Образование паяльных соединений и проверка их качества

Образование соединений при пайке

СВАРОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ

Пайка — технологический процесс создания (получения) неразъемного соединения материалов в твердом состоянии с помощью припоев, которые при расплавлении смачивают паяемые поверхности, заполняют капиллярный зазор между ними и образуют паяный шов при кристаллизации. Припои — это металлы и сплавы, имеющие более низкую температуру плавления, вводимые между соединяемыми основными материалами.

На рис. 120 показана конструкция паяного соединения.

Рис. 120. Конструкция паяного соединения:1, 4 — соединяемые основные материалы, 2 — паяный шов, 3 — галтель (плавный переход припоя, вышедшего за пределы соединяемых кромок);«а» — величина нахлестки паяного шва

Процесс образования паяного соединения состоит из следующих стадий: нагрев соединяемых деталей до температуры плавления припоя (рис. 121, а); плавление припоя (рис.

121, б); смачивание, растекание и заполнение капиллярного зазора жидким припоем (рис. 121, в); растворение основного металла в жидком припое и взаимная диффузия компонентов основного металла и припоя (рис.

121, г); охлаждение и кристаллизация паяного шва (рис. 121, д).

Практически все перечисленные стадии процесса пайки перекрываются, и окончание одной стадии трудно отделить от начала другой.

Обратите внимание

Кроме того, эти стадии сопровождаются рядом других процессов (восстановление или разрушение пленки окислов, поглощение и выделение газов соединяемыми материалами и припоем, отжиг и рекристаллизация материала соединяемых деталей, химическое взаимодействие материалов с окружающей средой, возникновение или снятие внутренних напряжений в деталях и т. д.).

Рис. 121. Основные стадии образования паяного соединения (стрелками показано направление потоков теплоты)

Если каким-либо образом на поверхность холодного материала нанести расплавленный припой, то он быстро затвердеет и никакой связи его с соединяемым материалом не произойдет. Поэтому зона пайки или паяемое изделие целиком должны быть прогреты до температуры несколько выше температуры плавления припоя.

Расплавленный припой должен растечься по поверхностям соединяемых кромок, а это возможно лишь при хорошей смачиваемости их поверхности припоем.

Капля жидкого металла, попадая на поверхность нагретого твердого тела, может растекаться слоем жидкости (рис. 122, а), может сплющиваться, сохраняя форму капли (рис. 122,б), может занимать промежуточное положение, частично растекаясь на поверхности (рис. 122, в).

Смачиваемостью называется первая стадия физико-химического

взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела, результатом которого является растекание жидкости тонким слоем. Физическая сущность процесса смачивания состоит в том, что поверхность контакта твердого тела с атмосферой замещается поверхностью контакта с жидкостью.

ГазРис. 122. Положение капли жидкости на поверхности твердого тела: а — полное смачивание, б — несмачивание, в — ограниченное смачивание

Количественным критерием смачиваемости является краевой угол смачивания (см. рис. 122), который определяется как

cos0 — (^тг — ^тж) / ^ЖГ

где Отг — поверхностное натяжение твердого тела на границе с газовой средой; Отж — поверхностное натяжение жидкости на границе с твердым телом; Ожг — поверхностное натяжение жидкости на границе с газовой средой.

Различают следующие степени смачивания:

при cos0 = 1, 0 = 0 — полное смачивание поверхности твердого тела; при 1 > cos0> 0, 0° < 0 < 90° - ограниченное смачивание (обычно

0< 30-40°);

при 1 < cos0 < 0, 180° > 0 > 90° — несмачивание (капля собирается в шарик).

Важно

На степень смачивания оказывают влияние: характер взаимодействия в контакте соединяемого материала с припоем; наличие флюса и состав окружающей газовой среды (водород, инертные газы, вакуум и т. д.); состояние паяемых поверхностей (вид предварительной обработки, отсутствие окисных пленок, жировых загрязнений и т. д.); режим пайки.

Наличие окисной пленки на поверхностях соединяемых материалов и расплавленного припоя (за исключением спаев стекла с металлом) препятствует смачиванию. Для удаления пленки окислов в процессе пайки применяют флюсы, контролируемые газовые среды, вакуум и другие средства. Наиболее широко из этих средств используются флюсы, известные еще в древности.

Перед пайкой или в процессе пайки на соединяемые поверхности деталей и припой наносят флюс в виде водных, спиртовых или глицериновых растворов, паст, в порошкообразном виде. В определенном интервале температур флюс проявляет свое действие. Он обволакивает расплавленный припой и нагретые кромки деталей тонким слоем (рис. 123).

При этом поверхности контакта твердого тела и расплавленного припоя с атмосферой замещаются поверхностью контакта с жидким флюсом. Флюс, взаимодействуя с окисной пленкой, обеспечивает протекание физико-химических процессов между припоем и соединяемыми материалами, начальной стадией которых является смачивание.

В процессе воздействия флюса происходят также вытеснение флюса растекающимся припоем и защита места пайки от окисления.

W/r/sc ЖиЗт/Рис. 123. Положение капли жидкого припоя на поверхности нагретого твердого тела при наличии флюса (пунктиром показано положение капли при отсутствии флюса)

Кроме флюсов для удаления окисных пленок с поверхности соединяемых кромок используется нагрев деталей в контролируемой атмосфере или в вакууме.

При этом происходят следующие процессы: диссоциация или возгонка окислов при нагреве в вакууме; их восстановление при нагреве в активных газовых средах (например, в среде водорода); растворение окислов в материале соединяемых кромок при нагреве деталей в бескислородной атмосфере; их восстановление компонентами основного металла или расплавленного припоя.

Для получения качественного паяного соединения необходимо, чтобы припой хорошо растекался по поверхностям соединяемых материалов.

