Определение и назначение
Настоящая инструкция предназначена для оценки качества паяных соединений поверхностно – монтируемых электронных компонентов после пайки печатных узлов методом конвекционного оплавления паяльной пасты.
Инструкция предназначена для инженеров – технологов по подготовке производства, инженеров по наладке и испытаниям, инженеров по процессам, операторов сборочно-монтажного цеха, контролеров ОТК.
Требования инструкции являются обязательными для должностных лиц цеха, эксплуатирующих и обслуживающих оборудование линий поверхностного монтажа, осуществляющих монтаж и контроль качества электронных модулей.
Термины и определения
- Изделие электронной техники (ИЭТ) — комплектующее изделие, предназначенное для применения в качестве элемента электрической схемы электронного устройства.
- Поверхностно-монтируемое изделие электронной техники (ПМИ или SMD) – выводное или безвыводное ИЭТ, конструкция которого предназначена для монтажа на контактные площадки печатной платы без предварительной подготовки: обрезки, формовки выводов.
- Поверхностный монтаж – электромонтаж ПМИ на поверхность печатной платы с распайкой выводов или контактных поверхностей к контактным площадкам платы без использования монтажных отверстий.
- Вывод ИЭТ – элемент конструкции корпуса ИЭТ, предназначенный для соединения соответствующего электрода с внешней электрической цепью
- Печатный узел – печатная плата с подсоединенными к ней электрическими и механическими элементами и /или другими печатными платами и выполненными всеми процессами обработки.
- Пайка – образование соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их оплавления, их смачивания припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации. Температура пайки всегда выше точки плавления для того, чтобы дать металлу большую текучесть и хорошую смачивающую способность.
- Пайка оплавлением – пайка с дозированным количеством предварительно нанесенной паяльной пасты и последующим нагревом различными способами.
- Смачивание — образование однородной, гладкой, не имеющей разрывов пленки припоя, прилипающей к металлу.
- Cмачиваемость определяется степенью загрязнения контактных поверхностей, которая непосредственно зависит от условий хранения и транспортировки.
- Паяемость – свойство металлической поверхности, позволяющее смачивание ее припоем.
- Галтель припоя — поверхность, образованная припоем в процессе пайки.
Обозначения и сокращения
- IPC – The Institute for Interconnecting аnd 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
- КП – контактная площадка
Технические данные
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 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
Поверхность паяного соединения в общем случае должна быть гладкой, блестящей или светло-матовой без темных пятен и посторонних включений. В особых случаях, например, при использовании бессвинцовых припоев или специальных процессов пайки (если это дополнительно оговорено в технологическом процессе), поверхность паяного соединения может быть серой, матовой или 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 контактной поверхности компонента или 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.
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.
- 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.
Простые корпуса для пассивных компонентов:
Чип | ? безвыводные корпуса прямоугольной формы – чип-резисторы, чип-конденсаторы, чип-индуктивности, чип-варисторы. Наиболее распространенные корпуса чип-компонентов: 0402, 0603, 0805, 1206, 2220 (цифры указывают на габаритные размеры корпуса в дюймах) |
MELF | ? корпуса цилиндрической формы с вмонтированными в торцах металлизированными электродами – MELF (Metal Electrode Face Bonded) |
Сложные корпуса для многовыводных полупроводниковых приборов и микросхем:
SOT | ? малогабаритный транзисторный корпус ((Small Outline Transistor) |
SOD, DO | ? малогабаритный диодный корпус ((Small Outline Diode) |
SO | ? малогабаритный корпус ((Small Outline) в большинстве случаев для интегральных микросхем – в форме прямоугольного параллелепипеда |
