1. Procesy lutowania w świetle dyrektyw Unii Europejskiej...11

Transkrypt

1 Spis treści 3 1. Procesy lutowania w świetle dyrektyw Unii Europejskiej Dyrektywa RoHS Dokumenty dotyczące dyrektywy RoHS Zasadnicze postulaty zawarte w dyrektywie RoHS Wyłączenia z dyrektywy RoHS Zgodność z dyrektywą RoHS Badanie na zgodność z dyrektywą RoHS Dyrektywa WEEE Kierunki zmian w montażu bezołowiowym Stopy bezołowiowe Topniki Pasty lutownicze Płytki drukowane Podzespoły Środki myjące Agregaty do lutowania na fali Piece do lutowania rozpływowego Procesy lutowania Znakowanie elementów, podzespołów i zespołów w wykonaniu bezołowiowym Literatura do rozdziału Podstawy procesu lutowania Zwilżanie Procesy kapilarne Procesy dyfuzyjne Związki międzymetaliczne...47 Literatura do rozdziału Bezołowiowe materiały lutownicze Bezołowiowe stopy lutownicze Zamienniki stopów SnPb Właściwości stopów bezołowiowych Temperatura topnienia Napięcie powierzchniowe Napięcie międzyfazowe Gęstość Współczynnik rozszerzalności cieplnej Rezystywność Wytrzymałość mechaniczna Znormalizowane stopy bezołowiowe Topniki do lutowania bezołowiowego Funkcje topników w procesie lutowania Klasyfikacja topników Właściwości ciekłych topników do lutowania na fali... 70

2 4 Spis treści 3.3. Bezołowiowe pasty lutownicze Składniki bezołowiowych past lutowniczych Proszki bezołowiowych stopów lutowniczych Kształt cząstek proszku Wielkość i granulacja cząstek proszku Zawartość tlenu w proszku Zawartość stopu w paście Topniki do past bezołowiowych Właściwości bezołowiowych past lutowniczych Lepkość Zwilżalność Osiadanie Koalescencja Kleistość Bezołowiowe luty rdzeniowe...84 Literatura do rozdziału Badania bezołowiowych materiałów lutowniczych Badanie właściwości bezołowiowych stopów lutowniczych Skład chemiczny stopu Temperatura topnienia Gęstość stopów mierzona metodą dylatometryczną Napięcie powierzchniowe stopów mierzone metodą maksymalnego ciśnienia w pęcherzykach gazowych Napięcie powierzchniowe i międzyfazowe stopów lutowniczych mierzone metodą Miyazaki Zwilżanie podłoży stopami bezołowiowymi Meniskograficzny pomiar siły i czasu zwilżania Pomiar kąta zwilżania Metoda leżącej kropli lutu Metoda meniskograficzna Pomiar rezystywności stopu Pomiar wytrzymałości stopu na rozciąganie Badanie współczynnika rozszerzalności cieplnej stopów metodą dylatometryczną Badanie właściwości topników Badanie skuteczności działania topnika Metoda meniskograficzna Próba rozpływności lutu miękkiego Działanie korozyjne topnika Próba lustra miedzi Próba korozji miedzi Badania jakościowe na obecność halogenków w topniku próba z papierkiem z chromianem srebra Badania ilościowe zawartości halogenków w topniku

3 Spis treści Badanie rezystancji powierzchniowej izolacji (SIR) Gęstość topnika Zawartość części stałych (nielotnych) topnika Liczba kwasowa Badanie właściwości bezołowiowych past lutowniczych Lepkość past lutowniczych Właściwości reologiczne past lutowniczych Granica płynięcia Współczynnik tiksotropii (β) Współczynnik rozrzedzenia ścinaniem χ Właściwości technologiczne past lutowniczych Zwilżalność podłoży pastami lutowniczymi Osiadanie pasty lutowniczej Koalescencja pasty lutowniczej Kleistość pasty lutowniczej Metoda stałego nacisku wstępnego Metoda nacisku punktowego Metoda zadanej głębokości zanurzania Badanie właściwości lutów rdzeniowych Literatura do rozdziału Lutowność podzespołów i płytek drukowanych Badanie lutowności płytek drukowanych Meniskograficzna metoda kąpielą lutowniczą Meniskograficzna metoda kropli lutu Metoda zanurzania obrotowego (badanie pól lutowniczych i otworów metalizowanych) Badanie lutowności podzespołów Jakościowe metody oznaczania lutowności podzespołów Metoda kąpielą lutowniczą zanurz i patrz Metoda lutowania rozpływowego Ilościowe metody badania lutowności podzespołów Meniskograficzna próba kąpielą lutowniczą Meniskograficzna próba kropli lutu Parametry i kryteria oceny lutowności podzespołów metodami meniskograficznymi Literatura do rozdziału Bezołowiowe powłoki lutowne na płytkach drukowanych Właściwości bezołowiowych powłok na płytkach drukowanych SnCu i SnAgCu naniesione metodą HASL Ni/Au (ENIG) Ni/Pd/Au (ENEPIG) Cyna immersyjna Srebro immersyjne Powłoki organiczne (OSP) Literatura do rozdziału