Под растекаемостью понимают свойство жидких металлов или сплавов (припоев) распространяться по поверхности или в зазоре соединяемых материалов, находящихся в твердом состоянии.

Совет

В условиях пайки на процесс растекания помимо смачиваемости оказывают влияние: жидкотекучесть, вязкость, поверхностное натяжение жидкости, шероховатость поверхности твердых металлов и другие факторы.

Количественно растекаемость припоев по поверхности металлов можно оценить коэффициентом Кр, равным отношению площади S0 припоя до пайки к площади S, занятой припоем после пайки (Кр = So/S,). Чем меньше значение Кр, тем лучше растекается припой по заданному металлу.

Определение растекаемости припоев производится следующим образом: на середину диска из того или иного металла укладывается таблетка припоя диаметром 8 мм и толщиной 0,3 мм, которая в строго горизонтальном положении нагревается до расплавления, а затем охлаждается.

Нагрев производится со скоростью, близкой к скорости нагрева в реальных условиях пайки. Температура нагрева и время выдержки устанавливаются также аналогичными тем, которые наблюдаются при пайке. На охлажденном образце замеряется площадь, занятая припоем после пайки (рис. 124), и по указанной ранее формуле определяется значение Кр.

Для образования спая между основным металлом и припоем в отдельных случаях достаточно смачивания основного металла расплавом припоя.

Рис. 124. Определение растекания припоя по поверхности паяемого металла:

1 — таблетка припоя до нагрева; 2 — растекшаяся капля припоя после нагрева; 3 — диск

Однако высокие скорости взаимодействия на границе между твердой и жидкой фазами, а также сравнительно их длительное взаимодействие, обусловленное технологией пайки, не позволяют в обычных условиях завершить процесс взаимодействия на стадии смачивания и растекания припоя.

Уже в момент заполнения капиллярного зазора происходит интенсивное растворение основного металла в расплаве припоя и диффузия его в жидкости. Процесс растворения представляет собой разрушение кристаллической решетки твердого металла и переход его в жидкий металл.

Обратите внимание

Внешним проявлением растворения основного металла в припое является смещение границы контакта твердой и жидкой фаз в сторону соединяемого материала (см. рис. 121, г).

Интенсивность растворения основного металла в расплаве припоя увеличивается с повышением температуры и длительности контакта твердой и жидкой фаз. Способность расплавленных припоев интенсивно растворять основной металл является отрицательным свойством, так как ухудшает смачивание и растекание припоя, вызывая хрупкость в соединении и появление эрозии основного материала.

Помимо растворения в системе «расплавленный припой-основной материал» протекают процессы диффузии. Диффузией в общем случае называют проникновение атомов одного вещества в другое.

Диффузия при пайке играет большую роль в процессе формирования паяного соединения. Смачивание, капиллярное течение, образование переходного слоя между основным металлом и металлом шва, выравнивание состава шва связаны с диффузией.

В условиях пайки протекает диффузия компонента припоя в сторону основного металла и компонентов основного металла в сторону припоя. Диффузия атомов может проходить по поверхности (поверхностная диффузия), по границам зерен (граничная диффузия) и в объеме зерен (объемная диффузия).

Схема диффузии по поверхности, по границам зерен и в объеме зерен представлена на рис. 125. Преобладающая роль диффузии по поверхности и границам зерен отрицательно сказывается на прочности паяных соединений.

материалРис. 125. Схема диффузионных потоков при взаимодействии припоя с основным металлом:1 — поверхностная диффузия, 2 — диффузия основного металла в припой, 3 — диффузия припоя в объеме зерна, 4 — диффузия по границам зерен

Интенсивность протекания процесса диффузии при пайке зависит от многих факторов: от состояния соединяемых материалов (в материалах, свободных от внутренних напряжений, диффузия протекает значительно медленнее); от размера зерна основного металла (чем мельче зерно, тем быстрее протекает диффузия); от температуры пайки; от времени выдержки при температуре пайки и т. д.

Заключительной стадией образования паяного соединения является кристаллизация, которая фиксирует процессы взаимодействия между основным металлом и расплавом припоя на том или ином уровне их развития. При кристаллизации происходит затвердевание тонкой прослойки расплавленного припоя, находящегося в зазоре, образованного поверхностями соединяемых деталей.

При температуре пайки в результате взаимодействия основного металла и расплавленного припоя в шве образуется сплав, отличающийся по составу и свойствам и от основного металла, и от припоя. Обычно он кристаллизуется в виде отдельных зон.

При этом ближе к основному металлу образуются зоны, обогащенные компонентами основного металла, ближе к центру шва — компонентами припоя. Кристаллизация металла шва начинается в первую очередь на поверхности основного металла, кристаллиты которого являются как бы основой для роста кристаллитов припоя.

Помимо этого центры кристаллизации могут возникать и в жидком металле шва.

В процессе кристаллизации в паяном шве могут фиксироваться:

— твердые растворы, в которых соотношения между компонентами могут изменяться без нарушения однородности сплава;

— эвтектические структуры — механическая смесь твердых растворов компонентов, образующихся при затвердевании жидкого раствора и имеющих наиболее низкую температуру плавления по сравнению со смесями тех же веществ, взятых в других соотношениях;

— интерметаллические соединения — химические соединения в металлических сплавах.

Твердые растворы образуют металлы, имеющие общий тип кристаллической решетки и очень близкие значения межатомных расстояний. Твердые растворы являются желательными структурами, так как при этом обеспечивается высокая прочность и пластичность паяного соединения.

Важно

Эвтектические структуры в паяных швах возникают при пайке припоями эвтектического состава или образуются в результате взаимодействия припоя с паяемым металлом.

