Главная Промышленная автоматика.

ifiiiii iliiiiili змшааи





Рис. 5.4. Правильная и неправильная установка планарных корпусов на многослойную печатную плату с открытыми контактными площадками

радиусы изгаба. Если выводы прямоугольного поперечного сечения, то радиус изгаба - ие менее двух тол-и;ин вывода, если круглого - не менее двух диаметров. Обрезать неза-действованные внутри корпуса выводы ИМС или выводы, которые не используются в даяном вю1ючении и не влияют на работоспособность устройства, можно на расстоянии 1мм от тела корпуса, однако следует учесть, что по эыводам от ИМС (особенно малого размера) отводится значительная часть тепла.

В типично неправильной конструкции технологаческого приспособления формовки выводов корпусов типа 4 (рис. 5.3) не оставлен зазор (не менее 0,5 мм от тела корпуса), необходимый для сохранения в целости керамики. Штамп такой конструкции может нарушать герметичность корпуса ИМС.

На рис. 5.4 показано происхождение типовой ошибки при монтаже. Предположим, что формовка выводов ИМС, предназначенных для установки на многослойную печатную плату с открытыми контактными площадками, произведена под второй-третий слрй (рис 5.4 а). Фактически ИМС

распаивается на контактные площац ки других слоев. При монтаже выв0 ды подогнуты вручную у самого ге моввода (угол загаба в вертикал ьн плоскости может достигать ±60°Ci Подрихтовка выводов, проведенн без жесткого закрепления зоны вы да на участке длиной 1 мм от те) корпуса (т. е. без применения техн логического приспособления), мож привести к нарушению герметичн сти вывода у корпуса. При такс способе установки потеря гермети ности ИМС может произойти во Bf мя последующих механических в( действий при эксплуатации аппарат ры, так как деформированные вы ды находятся в напряженном состо! НИИ (см. рис. 5.4 б).

5.5. ЛУЖЕНИЕ И ПАЙКА ВЫВОДОВ ИМ<

Режимы операций лужения и nai ки выводов ИМС (температура ра плавленного припоя с выводам! площадь зоны контакта вывода припоем) обычно выбирают с учето: характеристик теплопередачи ко кретных типов корпусов ИМС. противном случае тепловые удар


Рис. 5.5. Схема теплообмена между внешними выводами и кристаллом при лужении и пайке микросхем

могут привести к необратимому разрушению ИМС.

На рис. 5.5 схематично показаны отдельные элементы конструкции ИМС, которые подвергаются тепловому, воздействию и участвуют в передаче тепла. При контакте с расплавленным припоем 1 вдоль вывода создается перепад температуры, вызывающий передачу тепла. Теплообмен осуществляется от зоны пайки (зона А) через металлический вывод 2 к керамической основе тела корпуса 5 и далее к кристаллу 4. Теплоюй поток передается к кристаллу также от внутренней части вывода (зона Б) через внутренний соединительный про-юдник i. Скорость передачи тепла зависит от разности температур, теплопроводности материала и конфигурации элементов конструкции ИМС.

При производстве РЭА с использованием микросхем широко используются лужение выводов ИМС способом "окунания в расплавленный припой" и пайки методом "волны".

Учитывая допустимые температуры нагрева элементов конструкции

корпусов ИМС, определены следующие условия лужения с помощью погружения в расплавленный припой.

Предельная температура, °С.............................250 ±5

Предельное время нахождения выводов

в расплавленном припое, с..................................2.0

Минимальное расстояние от тела корпуса до границы припоя по длине вывода, мм..................................................................1,3

Предельно допустимое число погружений одних и Vex же выводов в припой.....................................................................................2

Минимальный интервал времени между двумя погружениями одних и тех же выводов в припой, мин..............„.....................5

При лужении нельзя касаться припоем гермовводов. Припой не должен также попадать на стеклянные и керамические части корпуса. Граница растекания припоя по выводам должна быть не ближе, чем на расстоянии 1 мм от тела корпуса ИМС, при этом допускается некоторая неравномерность лужения по длине выводов. Необходимо исключить образование перемычки между выводами, поверхность припоя на выводах должна быть сплошной, без трещин, пор, необлуженных участков.

Паяные соединения дожны иметь светлую или светло-серую поверхность, без темных пятен и посторонних включений. Через припой должны проявляться контуры входящих в соединение выводов элементов.

Примеры лужения и пайки выводов планарного корпуса приведены на рис. 5.6 а-г.

