Регистрация Вспомнить пароль
Задать вопрос специалисту
CAPTCHA

Преформы Indium: современные решения для сборки электронных устройств

16 Апреля 2010

Функциональность и надежность выпускаемой на отечественных предприятиях электроники с каждым днем становится выше. Вместе с возможностями устройств во многих случаях увеличивается и сложность их сборки. Появляются новые компоненты и увеличивается их количество на плате, меняются температуры пайки и рабочие температуры эксплуатации устройств, стираются грани между производством печатных узлов и электронных компонентов. Во многих случаях традиционных технологических решений недостаточно и требуются новые материалы и решения для обеспечения качественной сборки. Одним из таких решений являются преформы. В данной статье мы рассмотрим, что такое преформы и как они могут быть использованы для повышения эффективности и качества сборки.

Преформы - это сплавы металлов, изготавливаемые в виде изделий различной геометрической формы с точным объемом припоя в каждом изделии. Преформы отличаются формой, размером, типом сплава и наличием флюса на поверхности.

Преформы могут иметь практически любую плоскую геометрическую форму. Наряду со стандартными видами (диски, квадраты, многоугольники, рамки, кольца) возможно изготовление преформ в виде матриц из единиц любой геометрии и уникальных изделий по специальным чертежам под конкретную задачу.

Размер преформ практически не ограничен и определяется, в основном, задачей. Минимальный размер ширины вырубки составляет 0,254 мм. Максимальный размер не ограничен в области задач для производства электронных устройств. Наравне с размерами и формой преформ их важной характеристикой является сплав. Именно сплав во многом определяет уникальность таких технологических решений. Производственные возможности компании INDIUM позволяют изготавливать преформы из различных сплавов с температурой ликвидуса в пределах 47-1063°С. Сегодня ассортимент доступных сплавов включает в себя 200 типов из пяти семейств. Наиболее популярные доступные сплавы приведены в таблице 1.

Еще одной важной отличительной особенностью преформ является возможность их покрытия тонким слоем флюса. Наличие флюса на поверхности преформ позволяет исключить дополнительное флюсование перед пайкой и уменьшить количество остатков флюса после пайки.

Возможность получения сплавов с различными характеристиками, практически любая геометрическая форма и возможность исключить дополнительное флюсование позволяют применять преформы для самых разнообразных задач. Преформы Indium позволяют получить высокую гибкость и уникальность решений для производства электроники. Рассмотрим некоторые задачи, решение которых можно оптимизировать с применением преформ Indium.

1. Оптимизация процесса сборки печатных узлов с наличием поверхностно монтируемых и выводных компонентов

Сегодня для одновременной пайки выводных и поверхностно-монтируемых компонентов находит применение технология Pin-In-Paste. Она позволяет совместить в единый процесс сборку поверхностно-монтируемых и выводных компонентов. Такой метод сборки характеризуется высокой производительностью и не требует значительных капиталовложений в обновление парка оборудования. Подробно технология Pin-In-Paste рассмотрена в статье Александра Завалко «Технология PIN-IN-PASTE» (Поверхностный монтаж, №4 (78), июнь 2009).

Основной вопрос и сложность в технологии Pin-In-Paste – это количе- ство паяльной пасты, наносимой для пайки выводных компонентов.

В ряде случаев получить требуемое количество припоя для каждого вывода компонента затруднительно (рис. 1).

Рис. 1 Возможный результат пайки выводных компонентов с применением технологии Pin-In-Paste

Применение преформ может улучшить технологию Pin-In-Paste и обе- спечить требуемое количество припоя в каждой точке пайки. Такое решение позволяет:

Рис. 2 Результат пайки выводных компонентов с применением паяльной пасты и преформ

2. Увеличение количества припоя для пайки поверхностно-монтируемых компонентов

В ряде случаев на печатном узле можно встретить компоненты, требующие большего количество припоя, чем все остальные компоненты печатного узла. Например, если на плате установлены микросхемы с мелким шагом и транзисторы с большими контактными площадками. Для увеличения количества припоя и обеспечения надежной пайки компонентов с большой площадью металлизации выводов эффективным технологическим решением могут быть преформы. Такой метод сборки обеспечит нужное количество припоя в точке пайки, может повысить технологичность производственного процесса и качество сборки.

3. Создание высоко- и низкотемпературных паяных соединений на одном печатном узле

В ряде случаев сборка печатного узла требует ступенчатой пайки. Под ступенчатой пайкой понимается пайка компонентов печатного узла в различные периоды времени при различных температурах.

Примеры таких задач:

Для решения задач, где требуются низкие температуры пайки, подойдут преформы из низкотемпературных сплавов на основе висмута и индия. Высокотемпературные решения могут быть реализованы с использованием преформ из сплавов с высоким содержанием свинца или золота.

4. Пайка экранов или иных металлических деталей печатного узла 

Экраны и некоторые детали печатного узла могут иметь уникальную форму контактной поверхности. Нанесение пасты для пайки таких компонентов в ряде случаев может быть затруднительно. Благодаря любой геометрической форме преформ и широкому спектру доступных сплавов крепление таких деталей к печатному узлу может быть оптимизировано именно применением преформ.

5. Пайка выводных компонентов с любым количеством выводов и порядком их расположения

Разъемы с большим количеством вы- водов присутствуют на многих совре- менных печатных узлах. Пайка таких разъемов выполняется волной или вручную. Это не всегда технологично и эффективно. Выполнить качественную пайку данных компонентов можно с помощью специальных преформ, покрытых флюсом. Применение преформ позволяет упростить сборку плат с такими компонентами и повысить качество их монтажа.
 

Заключение

Преформы позволяют оптимизировать ряд технологических задач, и в статье мы рассмотрели только некоторые типовые применения. Наряду с преформами продукция компании Indium включает в себя и другие специализированные решения для задач в области пайки, каждое из которых может повысить качество и эффективность сборочных процессов. Успех внедрения нового решения в большинстве случаев зависит от желания и возможностей разработчиков, технологов, инженеров, от готовности внедрять новые решения и оптимизировать существующие технологические процессы. Заканчивая статью, хочется обратиться ко всем специалистам наших производственных предприятий: испытывайте и внедряйте новые технологические решения, экспериментируйте! Именно такой путь способствует развитию производства и должен обеспечить рост уровня отечественных технологий!

Таблица 1 Наиболее популярные сплавы производства компании Indium
Автор, должность:
Вячеслав Ковенский, начальник отдела
Отдел:
Направление технологических материалов
Email:
materials@ostec-group.ru