «Surface Mount Design and Land Pattern Standard» Руководство по проектированию плат и контактных площадок для поверхностного монтажа.
  • ОСТ 4.42.02-93 «Сборочно-монтажное произвщство радиоэлектронных средств. Требования технологические к конструкциям печатных узлов для автоматизированной сборки»

3 Термины и определения

  • Топология печатной платы — это рисунок проводящего слоя печатной платы.
  • Скрайбирование — v-scoring — нанесение линейных надрезов заданной глубины на поверхность технологической заготовки c обеих сторон, c целью упрощения производства печатных плат и облегчения последующего разделения мультимодульной платы на единичные.
  • Мультимодульная печатная плата — групповая заготовка единичных печатных плат, разделенных между собой скрайбами или фрезерованными пазами.
  • Панель — мультимодульная плата прямоугольной или квадратной формы.
  • Datasheet — спецификация технических характеристик электронного компонента.

4 Обозначения и сокращения

  • IPC — The Institute for Interconnecting fnd Packaging Electronic Circuits международная ассоциация компаний — производителей электроники. Область деятельности: конструирование, производство, стандартизация, сертификация в электронной отрасли промышленности.
  • SMD — компонент — Surface Mount Device — компонент, монтируемый на поверхность печатной платы
  • ПП — печатная плата
  • КД — конструкторская документация
  • КП — контактная площадка

5 Требования и рекомендации к проекту печатной платы

5.1 Специальные требования к образам ЭМО-компонентов в программах разводки топологии печатных плат:

Все образы ЭМО-компонентов должны иметь точку привязки для автоматического монтажа (Pick and Place). Данная точка вводится по центру тяжести элемента в редакторе корпусов компонентов (P-CAD Pattern Editor) по команде Place — Pick Point. При этом точки привязки для автоматического монтажа (Pick Point) и привязки компонента (Ref Point) могут не совпадать.

Образы ЗМО-компонентов должны иметь соответствующие действительности значения атрибутов Туре, Value, Ref Des.

5.2 Требования к отверстиям:

Диаметры монтажных, переходных металлизированных и неметаллизированных отверстий должны быть выбраны из ряда, указанного в разделе 5.3

ГОСТ Р 53429-2009. Предельные отклонения диаметра отверстия в зависимости от класса точности печатной платы должны быть выбраны из таблицы 1.

Диаметры переходных отверстий должны выбираться, основываясь на толщине платы и минимальном диаметре металлизированного отверстия. При выборе диаметра отверстия необходимо учитывать толщину слоя основной металлизации и финишного покрытия.

Рекомендуемое расположение переходных отверстий и контактных площадок (Рис. 1):

Центры отверстий рекомендуется располагать в узлах координатной сетки.

Не допускается располагать сквозные отверстия диаметром более 10 мм и/или металлизированные отверстия диаметром более 1,5 мм в точке с координатами (х=17 мм; y=73 мм), так как точка с этими координатами используется для позиционирования мультимодульной платы в технологическом оборудовании (отсчет координат вести от нулевой точки платы в левую сторону).

Не допускается располагать переходные отверстия на контактных площадках компонента.

Оптимальный зазор между выводом компонента, монтируемого в монтажные отверстия платы, и стенкой монтажного отверстия должен составлять (0,2-0,3)мм. При меньшем зазоре припой плохо затекает в отверстие, появляются пустоты и непропаи. С увеличением зазора возрастает расход припоя, появляются усадочные раковины в припое, перемычки припоя на стороне платы, противоположной пайке.

На платах, которые планируется монтировать на установках пайки волной припоя, во избежание попадания припоя на верхнюю поверхность платы, не рекомендуется располагать сквозные отверстия диаметром более 6 мм.

Вокруг крепежных отверстий необходимо разместить запрещенные зоны.

5.3 Требования к проводникам:

Наименьшие номинальные размеры проводящего рисунка в зависимости от класса точности печатной платы должны быть выбраны из таблицы 2 ГОСТ Р 53429-2009.

Параметры проводящего рисунка:

  • ширина проводника,
  • расстояние между проводниками;
  • гарантийный поясок контактной площадки.

Оптимальные величины зазоров между проводниками печатной платы (равно как и минимальные размеры самих проводников) в каждом случае должны выбираться, исходя из требований к изделию дополнительным 50% запасом.

При объективной невозможности обеспечить требуемый по предыдущему пункту запас надежности, размеры отельных зазоров (а также размеры отдельных проводников) должны указываться на чертежах печатных плат в качестве ключевых параметров.

В слое металлизации при трассировке проводников необходимо избегать острых углов.

Для предотвращения оттока тепла от контактных площадок при пайке необходимо использовать узкие проводники, соединяющие непосредственно контактную площадку и широкий проводник.

Проводники, расположенные под ЭМО-компонентами, должны быть закрыты защитной маской.