Эвтектические структуры возникают, если сходство металлов недостаточно для образования твердого раствора, а разница в свойствах и строении невелика, чтобы образовать интерметаллические соединения.

Читайте также:  Сварка двери из листового металла и профиля

Припои эвтектического свойства обладают высокой жидкотекучестью, и пайка с применением их протекает наиболее легко, однако прочность паяных швов при этом ниже, чем в случае образования твердых растворов.

Интерметаллические соединения образуют металлы преимущественно в том случае, если в параметрах их кристаллических решеток и в химических свойствах имеется большая разница.

Интерметаллические соединения могут располагаться в виде одного или нескольких слоев по границе «основной металл-припой» или быть распределены в шве в виде включений.

Качество паяного шва при образовании интерметаллических соединений между взаимодействующими металлами, как правило, будет ниже, так как эти соединения обычно имеют высокую хрупкость.

В результате протекания всех стадий процесса пайки между соединяемыми деталями возникает паяное соединение, схема строения которого представлена на рис. 126.

Рис. 126. Схема строения паяного соединения после кристаллизации (пунктиром показано первоначальное положение соединяемых кромок)

Исходя из представленной схемы, можно дать определения основным элементам соединения.

Паяное соединение (элемент соединяемых деталей) включает в себя паяный шов и прилегающие к нему участки основного металла.

Паяный шов — элемент паяного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации жидкой фазы.

Совет

Диффузионная зона — граничащий с паяным швом слой основного металла, образовавшийся в результате диффузии компонентов припоя в основной металл.

Рассмотренный тип образующегося спая носит название растворно­диффузионный спай. Характер диффузии и растворение в зоне спая зависят от типа соединяемых материалов и припоя, от температуры и времени их взаимодействия, поэтому в классификации спаев различают четыре основных типа:

1. Растворно-диффузионный спай — наиболее широко встречается в практике (структура и схема его образования подробно изложены ранее).

2. Бездиффузионный спай — образуется при использовании припоев с низкой температурой плавления, если температура нагрева под пайку близка к температуре плавления припоя, а время пайки ограничено временем, необходимым на смачивание и растекание.

В этом случае ни заметного растворения основного металла в припое, ни диффузии припоя в основной металл практически не происходит. Соединение определяется прочностью сцепления припоя с поверхностью основного металла, а отсутствие диффузии практически не нарушает структуру паяемого элемента.

Такой вид спая целесообразен при пайке полупроводниковых кристаллов на подложку мягкими припоями.

3. Контактно-реакционный спай — образуется в стыке двух материалов без припоя, если они способны образовать сплав с более низкой температурой плавления, чем температура плавления каждого из них.

Например, кремний, имеющий температуру плавления 1423 °С, и золото с температурой плавления 1063 °С образуют эвтектический сплав, содержащий примерно 94 % золота с температурой плавления 370 °С. Поэтому, если кристалл кремния нагреть в контакте с золотой пленкой, то за счет взаимной диффузии образуется жидкая прослойка, которая выполнит роль припоя.

Обратите внимание

Этот вид спая используют при посадке кристаллов полупроводниковых приборов в золоченые корпуса при температуре паяния 400 °С и времени образования спая ~ 1 с.

4. Диспергированный спай — образуется при пайке металлов с высокой температурой плавления. В этом случае наблюдается диффузия припоя в основной металл с образованием диффузионной зоны, но вместо растворения основного металла в припое происходит его размывание с отрывом мелкодисперсных частиц, которые остаются в припое во взвешенном твердом состоянии и после образования спая.

https://www.youtube.com/watch?v=ZbnEIr5ITFc

Механические испытания сварных и паяных соединений. Механические испытания соединений — эффективные методы контроля и оценки качества сварных и паяных соединений при обработке технологии сборки изделий. Основные методы определения механических свойств …

Контроль внешним осмотром. Одним из основных средств отбраковки потенциально ненадежных изделий является контроль соединений внешним осмотром. Такой контроль позволяет, например, выявлять следующие дефекты, возникающие при сборке микросхем: отслоение металлизации контактных …

Высокие требования, предъявляемые к электронным приборам, предопределяют использование разнообразных и надежных методов контроля качества сварных и паяных соединений. Большинство известных методов оценки качества сварных и паяных соединений используют при контроле …

Источник: https://msd.com.ua/svarochnye-processy-v-elektronnom-mashinostroenii/obrazovanie-soedinenij-pri-pajke/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Проверка качества пайки производится внешним осмотром.  [1]

Проверку качества пайки проводят по отсутствию пропусков раковин и на герметичность. Для этого в запаянный сосуд наливают воду и проверяют шов на водонепроницаемость.  [2]

Проверку качества пайки с разрушением изделия проводят редко.  [3]

Проверку качества пайки с разрушением изделия проводят редко. К этому методу относятся испытание паяных соединений на прочность, металлографические исследования паяного шва, коррозионные испытания, исследование распаянных изделий.  [4]

Проверку качества пайки с разрушением изделия проводят редко.  [5]

Дляпроверки качества паек, а также отсутствия виткойых замыканий и обрывов обычно пользуются методом измерения сопротивления между соседними коллекторными пластинами. В этом случае очень удобно использовать два сдвоенных щупа, к одному из стержней которых присоединяют вольтметр, а к другому — токовую цепь.  [7]

Послепроверки качества пайки на контактах ШР контролер надвигает полихлорвиниловые трубки на места паек до упора в колодку ШР. При обнаружении дефектов в монтаже заполняют дефектную ведомость и изделие передают для исправления мастеру соответствующего хроизводственного участка цеха.  [8]

Послепроверки качества пайки на контактах ШР контролер надвигает полихлорвиниловые трубки на места паек до упора в колодку ШР. При обнаружении дефектов в монтаже заполняют дефектную ведомость и изделие передают для исправления мастеру соответствующего производственного участка цеха.  [9]

Иногда дляпроверки качества пайки разрубают одно или два сомнительных места пайки и тщательно их осматривают.  [10]

После промывки ипроверки качества пайки надвигают полихлорвиниловую трубку на контакт и место спая до упора в колодку ШР.  [12]

Важно

Особое внимание следует уделятьпроверке качества паек и изоляции монтажных проводов в местах их пересечений друг с другом.  [13]

Измерение величины омического сопротивления припроверке качества паек основано на измерениях величин переходного сопротивления соединяемых проводов.