При пайке ИМС в корпусе с пла-нарными выводами допускаютсд заливная форма пайки, при которой контуры отдельных выводов полностью скрыты под припоем со стороны пайки соединения (рис. 5.6 д, е), неполное покрытие припоем поверхности контактной площадки по периметру пайки, но не более чем в двух местах, не превышающих 15 % общей площади (рис. 5.6 ж), наплывы припоя конусообразной (рис. 5.6 з) и скругленной (рис. 5.6 и) формы в месте отрыва паяльника, небольшое




Перемычка Неодлу/ненный участок



Рис. 5.6. Примеры лужения и пайки выводов планарного корпуса

J к/ / /

В «



Торец не отлужен

Рис. 5.7. Примеры пайки корпуёов со шты- \ рьковыми выводами

смещение вывода в пределах контактной площади (рис. 5.6 к), растекание припоя (рис. 5.6 а) (только в пределах длины выводов, пригодной для монтажа).

Форма соединения при запайке выводов ИМС. в металлизированные отверстия должна соответствовать эскизам, приведенным на рйс. 5.7 а - г. Припой со стороны корпусов не дол-

жен растекаться за пределы контак! ных площадок. Конец вывода мож€{ быть нелуженым. Монтажные метаг лизированные отверстия должнЬ быть заполнены припоем на высот не менее 2/3 толщины платы. ИсП равление дефектных соединений с( стороны установки ИМС на плат нежелательно.

Формы паяного соединения npi

Параметр

Пайка ИМС с планарнымн выводами одножалыым групповым паяльником способом

Макошмялая температура стержня

паяльника, °С Максимальное время касания каждого

вьоода, с

Мишмальный интервал времени между

пайками соседних выводов, с Максшильная температура

расалавленного припоя, °С Макскмальиое время соп1»1косновения

кажлого вывода с припоем, с Макскмалыюе расстояние от тела корпуса

до.пмнищ»! припоя по длине вывода, мм Минимальный интервал времени между

даумя повторными пайками одних

и тех же выводов, мин

пайке выводов ИМС на контактные площадки печатных плат с неметал-лизированными отверстиями приведены на рис. 5.7 д-ж. Растекание, припоя по выводам ИМС не должно уменыиать минимального расстояния от к(фпуса до места пайки, т. е. быть в пределах зоны, пригодной для монтажа и оговоренной в технической документации. На торцах выводов допускается отсутствие припоя.

Оборудование и оснастка, применяемые при пайке, должны обеспечивать автоматическое поддержание и контроль температуры расплавленного припоя с погрешностью ±5°С при выполнении операции "волной припоя", поддержание и периодический контроль (через 1-2 ч) температуры жала паяльника с погрешностью ±5°С при индивидуальном способе выполнения операции пайки ИМС, контроль времени, контактирования выводов ИМС с жалом паяльника или с расплавленным припоем при групповых методах пайки, а также контроль расстояния от тела корпуса до границы Припоя по длине выводов. Жало паяльника должно быть заземлено (перехопвое сопротивление

265 3 3

Пайка ИМС со опырыювыми выводами одножальиым групповым паялы1иком способом

280 3 3

265 2 1 5

265 3 1 5

заземления не более 5 Ом), табл. 52 приведены рекомендуемы режимы пайки ИМС одножальным и групповым способами.

5.6. ОСОБЕННОСТИ УСТАНОВКИ ИМС НА ПЕЧАТНУЮ ПЛАТУ

При установке ИМС на печатную плату должн быть приняты все меры предосторожности, чтобы защитить ее корпус от недопустимых деформаций, С одной стороны должна быть обеспечена механическая прочность, гарантирующая устойчивость к механическим нагрузкам, возможным при эксплуатации изделия, с друпй! - определенная "Гибкость" крепления, чтобы деформация печатной платы не привела к заметным механическим нагрузкам на корпус ИМС. Например, "жесткое" крепление ИМС на печатную плату, имеющую стрелу всего в несколько десятых миллиметра может вызвать растрескивание герметизирующих швов корпуса, либо деформацию дна (толщина которого 0,1...0,2 мм) и отрыв от него подложки или кристалла, , . г



Эопаошл: тппппппг

hIdIiIiIiIiIi

и и " " -и и U и

Прокладка

-fxnnnnnnr

тппппппг

и u u U u u U- Sm-пг

3) е)

Рис. 5.8. Варианты установки различных корпусов на печатную атату с металлизированными отверстиями

В большинстве случаев применения ИМС механическая устойчивость обеспечивается лишь распайкой всех

выводов на контактные площадки. Необходимость и способы дополнительного крепления ИМС на плате определяются жесткостью условий эксплуатации аппаратуры, а также массой и габаритами корпуса ИМС.