Расстояние от контура единичной печатной платы до контактных площадок или проводников должно быть не менее 0,5 мм.

Печатные проводники следует выполнять максимально короткими.

Заземляющие проводники следует выполнять максимально широкими.

Прокладывание рядом проводников входных и выходных цепей нежелательно во избежание паразитных наводок.

Проводники наиболее высокочастотных цепей прокладываются в первую очередь, благодаря этому они могут иметь наиболее короткую длину.

5.4 Рекомендации по размещению контактных площадок и компонентов:

Каждый типоразмер корпуса ЭМО-компонента должен иметь свою конфигурацию монтажного поля на печатной плате, форму и размеры контактных площадок. Размеры площадок должны соответствовать данным, рекомендуемым для данного типоразмера корпуса разработчиками компонентов.

При проектировании контактных площадок следует руководствоваться стандартами IPC-SM-782A и IPC-7351, OCT 4.42.02-93, рекомендациями разработчиков компонентов в Datasheet.

Ha единичных платах следует заранее предусматривать специальные площадки для работы контрольного оборудования — тестовые площадки для внутрисхемного и функционального тестирования.

Минимальное расстояние между контактными площадками соседних SMD-компонентов должно быть не менее 1 мм, а между ЭМО-компонентами и компонентами со штырьковыми выводами — не менее 1,5 мм.

Недопустимо размещение контактных площадок непосредственно в полигонах (большой теплоотвод делает невозможной качественную пайку), они должны быть отделены от полигона тепловыми барьерами и электрически соединяться с ним только проводником номинальной ширины (рис. 2)

Выполнение полигонов в виде сетки уменьшает теплоемкость и коробление платы во время пайки.

Контактные площадки отверстий и контактные площадки для монтажа компонентов должны соединяться (при необходимости) проводниками номинальной ширины (правильно) и не выполняться в виде общего массива (не сливаться).

Расстояние между контактной площадкой монтажного отверстия и контактной площадкой для CHIP или МЕLF-компонентов, перекрытое паяльной маской, должно быть не менее половины высоты компонента, но более 0,5 мм.

Минимальная ширина контактной площадки при шаге выводов компонента, равном 0,5 мм, должна составлять 0,27 мм.

Для компонентов с шагом выводов до 0,5 мм включительно должно быть указано наличие защитной паяльной маски между контактными площадками.

Незадействованные контактные площадки для микросхем в корпусах типа QFP, PLCC, SO рекомендуется снабжать «отростком» в виде короткого печатного проводника, заходящего под защитную маску. Это позволяет предотвращать отслоение площадок при ремонте.

Соединения между соседними выводами микросхем должны выполняться за пределами монтажного поля, так как после пайки перемычка между соседними площадками может выглядеть как спайка. Соединительный проводник должен подходить соосно к торцу контактной площадки, а его ширина должна быть не более ширины площадки (рис. 4).

Для точной установки ВGА-компонентов и микросхем с шагом менее 0,625 мм рекомендуется делать два локальных реперных знака, расположенных по диагонали на периметре монтажного поля микросхем.

Прямоугольные компоненты, например, керамические ЧИП-компоненты, при размещении по краям печатных плат должны располагаться параллельно краю платы.

Все «тяжелые» ЭМО-компоненты следует размещать на одной стороне платы.

Тяжелые навесные компоненты должны располагаться ближе к центру платы, либо уравновешивать друг друга на плате, во избежание проблемы с переворачиванием платы при прохождении в оборудовании.

Для монтажа недоступны зоны, находящиеся на расстоянии менее 5 мм от края платы по ширине, поэтому компоненты, попадающие в эти зоны целиком или даже только выводами, устанавливаться при монтаже не будут.

He рекомендуется располагать рядом друг с другом компоненты, отличающиеся по высоте, так как при пайке оплавлением паяльной пасты «тепловая» тень от больших компонентов ухудшает пайку низких компонентов‚ Chip-компоненты рекомендуется располагать не ближе 3 мм от выводов микросхем.

Зазоры между компонентами должны быть не менее указанных на рис. 5.

печатные платы

5.5 Рекомендации по мультиплицированию платы:

5.5.1 Платы малого размера рекомендуется выполнять в виде мультиплицированной заготовки. Заготовка должна иметь прямоугольную форму. Габариты мультиплицированных заготовок (панелей) рекомендуется выбирать из стандартного ряда размеров.

Длина платы (мультиплаты) — L — от 150 до 350 мм.

Ширина мультиплаты — W — от 80 до 250 мм.

Толщина платы от 1 до 3 мм.

Максимальный размер стороны печатной платы не должен превышать 500 мм.

Это ограничение определяется требованиями прочности и плотности монтажа.

Соотношения размеров сторон мультимодульной платы рекомендуются следующие: 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 3:2, 5:2.