Эти измерения производят методом амперметра-вольтметра и другими способами. Если пайка выполнена хорошо, сопротивление практически одинаково и показания милливольтметра будут почти одинаковыми для всех паек.

При плохой пайке пока & ания милливольтметра увеличиваются.  [14]

Одним из важнейших видов пооперационных испытаний являетсяпроверка качества паек и главным образом соединений в. Такую проверку выполняют, пропуская через неподвижную машину в течение 15 мин ток, составляющий 110 — 115 % от номинального. Дефектную пайку легко обнаружить по сильному нагреву.  [15]

Страницы:      1    2    3

Источник: https://www.ngpedia.ru/id325846p1.html

Гост 24715-81 соединения паяные. методы контроля качества

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ПАЯНЫЕ

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ГОСТ 24715-81

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Моск ва

ГОСУДАРСТВЕН НЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ПАЯНЫЕМетоды контроля качестваBrazed and Soldered Joints . Methods for Inspectionof Quality ГОСТ24715-81

Постанов л ени ем Государственного комитета СССР по стандартам от 29 апреля 1981 г . № 2182 срок действия установлен

с 01 .01 . 1983 г.

до 01 .01 . 1988 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на основные типы паяных соединений, выполненных по ГОСТ 19249-73 всеми способами пайки.

Стандарт устанавливает методы контроля качества паяных соед и нений с целью обнаружения поверхностных, внутренних и сквозных дефектов, указанных в табл. 1.

Выбор метода или комплекса методов контроля (табл. 2, 3, 4, 5) для обнаружения дефектов паяных соединений следует проводить в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству п аяных соединений стандартами, техническими условиями и чертежами, утвержденными в установленном порядке, и с учетом размеров фактически выявляемых дефектов и производительности методов контроля.

Допускается использова н ие других методов контроля качества паяных соединений при условии обеспечения чувствительности, гарантирующей выявление дефектов, недопустимых по требовани ям технической документации на данное изделие, утвержденной в установленном порядке.

Таблица 1

Дефекты паяных соеди н ений

Поверхностные дефекты Внутренние дефекты Сквозные дефек т ы
Поверхностное окисление, поверхностная пора, подрез и выходящие на поверхность: непропай, неспай, общая и локальная эрозии Непропай, неспай, трещина, внутренняя пора, усадочная раковина, шлаковое включение, флюсовое включение, металлическое включение, н еметаллическое включение, общая и локальная э розии, паяльные остаточные напряжения, дефекты структуры паяного соединения (отклонения структуры от заданной технически ми условиями) Непропай, неспа й , общая и локальная эрозии, сочетание наружных и внутренних дефектов, приводящее к течи
Примечание . Неспай, паяльные остаточные напряжен ия , о бща я и локальная эрозии , дефекты структуры п аяного соединени я выявляют мет одами разруш ающего контроля (табл. 5 ).

Методы контроля конкретных паяных соединений должны быть указаны в технической документации на изготовление, приемку и эксплуата ц ию изделий.

Для проверки механических свойств образцы п аян ых соединений подвергают испытаниям на удар по ГОСТ 23046-78, на растяжение по ГОСТ 23047-78 и на изгиб по ГОСТ 24167-80.

Технология контроля паяных соедине н ий должна быть уста нов лена технической документацией, разработанной в соответствии с ГОСТ 3 .1102-74 и ГОСТ 3 .1502-74 .

Таблица 2

Методы н еразруша ющ его контроля для обна ружения поверхностных дефектов в пая ных соедин ениях

В и д кон троля Метод к о нтроля Характеристика метода Область приме н ен ия
Чувств и тельн ость (мин имальные размеры выявляемых дефектов) Осо б енности метода
Опт и ческий ВизуальныйВизуально-оптический По ГОСТ 23479-79 Для об н аружения мелки х дефектов величиной менее 0 ,1 мм используют о пти ческие при боры с увеличением до 30 × .Подготовка и проведе ни е контроля по ГОСТ 23479-79 Соедине н ия, имеющи е доступные для осмотра поверхн ости
Проникающими в еществами — капиллярный Цв е тнойЛюминесцентныйЛ ю ми несцентно-цветной По ГОСТ 18442-80 Достоверность метода зависит от шероховатости контролируемой поверхности паяного соединения.Проведение контрол я — по ГОСТ 18442-80 Соедине н ия, имеющи е поверхности, доступные для нанесени я пен етран тов и осмотра
Вихретоков ы й ТрансформаторныйПараметр и чески й Дефекты с раскрытием 0 ,0005 — 0 ,001 мм и глуби ной ≥ 0 ,2 мм Парам е тр шероховатости поверхности контролируемых соединений — Rz ≤ 40 мкм.Одновременно с поверхностными дефектами выявляют дефекты, расположенные на глубине до 2 мм от поверхности Соединения, имеющ и е поверхности, доступн ые для преобразователей дефектоск опов
Примечан ие . Размеры фактически выявляемых дефектов зависят от технических характеристик приме н яемых средств контроля, конструктивных особен ностей изделий и технологии изготовления.

