Подготовка к пайке

Подготовка включает удаление загрязнений органического и минерального происхождения, оксидных пленок, а в некоторых случаях также нанесение покрытий, улучшающих условия пайки или повышающих прочность и коррозионную стойкость паяных соединений. Удаление сильных загрязнений, пленок проводят механическими или химическими (обезжиривание, травление) способами. При механической очистке удаляется тонкий поверхностный слой металла при помощи режущего инструмента (резца, шлифовального круга, шабера и др.), наждачной бумаги, проволочной щетки. Для повышения производительности при обработке протяженных и сложнопрофильных изделий (например, ПП) применяют гидроабразивную обработку или очистку вращающимися щетками из синтетического материала с введенными в его состав абразивными частицами. Образование шероховатой поверхности после механической обработки способствует лучшему растеканию флюса и припоя за счет капиллярного эффекта, так как риски являются мельчайшими капиллярами.

Обезжиривание изделий проводят в растворах щелочей или в органических растворителях (ацетоне, бензине, спирте, четыреххлористом углероде, фреоне, спиртобензиновых и спиртофреоновых смесях) путем протирки, погружения, распыления, обработки в паровой фазе или в ультразвуковой ванне. Современное оборудование для очистки имеет блочно-модульную конструкцию с программным управлением. Обычно оно снабжается устройствами для регенерации моющих средств и сушки изделий. Эффективным методом сушки является центрифугирование.

Удаление оксидных пленок осуществляют травлением в растворах кислот или щелочей. Состав раствора определяется видом металла, толщиной окисной пленки и требуемой скоростью травления. После операции травления детали тщательно промывают с применением нейтрализующих растворов.

Очищенные детали необходимо в короткий срок направлять на сборку и пайку, так как сроки сохранения паяемости для меди 3...5 суток, для серебра – 10...15 суток. В ряде случаев перед пайкой на поверхность соединяемых деталей наносят покрытия, которые улучшают процесс смачивания припоем и поддерживают хорошую способность к пайке в течение длительного межоперационного хранения. В качестве металла для таких покрытий используют различные припои (ПОС-61, сплав Розе и др.), серебро, золото, палладий и их сплавы, которые наносят гальваническим или термовакуумным осаждением, а также горячей металлизацией. Использование технологического покрытия позволяет увеличить сроки сохранения паяемости до 3...6 мес.

На алюминий и его сплавы технологические покрытия наносят с применением ультразвуковых колебаний. Для этого используют У3-паяльники, которые создают УЗ-колебания в расплаве припоя, нанесенном на основной металл, или используют УЗ-ванны, в которых УЗ-колебания передаются расплавленному припою через стенки сосуда при облуживании погружением. Кавитационные явления, возникающие в расплаве, приводят к разрушению оксидной пленки на поверхности металла и смачиванию его припоем.

Увеличение срока сохранения паяемости деталей, подготовленных к пайке, достигается также путем нанесения специальных консервационных покрытий, большинство из которых не удаляется при выполнении монтажных операций, так как их состав согласуется с составом применяемого флюса. Такие покрытия разделяются на два вида: 1) на основе канифоли (флюсы ФКСп, ФПЭт, ФКЭт); 2) консервационные, представляющие собой пленки щелочных металлов. Большинство консервационных покрытий вытесняет влагу, и их можно наносить на влажные, не успевшие окислиться детали путем погружения в раствор, кистью или пульверизацией. Образовавшаяся после испарения растворителя пленка надежно защищает поверхности металлов от проникновения влаги и окисления в течение 5...6 мес. хранения.

После выполнения подготовительных операций и в процессе межоперационного хранения проводится контроль пригодности деталей к пайке путем оценки паяемости. В промышленности разработано большое число методов контроля паяемости: 1) определение площади облуживания поверхности после выдержки образцов в течение заданного промежутка времени во флюсе, а затем расплавленном припое; она должна составлять не менее 95% от контролируемой поверхности; 2) расчет коэффициента растекания Kp=Sp/So как отношение площади Sp, занимаемой навеской припоя после расплавления и растекания к площади So, занимаемой дозой припоя в исходном состоянии, или отношение высот припоя до (h₀) и после (h_P) растекания; 3) измерение краевого угла смачивания θ (будет рассмотрено в этом разделе далее); 4) по высоте или скорости подъема припоя в капиллярном зазоре (например, в металлизированном отверстии ПП); 5) измерение усилия, действующего на образец основного металла, погруженного в припой (по величине поверхностного натяжения).

По критерию паяемости все многообразие современных паяемых материалов различной физико-химической природы можно разделить на следующие основные группы: легкопаяемые, среднепаяемые, труднопаяемые и непаяемые (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Классификация материалов по паяемости

Группа материалов	Материалы		θ, град
Легкопаяемые   Среднепаяемые   Труднопаяемые     Непаяемые	Олово, золото, серебро, медь и их сплавы Латунь, бронза, никель, цинк, сталь Нержавеющая сталь, магний, алюминии, титан, молибден и др. Керамика, стеклокерамика, ферриты, полупроводники	0,8...0,97   0,6...0,82   0,5...0,6   _	0…12   5...20   20...40     120...160

Дата добавления: 2014-10-31