SOL | ? увеличенный малогабаритный корпус ((Small Outline Large) для интегральных микросхем |
SOJ | ? малогабаритный корпус c J-образной формой выводов (Small Outline J Leads) |
SOIC | ? корпус SO в форме прямоугольного параллелепипеда – для микросхем |
PLCC | ? пластмассовые кристаллоносители с выводами (Plastic Leaded Chip Carrier), корпус в форме квадратного параллелепипеда |
LCCC | ? безвыводные керамические кристаллоносители (Leadless Ceramic Chip Carrier), корпус в форме квадратного параллелепипеда |
LDСС | ? керамические кристаллоносители с выводами (Leaded Ceramic Chip Carrier) |
QFP | ? плоский корпус с четырехсторонним расположением выводов |
BGA | ? матрица с шариковыми выводами (Ball Grid Array) |
CSP | ? корпус в размер кристалла |
DSA | ? прямое присоединение чипа |
Flip-chip | ? перевернутый кристалл |
Fine-pitch | ? микросхемы с шагом выводов менее 0,6 мм |
VSO | ? сверхтонкие корпуса с уменьшенными расстояниями между выводами |
Основные группы корпусов SMD-компонентов
Форма выводов или контактов (безвыводных) SMD – компонентов
Выводы или контакты (безвыводных) электронных компонентов могут иметь следующую форму согласно международному стандарту IPC- A- 610С:
- Прямоугольные или квадратные (сhip-резисторы, chip-конденсаторы, MELF с квадратными контактами и т.п.).
- Цилиндрические – Melf
- «Крыло чайки» — Gull Wing
- «Плоская лента» — Flat Ribbon
- L-образные; L-образные, отформованные внутрь под корпус
- J-образные
- Круглые – Round
- Сплющенные – Flattened (Coined)
- Корончатые — Castellated termination (безвыводные)
- Неформованные планарные выводы
- Плоские контакты снизу под корпусом
Требования к качеству паяных соединений SMD-компонентов
1. Компоненты с прямоугольными или квадратными контактами (CHIP-резисторы, CHIP-конденсаторы, MELF с квадратными контактами и т.п.)
Качество пайки компонентов с прямоугольными или квадратными контактами должно соответствовать таблице 3 и рисунку 9 в соответствии с классом изделия. Допускается контакт галтели припоя с нижней поверхностью компонента.
При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.
Таблица 1. SMD-компоненты с прямоугольными или квадратными контактами
Рисунок 1. SMD-компоненты с прямоугольными или квадратными контактами
1 — Поперечное смещение. 2 — Продольное смещение. 3 — Ширина паяного соединения. 4 – См. примечание (4) к таблице 1). 5 — Длина паяного соединения и перекрытие. 6 — Одна или две контактные поверхности. 7 — Три контактные поверхности. 8 — Пять контактных поверхностей. 9 – Конфигурации контактов.
2. Компоненты с цилиндрическими контактами (MELF и т.п.)
Качество пайки компонентов с цилиндрическими контактами должно соответствовать таблице 2 и рисунку 2 в соответствии с классом изделия. Допускается контакт галтели припоя с нижней поверхностью компонента.
При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.
Таблица 2. SMD-компоненты с цилиндрическими контактами
Рисунок 2. SMD-компоненты с цилиндрическими контактами
1 — Поперечное смещение. 2 — Продольное смещение. 3 — Ширина паяного соединения. 4 – См. примечание (4) к таблице 2. 5 — Длина паяного соединения и перекрытие.
3 Компоненты с корончатыми контактами
Качество пайки компонентов с корончатыми контактами должно соответствовать таблице 3 и рисунку 3 в соответствии с классом изделия.
При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.
Таблица 3. SMD-компоненты с корончатыми контактами
Рисунок 3. SMD-компоненты с корончатыми контактами
1 — Поперечное смещение. 2 — Обязательна галтель на углу, если присутствует металлизация. 3 – Длина паяного соединения. 4 — Ширина паяного соединения и поперечное смещение.
4. Компоненты с выводами «плоская лента», выводы L-типа, «крыло чайки»
Качество пайки компонентов с плоскими выводами должно соответствовать таблице 4 и рисунку 4 в соответствии с классом изделия. Для компонентов, у которых длина вывода «L» меньше ширины «W», минимальная длина паяного соединения «D» должна быть 75% от «L».