Та бли ца 3

Методы неразрушающего контроля для обнаружения внутренних дефектов в паяных соединениях

Ви д контроля Метод контроля Харак теристик а метода О б лас ть применени я
Чувствительность ( м инимальные размеры вы яв ляемых дефектов) Осо б енн ости метода
Рад и аци онн ый Рад и ографи ческий 2 — 5 % от суммарн ой просвечиваемой толщины материала Чувствительность зависит от толщины и марок с оединяемых материалов и припоев.Необходима биологическая защита от ионизирующего излучения в соответствии с нормами радиацио н ной безопасности и санитарными правилами По ГОСТ 20426-75
Р ади оск опи ческий 3 — 8 % от суммарной просвечи ваемой толщины матери ала
Ак устически й Отраж е нного излучени я (эхо-метод)Прошедшего изл у чени яРезона н сн ыйСвободных колебан ийАк у ст ико-эми сси онный Дефекты площадью 1 — 15 мм2 при толщине ма тери ала 2 ,5 — 150 мм соотв етствен но Выявляют дефекты типа н епропаев. Определяют услов ные размеры дефекта, эквивалентную площадь, конфигурацию и число дефектов.Метод не гарантирует выявление одиночных пор, шлаковых и инородных включени й диаметром ≤ 1 — 2 мм. Вид дефекта н е определяется.Н е вы являются де фекты, расположенные по глубине в мертвой зоне дефектоскопа, а та кже деф е кты, расположенные от отражающей поверхности на расстоянии меньшем, чем разрешающая способн ость дефектоскопа Не огран и чена, за исключением сое ди нен ий , не имеющих дост уп а для ввода и при ема ультразв уковых колебан ий , и соедин ений, об ладающих повышен ным затуханием ультразвуковых колебаний или имеющих толщину меньше, чем мертвая зона дефектоскопа
Тепловой Те п лом етрическ ийТ е рмометрически й По ГОСТ 23483-79 Выявляют дефекты типа н епропаев . Необходимо со здание теплового потока в направлении, перпендикулярном пов ерхности соединения. Подготовка и проведение контроля — по ГОСТ 23483-79 Соединения, у которых толщи н а слоя, обращенного к при емнику излучения, не превышает 3 мм. Возможен контроль паяных соединений электронн ых схем и электрических цепей
Электрический Электрический Определяется чувствительностью измерительной аппаратуры Оценку качества производят по величине электрического сопротивления или электропроводности контролируемого участка. Вид и характер дефекта не определяются Соединения , имеющие доступ для измерительных наконечников
Примечания :1 . При радиографическом и ради оскопи ческ ом контроле не обеспечивается выявление дефектов:любых дефектов, есл и и х протяженность в направлении и злучения меньше удвоенной чувствительности контроля, определенной по эталонам чувствительности, и ли если изображения дефектов совпадают с другими изображениями, затрудняющими расшифровку (изображениями посторонних деталей, острых углов изделия, резких перепадов толщин паяемых элементов и т.п.);трещин с раскрытием менее 0 ,1 мм;трещин, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением излучения;непропаев в случае, есл и разница между коэффициентами ослабления излучения при поем и паяемым материалом и толщина паяного шва не обеспечив ают достаточного радиационного контраста.Радиографический и рад и оск опический контроль следует применять при наличии двустороннего доступа к контролируемому паяному соединени ю, обеспечивающего возможность установки источника и детектора излучения в соответствии со схемами контроля.2 . Размеры фактически выявляемых дефектов зависят от технических характеристи к применяемых средств контроля, конструктивных особенностей изделия и технологии изготовления.

Таблица 4

Метод ы н еразру шающ его контроля для обн аружения сквозных дефектов в паяных соединениях

Вид контроля Метод ко н троля Характеристика метода Осо б енность метода Область применения *
Порог чу в ст ви тельн ости течеи ск ате ля, м3 ·Па/с Формула для оце н ки порога чувствительности при индикации потока газа
Прон и кающими веществами — т ечеи ск ание Газовые Радиоакт и вный Порог чувствительност и и спытаний зависит от технических характеристик применяемых средств контроля, конструктивных особенностей к онтролируемых изделий и технологии контроля.Требования к выбору методов испытаний, к подготовке и проведению испытани й — по ГОСТ 24054-80 Определение герметичности изделий и ( и ли) их элементов, а также выявление отдельных течей
Манометрический Способы компрессионный и ва к уумны йV и p min<\p>t<\p>Способ камерныйV к ∆p mint
М асс-спек тром ет рический Способы вакуумной камеры, накопления при атмосферном давлении , опрессовки в камере, опрессовки замкнутых оболочек, обдува 5·10-11 — 5·10-13
Галоге н ный 10 -7
Пузырьковый Способы компрессионный и нагреваниемСпособ вакуумныйСпособ обм ы ливанием
Ультразвуково й 10- 3 — 10-2
Кат ароме три ческий 10- 6
Х и мический
И нфракрасный 10- 6
Жидкост н ые Гидростат и ческий
Л юминесцентный (цв етной)
Электрический
Обозначения, принятые в формулах: V и — объем издел и я; t — продолжитель н ость и спытания; V к — объем камеры; d min — наименьший регистри руемый ди аметр пузырька; σ — коэффици ент поверхностного натяжения; ρ — плотность ин ди каторн ой жи дкости; g — ускорение своб одного падени я; h — высота слоя и нди каторной жидкости; Ра — атмосферн ое давление; Рв — д авление в вакуумированн ом пространстве над слоем индикаторной жидкости; ∆ P min — н ижни й предел измерения манометра; τ — время от м омента образования пузырька до его отрыва.

