Введение к работе
I Актуальность проблемы. В настоящее врггмя о производств*?
.п;а І'"""
радиоэлектронной аппаратуры широко применяются интегральные? .дМ і,
ЕрТЛЦЙ^Дйскемь*. с пленарными выводами. Их применение* ойс-спечинает значительное увеличение плотности монтажа за счет р азмеи-ення с обеих Сторон плат печатногЬ монтажа.,Основным мэтодом получения элоктрическй;( соединений при монтаже является пайка легиголлаз— кммиприпоями. 8 мелкосерийном производстве, отличающемся малым '- объемом, выпуска и большой номенклатурой изделий» осноаным спо-'. собой монтажа, как правило» валяется ручная пайка паяльниками. . ! .. Платность монтажных соединений на печатный, платах достигает 20 точек_ на площади в один квадратный сантиметр, а обще?^ коли-. черство паек на одной плате- нескольких тысяч* 0 этих условиях ручная пайка является весьма трудоемкий процессом. Дажа при высокой квалификации монтажникоа строгое соблюдение режимов пайки незооможмо и еерояітност»* петвл*гн*да дефектов астаотся амачитоль-ыой, что а конечном "итоге существенно сказывается на качестве иэдодий и производительности труда. О данных условиях наийолие ^ , ийлосоойрегамым . является разраі5>зтка , униэерсальмого гибкого г прогр.йкмно-^упрайляемога способа' монтажа микросхем на печатные ,, ' платы. Одним из кАиболэ** перспективных способов пайки, обеспе-чм&аезших возможность решения данной проблемы, является лазерная пайка о сочетАИии с испольсоэйммгм припоймых паєт, дозирование которых еояможно а аотоматическом. рея-имв пнеомодоэатором. Отличительной сложенностью .лазерная пайки является локальность теллегаого ооїгдейстоия.ймсочдя стабильность температурно-оремон-; нмх рожнмоз па^-ки, гибко* регулирование подводимой тепловой эмэргии, атсутс.тви;<7 контакта с паяомым изделием, высокая'произ— . яодитальмость процесса»' высокая надежность паяных соединс^^й.
Цель райатн. Разработка аэгоматиоираааим.оЙ технологии монта
жа интегральных микросхем с планзрнымн еыводлми на платы печат-г
ного монтажа! ойеспечи» анад^й получение качгасткеных и нядгажных
паинык гоединоиий о условиях мелкосерийного мнаг«момб!мклатурмо-
го проиаеадстна, .- ' *. '
Задачи исследования*. Ллл достижения поставленной цели в диссертационной работе рассматриваются следующие проблемы і і. ннално срвкгьраэ, аямикпинк на надежность, п\*янь*х соединений,
-
Анализ математической модели диффузионных процессов wa wvk-«рвенык 'гр&ницах, описыоамщсй процессы масса-пареноеа о -капилляр-' ном заооро, с учетом стадии граничной кинйтик-и*
-
Исследование кюздейстня jtuzsQpHara .получения нд материалу плат печатного монтажа, ''
-
Иссж?,гюізйниє ооздеисгеня лазерного излучения на прочность адгезии оальгирооанных праиодникоо и диэлектрической основе.
-
Сравнительное исследования' температурный режимов пайки различными способами. ... , ' .' .
-
Исследование олняния химической аьгтирнссти фЛМСОе и свойсте припайных паст на режимы пайки. .-'"./ '-- -1
-
Исс-гедооаиме влияния режимов лазерной пайки на 'механическую прочность и структуру паяных соединений»,. ,'. - - , V ; -'/--:
. Разработка типового,технологического процесса,"лазерной 'авто-'-. -матязирезгзаымой пайки пленарным вывадбо интегральны* - микросхем' на платах печатного монтажа, с применением припайной пасты.l. ' ^.. Мотоды исследооания. При выполнении работы ; йсполъаооались методы численного моделировании ма'ЭВИ', статистического / рланит;,' рования эксперименте, оригинальная методика,, -разработанная ав- : -тарам при .'выполнении работы и защищенная *г,авторским ;, свидетель-*1 -стром» металлографические меследооаниєї с, .применением ,ч электрон- ' -.: , його растрооога микроскопа и испытания \меианич'еской' прочности .'
ПіАрнь:,* coo диче-ииЛ , матод тензсметрической мзнискогрдфяп для мес ледов дт-ш мимическое актменогли -фЛИЗСОБ .
Научная новизна. 1 .Впервые зыполксна мадгалирое-ание кинетических стадий процесса формирования паяных соединении"! низкотемпературными припоями с испольезоо -энием феномг?ноллгичоск;о,*'1 моле пи "Растворения о зазоре с учетом граничной кинетики"» Получено хорошее сагл'асОЕанче z ррэультйтами зкепєрименток. Выявлены Физико-химически?? заканопі?р насти в протекании диффуаиснны:; проиессое на ме;«фагЛ-(ы>; граница?:.
2. Исследованиями ессід&йстеип лгаернсго излучения на диз лектри-
чес кие материала* Еь.-«нланп оптимальное соглсссвйнц;? с пестра ль, но
го ДИ5П.ЗЗСНІ Ло, зоркого ИСІЛучї?Н>іЯ С ДЛИНОЙ ОО ПНУ 1 , Зі мкм с ог,-
тикозиэическим»! Сеаі'їствамл оргачичуской основы п:'че,тних , что позволяет увеличить прочность.адгглин Фалцгпреданных проводников на платдк и обеспечивает эффективный р изо г pea пд яны;< езели-мэний без разрушения дпэ^ктрическ-сй осмезы,
3. Иссладооаш-кгм смачиеаеиасги образцеа припоем, а такле? s ре
зультате оптимизации рс*!імов ггзйкИї выявлена влчянп? шиичі?скоЛ
аі-гтирмости флисов и режимов пвГіки на прочностные сг.ойстол пая
ных - соединений, .что плз90л^ут сбаенсванно выбирать Ф-люс и
назначать темпер <ітурно~врі?мцнний ртжпмы для достижения макс»т-*
мальмсЙ лрочиости рдйнык сор^йнриий.