4 6 Spis treści 7. Zjawiska specjalne powodujące uszkodzenia podzespołów i płytek drukowanych Zjawisko generowania dróg przewodzenia w dielektryku Zaraza cynowa Wiskery Pełzająca korozja Literatura do rozdziału Kompatybilność podzespołów i płytek drukowanych z procesem lutowania bezołowiowego Podzespoły elektroniczne Kompatybilność powłoki zabezpieczającej lutowność końcówek lub wyprowadzeń Podzespoły do montażu powierzchniowego Podzespoły z kontaktami sferycznymi typu BGA Stosowanie podzespołów z końcówkami/wyprowadzeniami zawierającymi ołów Wytrzymałość cieplna korpusów i obudów podzespołów Podzespoły wrażliwe na wilgoć Wady połączeń lutowanych związane z podzespołami Płytki drukowane Powłoki zabezpieczające lutowność płytek drukowanych Podłoża płytek drukowanych Wielowarstwowe, złożone płytki drukowane o dużych wymiarach Wady połączeń lutowanych związane z płytką drukowaną Magazynowanie i manipulowanie podzespołami do lutowania bezołowiowego Literatura do rozdziału Procesy lutowania w montażu elektronicznym Techniki lutowania w zależności od konstrukcji zespołu Metody lutowania rozpływowego w warunkach bezołowiowych Opis procesu Metody dostarczania ciepła Literatura do rozdziału Bezołowiowe konwenkcyjne lutowanie rozpływowe Aspekty procesu Wybór bezołowiowej pasty lutowniczej Wpływ pasty na niezawodność procesu lutowania Stop bezołowiowy Topnik w pastach bezołowiowych Manipulowanie bezołowiową pasta lutowniczą Bezpieczeństwo pracy z pastami bezołowiowymi...200

5 Spis treści Nanoszenie past lutowniczych metodą druku przez szablon Systemy nanoszenia pasty Czynniki decydujące o dokładności procesu drukowania Efektywność transferu pasty Wpływ rakli w procesie drukowania past bezołowiowych Wpływ szablonu w procesie drukowania past bezołowiowych Kontrola i urządzenia do weryfikacji ilości nałożonej pasty Proces lutowania rozpływowego Okno procesowe Przebieg charakterystyki temperaturowo-czasowej Optymalizacja procesu lutowania Kompatybilność konstrukcji zespołu na płytce drukowanej z lutowaniem bezołowiowym Szybkość przebiegu procesu lutowania Monitorowanie przebiegu procesu lutowania Kompatybilność urządzeń Konwekcyjne piece tunelowe Ogólne wymagania Monitorowanie pracy pieca Transporter i system podparcia płytek Strefy grzania Strefa chłodzenia Zarządzanie przepływem par topnika Instalacja azotu i lutowanie w azocie Przykład procesu i połączeń lutowanych Wady lutowania Niezwilżenie i odwilżenia Tworzenie mostków lutu Luźne kulki lutu rozproszone na powierzchni płytki Kulki lutu pod podzespołami typu R/C Efekt nagrobkowy Wciąganie lutu Powstawanie pustych przestrzeni w połączeniu lutowanym Wady połączeń lutowanych ukrytych pod obudową podzespołu Lutowanie rozpływowe podzespołów do montażu przewlekanego Etap projektowania połączenia THR Czynniki optymalizacji wypełnienia otworu Wymagania dotyczące podzespołów Proces osadzania podzespołów Proces lutowania rozpływowego Ocena połączeń lutowanych Literatura do rozdziału Bezołowiowe lutowanie na fali Opis procesu Stopy lutownicze