Таблица 5

Методы разрушающего контроля

Вид контроля Метод контроля Характеристика м етода Область применения
Чувств и тельность Осо б енн ости метода
Разрушающий контроль Вскрыт и е Выявляют макроскопические и микроскопическ и е дефекты Качест в о паян ого соединен ия после вскрытия участка определяют внешни м осмотром разрезанн ой части и по р езультатам металлографически х, рентгенострук ту рны х, химически х и други х исследован ий Обнаружение , устан овлени е ви да, характера и места расположения внутренних дефектов в паяных соединени ях, если для этого не применимы другие методы контроля
Тех н ологи ческая проба Выявляют макроскопические и микроскопические дефекты Образцы паяют по действующей технологии пай ки Н е ограни чена

Еще документы скачать бесплатно

  • Гост 24715-81 соединения паяные. методы контроля качества

Источник: http://www.gosthelp.ru/text/gost2471581soedineniyapay.html

ПОИСК

Контроль качества пайки рабочих лопаток производится, как правило методом осциллографирования частот собственных колебаний пакетов.

Возможные дефекты паяного соединения или самого материала достаточно надежно обнаруживаются при этом методе контроля по отклонению частоты собственных колебаний пакета и по разбросу величины частот отдельных пакетов.

[c.153]

ГЛАВА 12 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПАЙКИ  [c.355]

Контроль качества пайки  [c.360]

Контроль качества пайки осуществляют внешним осмотром, а также с помощью специальных инструментов и приборов.

Внешним осмотром проверяют правильность расположения пластинки на державке, отсутствие грубых завалов и забоин на режущих кромках, выколов и трещин.

Мелкие дефекты пайки трудно обнаружить невооруженным глазом, поэтому паяные соединения осматривают с помощью микроскопа КМ-60.  [c.288]

ИК-радиометр регистрирует интегральный тепловой поток, генерируемый контролируемым изделием. Прибор применяют для контроля качества пайки или сварки. Плохие соединения металлов обнаруживают по увеличению температуры в этих местах.  [c.215]

При необходимости повышения производительности контроля используются контакты скользящего или роликового типов. Так, в приборе для контроля качества пайки сотовых паяных панелей, разработанном С. М. Филипповым, применяются роликовые прижимные контакты (фиг. 28).

Два из них (один токовый и один потенциальный) расположены с одной стороны контролируемой панели, а остальные два — с другой. В качестве индикатора использованы стандартный усилительный блок от электронного потенциометра ЭПД-09  [c.

226]

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПАЙКИ  [c.484]

Совет

Пайка полупроводниковых элементов должна производиться с теплоотводом, для чего применять пинцет с медными губками. Время пайки должно быть не более 5 с. Мощность паяльника не более 60 Вт. Контроль качества пайки — по эталону.  [c.210]

Рис. 81. Схема контроля качества пайки трубопроводов временным ультразвуковым методом

Большинство контрольных операций, связанных с контролем качества пайки и ее защиты, отпадает. Высокое качество электромонтажных соединений, полученных опрессовкой, определяют два фактора точный размер кабельного наконечника, отвечающий соответствующему диаметру монтажного провода, и высокая точность штамповочной матрицы, работающей с точно определенным и установленным давлением инструмента.  [c.213]

В области контроля качества изделий машиностроения наметилась тенденция увеличения объемов и трудоемкости вследствие усложнения конструкций, а также использования в них новых материалов (в том числе композиционных) и внедрения эффективных технологических процессов сварки, пайки, склеивания и др. Трудность обнаружения дефектов при этом обусловлена малыми размерами дефектов, особенностями их местоположения и т.д.  [c.86]

Официальное обучение должно быть организовано и для тех сотрудников, которым нужно знать новые методы и технические приемы. Естественно, что определенную часть сотрудников не будут интересовать некоторые этапы обучения и им не нужно будет посещать все занятия. Как н в других видах деятельности, в расходах на обучение необходимо соблюдать экономию.

Должны быть разработаны также детальные учебные программы для подготовки и аттестации специальных категорий персонала, занятого на технических и производственных работах сюда могут относиться такие области, как обеспечение надежности, контроль качества, неразрушающие испытания, приемочные испытания, квалификационные испытания, контроль сварки и пайки, технический контроль.

[c.300]

Контроль качества подготовки поверхности. Для оценки качества подготовки поверхности к пайке может быть использована методика изучения релаксационных явлений при смачивании паяемой поверхности жидкостью. Время релаксации и краевой угол смачивания позволяют количественно оценить качество подготовки поверхности,  [c.216]

Обработка терморегуляторов после пайки и контроль качества. Для защиты от коррозии в результате попадания влаги на изделие после пайки наносят лакокрасочные покрытия.  [c.276]

Известны статистические методы планирования экстремальных операций, на основе которых выведены уравнения, позволяющие рассчитывать и выбирать оптимальные режимы пайки, обеспечивающие высокое качество соединений. Однако только контроль качества, охватывающий все стадии производства изделия, гарантирует высокий уровень качества продукции.  [c.355]

Очистка поверхности металлов под пайку — Контроль качества 216, 219  [c.390]

Обратите внимание

Ультразвуковая дефектоскопия получила распространение при контроле качества сварных соединений, выполненных всеми методами сварки и пайки. Этим методом можно обнаруживать дефекты в деталях большой толщины стальных — до 700 мм.  [c.550]

Контроль качества паяных соединений обычно осуществляют неразрушающими методами (по параметрам режимов пайки, визуальным методом, испытанием на герметичность, методами дефекте- и рентгеноскопии).  [c.922]

При газопламенной пайке нагрев деталей и расплавление припоя чаще всего производят сварочной горелкой. Этот способ пайки имеет наиболее широкое применение на авторемонтных предприятиях.