При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.
Таблица 4. SMD-компоненты с плоскими выводами
Рисунок 4. SMD-компоненты с плоскими выводами
1 — Поперечное смещение. 2 — Продольное смещение. 3 — Ширина паяного соединения. 4 – Контактная площадка. 5 — Вывод. 6 — Другая конфигурация вывода. 7 — См. примечание (4) к таблице 6. 8 – Центральная линия размера «Т». 9 — Биссектриса нижнего изгиба вывода. 10 – См. примечание (5) к таблице 4. 11 – Длина паяного соединения.
5. Компоненты с выводами круглого или овального профиля
Качество пайки компонентов с выводами круглого или овального профиля должно соответствовать таблице 5 и рисунку 5 в соответствии с классом изделия.
При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.
Таблица 5. SMD-компоненты с выводами круглого или овального профиля
Рисунок 5. SMD-компоненты с выводами круглого или овального профиля
1 — Поперечное смещение. 2 — Продольное смещение. 3 — Продольное смещение. 4 – См. примечание (4) к таблице 5 — Длина паяного соединения. 6 — Биссектриса нижнего изгиба вывода. 7 – См. примечание (5) к таблице 5. 8 — Другая конфигурация вывода.
6. Компоненты с выводами J-типа
Качество пайки компонентов с выводами J-типа должно соответствовать таблице 6 и рисунку 6 в соответствии с классом изделия.
При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.
Таблица 6. SMD-компоненты с выводами J-типа
Рисунок 6. SMD-компоненты с выводами J-типа.
1 — Поперечное смещение. 2 — Продольное смещение. 3 — Вывод. 4 — Контактная площадка. 5 – Ширина паяного соединения. 6 – См. примечание (4) к таблице 6. 7 — Длина паяного соединения
7. Компоненты с выводами L-типа, отформованными внутрь
Качество пайки компонентов с выводами «L»-типа, отформованными внутрь, должно соответствовать таблице 7 и рисунку 7 в соответствии с классом изделия.
При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.
Таблица 7. SMD-компоненты с выводами L-типа, отформованными внутрь
Рисунок 8. SMD-компоненты с неформованными планарными выводами
9. Высокопрофильные компоненты с контактной поверхностью только снизу
Качество пайки высокопрофильных компонентов с контактной поверхностью только снизу должно соответствовать таблице 9 и рисунку 9 в соответствии с классом изделия. Если высота компонента превышает толщину, его нельзя использовать в изделиях, подверженных вибрациям или ударам, без дополнительного крепления при помощи соответствующего клея.
При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.
Таблица 9. Высокопрофильные компоненты с контактной поверхностью только снизу
Рисунок 9. Высокопрофильные компоненты с контактной поверхностью только снизу
10. Компоненты с неформованными планарными выводами
Качество пайки компонентов с неформованными планарными выводами должно соответствовать таблице 10 и рисунку 10 в соответствии с классом изделия.
При несоответствии данным требованиям пайка считается дефектной.
Таблица 10. SMD-компоненты с неформованными планарными выводами
Рисунок 10. SMD-компоненты с неформованными планарными выводами
Управление трафаретами
Далее
Анализ графика температурного профиля
Далее
Проверка магнитных упоров
Далее
Проверка паяемости печатных плат
Далее
Правила обращения с электронными компонентами
Далее
Проверка паяемости электронных компонентов
Далее
Применение паяльных паст
Далее
Технические требования к помещению участка поверхностного монтажа
Далее
Правила обращения с электронными компонентами
Далее
Далее
Поделиться
Похожее
- Эксплуатация термометра “HAKKO FG-100”
- Нормирование трудозатрат
- Должностная инструкция инженера по сетевым технологиям
- Отгрузка продукции с производства при ВП
- История решения проблемы. Система менеджмента качества
- Образец СТП «FMEA»
- Допуск подрядных организаций к производству работ на территории предприятия