6 8 Spis treści Topniki Kompatybilność topnika Przykład stosowania topnika w procesie bezołowiowym Znormalizowane wymagania ogólne Bezpieczeństwo pracy z topnikami Przebieg procesu lutowania Działanie fali Podstawowe parametry procesu Monitorowanie warunków lutowania na fali Nadmierne formowanie żużla Kompatybilność urządzeń i materiałów konstrukcyjnych urządzeń Systemy nanoszenia topnika Strefa grzania wstępnego Wanna lutownicza Moduły formowania fali Nóż powietrzny Transporter System podtrzymywania płytek Instalacja azotu Kompatybilność materiałów konstrukcyjnych Nowe materiały konstrukcyjne Wymiana stopu w wannie lutowniczej Przykład zastosowania nowych rozwiązań w praktyce Monitorowanie składu stopu Niebezpieczeństwo zanieczyszczenia ołowiem Inne zanieczyszczenia Przykład procesu i połączeń lutowanych Wady lutowania Wygląd połączenia Niewystarczająca ilość lutu w połączeniu Tworzenie mostków lutu Sople lutu Obecność kulek lutu na powierzchni płytki Efekt cieniowania (dotyczy podzespołów SMD) Nadmiarowe sferyczne wypełnienie lutem z jednej strony połączenia lutowanego (dotyczy podzespołów SMD) Puste przestrzenie w połączeniach lutowanych Odrywanie się części lutu połączenia od podłoża Mostki w postaci włoskowatych kryształów Literatura do rozdziału

7 Spis treści Bezołowiowe zmechanizowane lutowanie selektywne Opis procesu Sposoby lutowania Lutowania przez przeciąganie Długość końcówek Inne wymagania Lutowanie przez zanurzenie Wymiary dyszy i inne wymagania Przebieg procesu lutowania selektywnego Transport Topnikowanie Grzanie wstępne Pozycjonowanie płytki Lutowanie Lutowanie przez przeciąganie Lutowanie przez zanurzenie Stosowanie atmosfery azotu Urządzenia do lutowania selektywnego i programowanie Przykład procesu i połączeń lutowanych Wady lutowania Literatura do rozdziału Bezołowiowe lutowanie ręczne Aspekty procesu Lutowanie ręczne za pomocą lutownicy Druty lutownicze Uwagi dotyczące działania topnika Narzędzia do lutowania ręcznego Stabilność cieplna procesu lutowania ręcznego Powtarzalność warunków formowania połączenia lutowanego Wzrost roli efektywności przekazywania ciepła Konstrukcja i trwałość grota Procedury postępowania w operacji bezołowiowego lutowania ręcznego za pomocą lutownicy Procedura lutowania Procedura użytkowania grota Wady lutowania Stosowanie azotu w lutowaniu ręcznym Bezpieczeństwo pracy w procesie bezołowiowego lutowania ręcznego Literatura do rozdziału

8 10 Spis treści 14. Mycie po procesie lutowania Rodzaje zanieczyszczeń Zanieczyszczenia jonowe Zanieczyszczenia niejonowe Inne zanieczyszczenia Mycie i środki myjące Mycie rozpuszczalnikami Mycie półwodne Mycie wodne Sprawdzanie odporności materiałów na rozpuszczalniki Sprawdzanie rozpuszczalności pozostałości topnika Oznaczanie czystości zespołów po myciu Kontrola wizualna Oznaczanie zanieczyszczeń jonowych Rezystancja powierzchniowa izolacji (SIR) Literatura do rozdziału Ocena połączeń lutowanych Mechanizmy uszkodzeń Znormalizowane podstawy oceny połączeń lutowanych Badania i metody kontroli jakości połączeń lutowanych Cechy połączenia lutowanego Zwilżenie i wygląd wypełnienia lutem Kształt i wypełnienie połączenia lutowanego Podzespoły do montażu powierzchniowego Podzespoły do montażu powierzchniowego z połączeniami lutowanymi ukrytymi pod obudową Podzespoły do montażu przewlekanego Kruchość połączeń lutowanych spowodowana obecnością złota Integralność połączeń lutowanych Czynniki oddziałujące na integralność połączenia Wpływ obciążenia termomechanicznego na integralność połączenia Badania wytrzymałości mechanicznej połączeń lutowanych Badanie wytrzymałości na ścinanie Badanie wytrzymałości na wyrywanie końcówki Programy badań starzeniowych Literatura do rozdziału