Он обеспечивает высокое качество пайки, но требует от исполнителя больших навыков, так как высокая температура пламени и трудность контроля температуры нагрева детали создают угрозу перегрева металла детали и припоя.

При газопламенной пайке припой в место пайки вводят в виде прутка, как это делается при газовой сварке.

Флюс на место пайки наносится заблаговременно, затем пламенем горелки подогревают кромки детали и после расплавления флюса вводят припой.  [c.118]

Достоинствами этого способа пайки являются нагрев деталей без доступа воздуха, возможность контроля температуры пайки и времени выдержки при этой температуре, стабильность качества пайки.  [c.119]

Качество пайки полых деталей контролируют испытанием на герметичность. Другие детали контролируют путем применения таких неразрушающих методов контроля, как люминесцентный, ультразвуковой и др.  [c.119]

Важно

Последовательность операций при ремонте пил заключается в следующем подготовка полотен пил к ремонту, подготовка к пайке пластинок из твердого сплава, приготовление припоя и флюса, пайка пластинок, контроль качества ремонта, шлифование и заточка зубьев, балансировка и испытание пил на разрыв.  [c.337]

Секции конденсаторов загружаются в бункер вибрационного питателя и далее- механизмом питания подаются в самоцентрирующие зажимы, установленные на поворотной планшайбе. На позиции сборки электроды контактной группы одновременно прижимают головки выводов к торцам секции.

В таком положении механизмы остаются на время, достаточное для разогрева вывода и припоя, предварительно нанесенного на торцы секции. После этого осуществляется охлаждение места спая.

По окончании припайки каретки отходят, собранное изделие выводится из зоны пайки, и производится контроль качества припайки на прочность.  [c.214]

По методу исполнения различают следующие части технологических процессов литье, формообразование, обработку резанием, давлением, термическую и др. сварку, пайку, клепку, контроль качества продукции, ремонт и т. д.  [c.37]

Импедансный метод разработан в связи с необходимостью контроля качества клееных и паяных конструкций, специфика которых, выражающаяся в разнообразии применяемых материалов (металлы, дерево, пластмассы и т. п.), затрудняет создание эффективных способов выявления зон нарушения склейки и пайки.  [c.103]

После шлифования коллектора якорь очищают и подвергают контролю измеряют сопротивление изоляции и активное сопротивление проводников тока, проверяют качество пайки концов обмотки в петушках коллектора и нет ли замыкания между витками обмотки, электрическую прочность изоляции.  [c.226]

Рассмотрены физико-химические процессы и способы пайки,- припои н паяльные смеси, флюсы и газовые среды, оборудование, технологическая оснастка, особенности пайки металлов и неметаллических материалов.

Совет

При ведепы сведения о подготовке поверхности к пайке, конструировании и прочности соединений, проектировании технологии, контроле качества пайки и основы нормирования паяльных работ.  [c.

2]

С помощью ИК-профилографов, использующих метод сканирования, определяют топографию температуры на поверхности изделия. Перемещение объекта контроля осуществляют при помощи двухкоординатного столика, на котором располагают о ьект.

Применяют для контроля качества пайки и сварки, обнаружения трещин, раковин, обрывов или плохих контактов, неоднородных включений в материале для выявления дефектов гальванических покрытий (локальные разрывы, пустоты и т.п.).  [c.

215]

Резонансные ультразвуковые дефектоскопьг могут Применяться для измерения толщины металла при одностороннем доступе к поверхности изделия, определения разностенности труб, выявления расслоения в прокатных металлах, контроля качества пайки и склейки металлов и пластических масс, определения пустот в бетонных конструкциях и т. д.  [c.147]

При газопламенной пайке нагрев деталей и расплавление припоя производят сварочной горелкой. Этот способ имеет наиболее пшрокое применение на авторемонтных предприятиях.

Он обеспечивает высокое качество пайки, но требует от исполнителя больших навыков, так как высокая температура пламени и трудность контроля температуры нагрева детали создают угрозу перегрева металла детали и припоя.

При газопламенной пайке припой в место пайки вводят в виде прутка, как это делается при газовой сварке.

[c.171]

При визуально-оптической дефектоскопии можно выявить дефекты покрытий, нанесенных на металлическую и неметаллическую основу, их толщину и пористость, оценить состояниё изоляции проводов, качество пайки и сварки, правильность размещения элементов на платах, панелях а также обнаружить дефекты прессования, совмацения и сверления мон тажных и переходных отверстий многослойных печатных плат (МПП) проводить контроль на отсутствие сколов, трещин, отслаивания металли ческих внешних слоев от основания, расслаивания диэлектриков и ко робления.  [c.190]

Обратите внимание

Наибольший интерес для практики представляют клееные и паяные конструкции, в которых тонкую металлическую (или иную) обшивку соединяют с металлическим лонжероном, пенопластовым или сотовым заполнителем.

Для контроля качества склейки (пайки) обшивки в изделиях такого рода за рубежом применяется несколько методов, основанных, как правило, на использовании упругих колебаний. Исключением является вакуумный метод [62], [63], базирующийся на явлении прогиба непроклеенного участка тонкой обшивки под действием разрежения, создаваемого датчиком.

Вакуумный л5етод находит применение для контроля сотовых панелей с небольшой (доли миллиметра) толщиной обшивки.  [c.103]

Источник: https://mash-xxl.info/info/651918/

Тестирование и контроль качества пайки печатных плат и изделий электронной техники с применением компонентов типа BGA, μBGA, Flip Chip, CSP

В данной статье в продолжение темы электрического тестирования будут рассмотрены как возможности электротестеров, так и совместное их использование с другим оборудованием для проверки и тестирования.

