Форма записи результатов исследований

№ образца	Марка припоя	Параметры настройки режима				Прочность соединения, даН
		ток		время нагрева, с	усилие, даН
		ступень	нагрев

4.4.9 Сфотографировать поверхности деталей в местах зоны пайки после разрушения образца.

4.4.10 Далее, для исследования влияния времени нагрева на прочность паяного соединения, последовательно паять и испытывать на срез образцы, увеличивая для каждого следующего образца время протекания тока на 0,2 с . Параметры настройки режима пайки и результаты испытаний также занести в табл. 4. 1. Поверхности деталей после разрушения образцов фотографировать.

4.4.11 Пайку образцов по условиям, отмеченным в п. 4.4.10, осуществлять до тех пор, пока будет получено соединение с максимальной для данного припоя прочностью. При получении паяного соединения с сомнительным результатом прочности, на каком либо режиме настройки, опыт (по указанию преподавателя) может быть повторен.

4.4.12 Построить график зависимости прочности паяного соединения от времени протекания тока.

4.5 Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

• цель работы;

• методику выполнения работы;

• таблицу результатов исследований;

• фотоснимки образцов;

• график зависимости прочности соединения от времени протекания тока;

• выводы по работе.

4.6 Контрольные вопросы

4.6.1 С чем связана проблема получения качественных соединений медных деталей методами контактной сварки? Как эта проблема решается в изделиях элек­тротехнической промышленности?

4.6.2 Что способствует получению качественных соединений деталей из меди при низкотемпературной пайке?

4.6.3 Какие флюсы используют для низкотемпературной пайки?

4.6.4 Какие припои используют для низкотемпературной пайки?

4.6.5 Какие припои используют для высокотемпературной пайки?

4.6.6 Какие флюсы используют для высокотемпературной пайки?

4.6.7 Как осуществить высокотемпературную пайку меди без применения флюса?

4.6.8 Особенности высокотемпературной пайки латунных деталей?

4.6.9 Особенности высокотемпературной пайки деталей из различных бронз?

4.6.10 Как при пайке электросопротивлением может осуществляться нагрев?

4.6.11 В каких случаях применяется нагрев за счет теплопередачи?

4.6.12 Почему процесс электроконтактной пайки осуществляется на мягких режимах?

4.6.13 Какие электроды должны использоваться при электроконтактной пайке меди и ее сплавов?

4.6.14 Как и почему определяются параметры режима электроконтактной пайки?

4.6.15 Как осуществляется контроль качества пайки, выполненной электроконтактным нагревом?

4.6.16 Чем и почему отличаются режимы контактной сварки и электроконтактной пайки медных дета­лей?

Лабораторная работа № 5. Изучение конструктивных особенностей оборудования и основ технологии пайки и лужения деталей при монтаже печатных плат

5.1 Общие сведения

5.1.1 Общие требования к монтажной пайке

Образование непрерывной межатомной связи между соединяемыми деталями при пайке достигается без расплавления их кромок путём смачивания твердых поверхностей более легкоплавким жидким металлом (припоем). Окисная пленка яв­ляется главным препятствием образования паяного соединения. Её физико-химические свойства, толщина и скорость образования неодинаковы для различных металлов.

Общим для процессов пайки всех металлов является обязательное выполнение следующих условий:

• очистка поверхности деталей от пыли, жира, краски и выбор способов и средств (лужение, флюс, газовая среда, вакуум), обеспечивающих активное растворение окисной пленки на поверхности основ­ного металла и припоя и защиту от окисления;

• выбор состава припоя, способного смачивать и растворять твердый металл паяемых деталей с образованием оптимальной струк­туры паяного шва;

• обеспечение между соединяемыми поверхностями технологических зазоров, гарантирующих течение жидкого припоя по капиллярам и растекание его по всей поверхности при соответствующих других условиях;

• равномерный нагрев деталей и припоя до температуры, превышающей точку начала затвердевания припоя (линия ликвидус на диаграмме состояния припойного сплава) на (50100) °С.

При невыполнении хотя бы одного из перечисленных условий пайка металлов становится затруднительной, либо вообще невозможной.

Монтаж печатных плат обычно представляет собой пайку выводов круглого и некруглого сечения в металлизированные и неметаллизированные отверстия плат. Предварительно выводы навесных элементов, контактные площадки, токопроводящие дорожки, металлизированные отверстия подвергаются лужению. Наиболее распространен­ные в практике типы монтажных паяных соединений показаны на рис. 5.1.

а в

б г

Рис. 5.1. Типы монтажных соединений: а, в – соединение с заливной формой пайки штырьковых выводов навесных элементов; б, г – соединение со скелетной формой пайки штырьковых выводов

Смачивание и растекание жидкого припоя связаны с явлением капиллярности. Эти явления подчиняются общим физическим законам течения жидкостей по капиллярам. Как известно, высота подъема жидкости в капилляре прямо пропорциональна поверхностному натяжению и обратно пропорциональна плотности жидкости и радиусу капилляра (величине зазора).

При пайке конкретным припоем при заданной температуре по­верхностное натяжение и плотность жидкого припоя являются константами. В этом случае определяющей будет величина технологического зазора между соединяемыми поверхностями деталей. Для каждого случая пайки имеется свой оптимальный зазор, превышение или уменьшение которого ухудшает условия затекания припоя и образования удовлетворительной (вогну­той) формы галтели паяного шва. Выбор величины зазора зависит от состава припоя и материала деталей, различия в коэффициентах линейного расширения соединяемых материалов при нагреве, свойств флюса и способа нагрева.

При слишком малых зазорах припой из-за своей вязкости не успевает подняться вверх на всю глубину металлизированного отверстия платы (рис. 5.1, а, б). При слишком больших зазорах он может вытекать на обратной стороне платы (рис. 5.1, в).

При монтаже на плату элементов со штырьковыми выводами, а также при лужении токопроводящих дорожек и контактных площадок важным требованием является отсутствие наплы­вав припоя, закорачивающих соседние проводники. Исходя из этого требования, для каждого метода пайки ГОСТом установлены допуски на размеры проводников, выводов, отверстий, контактных площадок (допуски лимитируются также технологическим процессом изготовле­ния печатных плат).

Рассмотрим в данном аспекте конструктивные и технологические особенности методов групповой пайки.