4» Ойасноиана целесообразность пріж^нсния лазерного источники нагрева и использований прмпайнык пё.ст для реализации аьгом-ти-зиіювлкного способа пдики плчнлрных рмгіодоо п^гегра/>ьнм:< мичр;;— сг;;им на платзк печатної с» монтаже.
5. - Металлографическими ии.Ді'-до^ :іні і л ми, за$>икснроь -ji^ кард;,-7 ер-
н.-*-л юмко для Л-ЗГ.ЄРНОЙ пайки мол-тг-.ідисп^рсь.^ч сірчі^тупа припоя
о 3vV3:?pE?T устдионлемл. злопі:иіч(їст^ шири міг і дпуф-уг.ноче'г.н г.гн'.:
. <1--т мкм) 'от ерем**ни пз^ки <0. '-";. сі ,что мо,;тп c.p*v, ;,.* г -/><-'к [і л г-
ность "Математической модели растворения в оазор?"и фиэйко—ге?х-
НОЛОГИЧеСК11« НОДе^еЙ» ПОЛУЧЕННЫХ При ОГТЇиЬіИЗаііНИ реЖИМОВ П.1ЙКИ,
Практическая ценности. Выполие^^иыс» о диссертационной, работе исследования формируют современные? предстаьления а фиоико-хими-ческих закономерностіїх, протекающих и їіанном соединении при низкотемпературной пайке и могут выть'широко использованы при разработке- технологических npoi\t?ceoa пол/ченир паянцк. соединений с одд«иными эксплуатационными свойстоами. . , .
Разработанной' программное обеспечение' позволяет выполнять моделирование кинетических ст«*днгї Формирования паяных соединений ни SSM, э«а*лзмч материалы и ааграгы, необходимее* для выполнения .натурных иселедаеамий. ЛострОРны графики для оыбора режимов' пайки, абегепечисамщиг формирование соєд»>и-іізниЙ. адг раипноого типа, обладающие повышенными пррчностными свойствами.
Разработан технологический ntiouArr антаматизированноЛ лаэе*р-ной пайки планарнык выводов ннлеґр«*яьнмх иикроСхем на платлх печатного монтажа г применением прмпойник паст.
Результате исследовании реализованы « технологических установка* ИП.ЯП~І'% иПЛП-2", иЛСЯп*\ разработанных в НПО "Компас" t и выпускаемых серийно наминая с f?S4 года- Технологический процесс и .оборудование вме-Дрены є Ц.НИИ "Гранит**, а также на ряде приборостроительных предприятия с годовым экономическим эффвк~ том от 5 до 20 тыс вм рублей (» «снам 19^1 г.).
Апробация работы. Материалы диссертации были изложены ц обсуждены на П Всесоюзной научна-*технической конференции- ТІримЄне-Hf!t* лазерои в технолог ии и системам передачи и обрэьо гки информации" (Ленинград, ЛДНТП, 1934г.ї$ научно-техмич«гСком саминарі~?к*Те:;мяі-в* и технология пайки & радиолл*'^.тромике и прибо— 1 ростронии" (Ленинград, ЯД.НТП., J985r.>j 4~Гі научнО~технической КОНчГС'рОНИИН МОЛОДЫХ у нень.1* И СПРЦИя.Г.1СТО*3 <Д*?нингр*дд, ЦНИИ
4"
"Гранит" , 19SSr. ї ; научно~те*ническом семинаре "Новое в технологии морского приборостроения" (Ленинград, НТО им. А.Н.Крыло-&а, 1?ЗАг.)| научно-техническом семинаре "Приненомие лазеров е промышленности" (Ленинград, ЛДНТП, 1987г,>; научно-техническом семинаре "Использоаамие лаэероэ в технологических системах Лг— ропрома" (Москва, МТИПП, 1*?вВг. >; научно-техническом сенимаре '"Пайка а микра*лек:трсмнаЧ текинки" (Саратов, НШ"Волна" , 193Эг) j научно-техническом семинаре "Новое в т-ехнрлогии морского при<5о ростроения" {.Ленинград, НТО им. А. Н-Крыловд, 1939г.)j научно-техническом семинаре "Сеарка и пайка в приборостроении" (Пенза, ПДНТП, І993г.>; научно-те хнич єс ког* семинаре "Материалы и технология в паЛче** (Одесса» ЮС им.Е*О.Патона>} научно-техническом семинаре "Групповые методы формирования монтажных паяных соединений о соярЕменноП РЭА" (Рыбинск,BHTQ РЭС нм-Л.С.Попова, 1990 г.); научно-технической конференции "Пайка в машиностроении" (Тольятти, ТПИ, 1991г.); научно-практической1 конференции "Достижении инженеров и ученых Ленинграда в области свлроч»чого производства за 1Ф90г." (Ленинград, .ПДНТП, 1991г.).
Пуйлнкации. По материалам диссертация огг/бликоззно 13 печатних работ(1иа ним один отчет по НМР, одно методическое пособие длі ВУЗа и одно авторское свидетельство.
Объем и структура работы. Диссертация состоит иа введения, пяти, глав, ofiiijvix с^оодов и приложения, содержит 120 страниц машиописнага текста, 5? рисун^оп, 1<Ь таблиц, списка литературы из 116 наименовании и приложений.