По краям мультимодульной платы следует предусматривать технологические поля шириной (91-1,5) см, Размещение печатных проводников в этой зоне не допускается.

5.5.2 При мультиплицировании плат прямоугольной или квадратной формы, необходимо располагать линии разделения единичных плат – линии скрайбирования, которые должны пересекать всю заготовку, не прерываясь, и располагаться параллельно ее краям. Круглые, овальные, многоугольные и т.п. платы можно выполнить только путем фрезерования.

Скрайбированные платы остаются соединенными тонким перешейком, имеющим название веб (web). Толщина веба — основная задаваемая характеристика операции скрайбирования. Остаточная толщина платы в месте скрайбирования должна быть максимально близкой к 1/3 толщины самой платы.

Линии скрайбирования должны быть прямыми и проходить от одного края панели к другому через всю панель. Допуск на обработку контура при скрайбировании: +/- 0,1 мм.

Расхождение между линиями скрайбирования с разных сторон платы – не более 0,1 мм.

По краям платы для каждой линии скрайбирования должны обеспечиваться технологические заходы для режущего инструмента — вырубки сторонами 2,1мм х 2,1 мм, углом между ними 90° и шириной паза 3,0 мм (см. эскиз в Приложении А).

Если по краю единичных плат располагаются угловые разъемы или другие радиоэлементы, у которых корпус выступает за пределы платы, необходимо спроектировать дополнительное технологическое поле. Вдоль данной стороны мультимодульной платы на дополнительном технологическом поле спроектировать линии скрайбирования и несколько узких прямоугольных отверстий для облегчения операции ручного отделения единичных плат.

5.6 Требования к реперным знакам:

На мультимодульной плате проектируется не менее 3 реперных знаков диаметром 2мм

Вокруг реперного знака должна быть обеспечена зона (2) 5 мм, свободная от защитного фоторезистивного слоя. Минимальное расстояние от центра реперного знака до края платы — 7 мм.

Расположение (несимметричное) реперных знаков на мультимодульной плате должно обеспечивать возможность автоматического обнаружения поворота платы на 180°.

Расположение реперных знаков на разных сторонах печатной платы (групповой заготовки) с двусторонним расположением SMD – компонентов должно обеспечивать возможность автоматического обнаружения переворота платы.

Расположение реперных знаков должно обеспечивать возможность автоматического обнаружения печатных плат разной топологии при одинаковых размерах (достигается дополнительным смещением одного из знаков на 10 мм для каждого из вариантов топологии плат).

5.7 Требования к маркировочным меткам

На плате необходимо размещать зоны для идентификационной маркировки (Приложение А). Зоны маркировки должны быть выполнены в слое шелкографии (в слое Silk) белым цветом. Если ЭМО-компоненты расположены с обеих сторон ПП, то зоны маркировки проектировать как на верхней (Тор), так и нижней (Bot) сторонах ПП.

В зоне маркировочной метки не должно быть никаких отверстий (переходных, крепежных, фиксирующих, монтажных). Под маркировочной меткой предпочтительно иметь однородную гладкую поверхность (слой сплошной металлизации предпочтительнее материала ПП).

При мультиплицировании плат предпочтительно проектировать маркировочные метки на каждой единичной плате, при отсутствии свободного места для размещения метки допускается проектировать одну общую метку на технологическом поле мультимодульной платы. При этом маркировочная метка должна быть расположена вдоль короткой стороны единичной платы (мультимодульной платы).

Оптимальный размер маркировочной метки 5мм x 30 мм (при необходимости по согласованию с изготовителем допускаются другие размеры). Минимальное расстояние от края длинной стороны ПП до края маркировочной метки должно быть не менее 3 мм.

При наличии достаточного места для увеличения информационного поля идентификации модуля необходимо размещать на ПП две маркировочные метки (например, для маркировки № запуска и № платы).

6 Требования к качеству изготовления печатных плат

Печатные платы должны соответствовать требованиям:

  • конструкторской документации (КД);
  • ГОСТ 23752-79 «Платы печатные. Общие технические условия»;
  • ГОСТ Р 53429-2009 «Основные параметры конструкции»,
  • IPC-A-600G (международный стандарт по критериям оценки качества печатных плат);
  • технологического процесса «Входной контроль печатных плат».

Согласно IPC-A-600G платы, предназначенные для электронных изделий автомобилей, относятся к 3 классу аппаратуры.

печатные платы

ОСТ 4.010.030-81

Отраслевой стандарт ОСТ 4.010.030-81

Установка навесных элементов на печатные платы. Конструирование.

ОСТ 4.010.030-81ОСТ 4.010.030-81

Скачать бесплатно ОСТ 4.010.030-81 часть 1, формат файла .pdf, размер  15,3 Мб

Скачать бесплатно ОСТ 4.010.030-81 часть 2, формат файла .pdf, размер  9,7 Мб