Конструкция платы и компоновка элементов на ней должна обеспечивать эффективный отвод тепла за счет конвекции воздуха или с помощью теплоотводов. Конвекцию обеспечивают установкой корпусов с максимально допустимыми зазорами между плоскостью платы и дном корпуса. Размещение корпусов на печатной плате должно обеспечить возможность покрытия влагозащитным лаком без попадания его на места, не подлежащие покрытию, и свободный доступ к любой ИМС для ее монтажа. С учетом требований обеспечения целостности корпуса и отвода тепла можно предложить следующие рекомендации по установке на печатную плату различных типов ИМС.

1. ИМС со штырьковыми выводами (корпуса 151.15-4 и 151.15-6) целесообразно устанавливать непосредственно на металлизированные отйер-стия с высотой над платой 1" мм. Выводы ИМС формовать не следует. Дополнительных креплений не требу-

------- £- о -

2. Более крупные ИМС со штырьковыми выводами (корпуса 151.15-2, 151.15-3 и "Акация") требуют дополнительного крепления. Их приклеивают на изоляционные прокладки, например, из материала ДСВ-2-Р-2М или АГ-4. Прокладки необходимо жестко закрепить на печатной плате, например, мастикой ЛН. Размеры изоляционных прокладок должны быть максимально приближены к размерам основания ИМС с сохранением целостности гермовводов (рис. 5.8 в, г).

3. ИМС в пластмассовых корпусах

с прямоугольными выводами (корпу-j са Ж.14-3, 201.16-6) устанавливают; на печатные платы с односторонним или двухсторонним расположением., печатных проводников в металлизи-j рованные отверстия с зазором, кото-3 рый обеспечивается конструкцией] выводов Грис. 5.8 д).

4. ИМС вкруглых корпусах (KOpl пуса 301.8-1, 301.12-1) устанавливают с отформованными выводами с, зазором от печатной платы З+О- мм1 (рис. 5.8 е). Если аппаратура подвер-1 гается повышенным механическим! воздействиям при эксплуатации, под ИМС необходимо устанавливат прокладку из электроизоляционного материала (рис. 5.8 ж). Прокладка! должна быть приклеена к плате и] основанию ИМС. В простейшем слу-1 чае ИМС в круглых корпусах можно »/г.тяняпттмиях»> непосоепственно на ме-i




Рис. 5.9. Способы установки планарных корпусов


Рис. 5.10. Правильная и неправильная установка планарного корпуса на печатную плату

таллизированные отверстия без формовки выводов с зазором от поверх-чости платы l" мм.

5. ИМС с планарными корпусами ! отформованными выводами (корпуса 401.14 - 3, 4118.24 - 1) можно устанавливать на платы с односторонним или двусторонним расположением Проводников следующим способом: Вплотную на печатную плату (рис. 5.9 а), с зазором 0,3 мм (рис. 5.9 б) или вплотную на прокладку (рис. 5.9 в). Последующее обволакивание лаком обеспечивает до-Гголнительное крепленние ИМС. При Установке ИМС в планарных корпусах допускается смещение свободных концов в горизонтальной плоскости в Пределах ±0,2 мм для их совмещения с контактными площадками. В Вертикальной плоскости, свободные

концы выводов можно перемещать в пределах ±0,4 мм от положения выводов после формовки.

• 6. Приклеивать ИМС к печатным платам рекомендуется клеями ВК-9 (ЩИО.026.400 ТУ), АК-20

(ТУ6 - 10 - 1293 - 72) или мастикой ЛН (ТУ МКЛ.3052 - 55). Оптимальная температура сушки 65±5°С.

При приклеивании ИМС к печатной плате усилие прижатия не должно превышать 0,08 мкПа. Не допускается приклеивать ИМС клеем или мастикой, нанесенными отдельными точками на ее основание или торцы корпуса.

7. Недопустимо попадание влагозащитного лака УР-231 в зазор ме;кду корпусом ИМС и платой (рис. 5.10), так как при полимер1за:1ии он (Кр-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [34] 35 36 37 38 39 40

0.0047