Как уже упоминалось в предыдущих статьях о четырехзондовом методе тестирования качества соединения [1, 2], замер микросопротивлений во время тестирования собранной платы установками с «летающими щупами» HiTESTER 1240 японской компании Hioki (рис.

1) дает колоссальные возможности производителям. Тестер Hioki 1240 объединяет в себе функции оптической инспекции (AOI) (рис.

2) и электрического тестирования, позволяет сократить общее время тестирования, увеличить площадь тестового покрытия изделия, при этом не требует высокой квалификации оператора и наличия у него специальных навыков.

После проверки изделия выдается однозначный отчет о выявленных дефектах и качестве тестируемого изделия. Исключается необходимость оценки изделия высококвалифицированным специалистом и определения допустимых критериев отбраковки или годности (как для установок оптической инспекции).

Единственной проблемой все же остается оценка качества пайки компонентов типа BGA.

Для контроля изделий с жесткими требованиями по качеству паяных соединений применяются рентгеновские установки, например, установки моделей X-Bim 100 или X-Bim 130 производства итальянской компании Piergiacomi, которые являются, пожалуй, самыми простыми в управлении и обслуживании и не требуют высокой квалификации операторов для анализа данных.

Также существуют установки ультразвукового исследования. Так как контроль изделий рентгеном или ультразвуком ограничивает производительность технологических линий, изготовителю придется выбирать, что следует тестировать в первую очередь, что позднее и какие изделия не проверять совсем.

Важно

Ряд крупносерийных производителей применяют методы тестирования, основанные на статистической выборке. Полностью тестируется одно изделие из партии.

Например, проверяется одно из 10 000, 1000, 100 или 10 штук, и в случае, если это изделие забраковывается, то бракуется вся партия.

Также эта партия может быть разбита на более мелкие части для дальнейшего тестирования, либо может быть протестировано каждое изделие из всей забракованной партии.

Возвращаясь к вопросу электрического тестирования BGA-компонентов со скрытыми под корпусом контактами (рис. 3), отметим, что анализ можно провести только в случае, если изделие подготовлено для такого теста (рис. 4).

Сама печатная плата должна иметь вывод скрытых электрических цепей для прямого доступа щупа электротестера, а компонент со скрытыми контактами (типа BGA, ?BGA), который необходимо проверить, должен быть приспособлен (совместим) для электротестирования виртуальными щупами во время Boundary-Scan. Все электрические цепи, которые необходимы для тестирования ИС, должны иметь свободный доступ для тестового щупа. В качестве контактного места для щупа может использоваться любая открытая контактная площадка, любой вывод компонента или другое место, которое не закрыто корпусом компонента либо каким-нибудь конструктивным элементом платы.

Что такое тестирование контактов компонента виртуальными щупами Boundary&Scan?

Все микросхемы, приспособленные для тестирования с помощью виртуальных щупов, имеют специализированные порты доступа для тестирования (рис. 5): TDI — порт для входных данных, TCK—порт тактового сигнала, TMS — порт для выбора режима, TDO — порт для считывания данных.

О совместимости компонента, наличии или отсутствии портов доступа для теста можно узнать у поставщика или производителя компонента.

Например, на рис. 6 видно, как тестируются контакты ИС на наличие или отсутствие соединения и проходит сигнал через контакты (порты) ИС при тестировании на установке Hioki 1240 с функцией Boundary-Scan.

Совет

С помощью функции Boundary-Scan можно тестировать только цифровые ИС. Все вышеперечисленное неприменимо для тестирования аналоговых ИС, LCR и некоторых других компонентов. Кроме того, невозможна проверка качества пайки выводов ИС к контактным площадкам методом малых сопротивлений.

Внутрисхемное тестирование и проведение теста ИС виртуальными щупами с использованием функции Boundary-Scan обеспечивает полное тестовое покрытие собранной платы (рис. 7).

Компания Hioki выпускает тестер 1240 в следующих модификациях: 1240-01, 1240-02 и 1240-03.

Высокоскоростная установка 1240-01 имеет 4 щупа и подходит для тестирования смонтированных плат, в том числе большого размера (510×460 мм), плат с малым шагом (fine-pitch) выводов установленных компонентов—0,2 мм с максимальной скоростью 40 шагов в секунду (время на один шаг составляет 0,025 с). Собранная плата может либо сразу поступать для тестирования на установку 1240-01, либо после прохождения предварительного тестирования на адаптерной установке (рис. 8).

Для обеспечения высокой производительности используется следующая схема тестирования: собранная плата проходит испытание на адаптерном тестере и поступает на установку с «летающими щупами».

Установка 1240-02 имеет два вертикально установленных щупа и подходит для тестирования качества паяных соединений на основе метода четырех полюсных измерений микросопротивлений.

Установка Hioki 1240-02 тестирует собранную плату и выявляет такие дефекты, как плохая пайка, наличие пустот, «холодная пайка» и другие дефекты соединения.

Обратите внимание

Максимальная скорость установки Hioki 1240-02 составляет 30 тестовых шагов в секунду.

В следующих публикациях будет рассмотрено программное обеспечение к установке с «летающими щупами» Hioki 1240, тестирование плат с помощью адаптерного тестера и тестовые щупы для установок корпорации Hioki E. E.

Литература

  1. Леонов А. Установка автоматического электрического контроля смонтированных печатных плат «летающими щупами» производства компании Hioki серии 1240. Проверка качества паяных соединений электрическим тестированием // Технологии в электронной промышленности. 2007. № 2.
  2. Шевелев И. В. Современные технологии автоматического электрического контроля печатных плат компании Hioki // Производство электроники. 2007. № 3.
  3. Презентация HIOKI E.E. “1240 X-Y In-circuit Tester”.

Источник: https://www.tech-e.ru/2007_5_64.php

Ссылка на основную публикацию