История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2021-03-18 | 136 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
В технологии производства радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) одной из операций сборки является присоединение диэлектрических плат к металлическим основаниям. Из всех способов крепления плат СВЧ и ГИС на металлические основания наиболее широко применяется пайка, так как она обеспечивает качественное интерметаллическое соединение, а главное – электрический контакт, который с увеличением площади спая повышает надежность механического контакта и улучшает электрические характеристики изделий. На поверхности плат под пайку наносят золотое технологическое покрытие толщиной около 3 мкм (в качестве подслоя золота использовалась напыленная и гальваническая медь общей толщиной около 8 мкм).
Для получения надежных паяных соединений с использованием низкотемпературных припоев необходимо учитывать активное взаимодействие золотого покрытия с припоями. В результате этих процессов уменьшается прочность шва и нарушается его сплошность. Поскольку поверхность платы покрыта пленкой золота, то проводились исследования взаимодействия припоя ПОИн50 с золотым покрытием.
Для исследования взаимодействия оловянно-индиевых припоев с золотым покрытием в качестве материала плат использовали поликор и ситалл. Схема сборки образцов для исследований показана на рис. 5.13.
Рис. 5.13. Схема сборки образцов для исследования взаимодействия припоя с золотым покрытием плат: 1 – плата; 2 – Cr (600 Å); 3 – медь вакуумная (толщина пленки 1-2 мкм); 4 – медь гальваническая (6 мкм); 5 – пленка золота (3 мкм); 6 – припой ПОИн50
Поскольку поверхность платы покрыта пленкой золота, то проводились исследования взаимодействия припоя ПОИн50 с золотым покрытием. На рис. 5.14 показана форма растекания припоя по золотому гальваническому покрытию платы. Исследования формы и площади растекания припоя показали, что смачивание припоем ПОИн50 золотого покрытия хорошее.
|
Рис. 5.14. Растекание припоя ПОИн50 по золотому гальваническому покрытию платы. Увеличение 24´
Микроструктура поперечного сечения позолоченной ситалловой платы, паянной припоем ПОИн50, показана на рис. 5.15. Микроструктурный анализ проводился после пайки образцов, а также после испытания при температуре от –60 до +100 °С после 100 термоциклов. Исследования показали, что после пайки образцов в некоторых случаях наблюдаются продольные поры между золотым покрытием и припоем. После испытаний образцов на термоциклирование золотая пленка частично сохраняется в паяном шве. Следует отметить, что в шве имеются поры как одиночные, так и в виде цепочки, однако структура паяного шва обладает достаточной плотностью.
Рис. 5.15. Микроструктура паяного соединения золотого покрытия припоем ПОИн50: а – после пайки (увеличение 500´); б – после 100 термоциклов при температуре от –60 до +100 °С (850´)
При монтаже, а особенно при эксплуатации РЭА, платы с навесными компонентами в некоторых случаях приходится перепаивать. В процессе перепайки золотое покрытие растворяется в расплавленном припое. При оценке надежности РЭА необходимо учитывать растворение золотого покрытия в припое при различных режимах пайки. С этой целью проведены исследования по влиянию многоразовой перепайки на растворение золотого покрытия плат из поликора толщиной 0,5 мм. Толщина пленки золота составляла 3 мкм.
Продолжительность одноразовой пайки находилась в пределах 3 с. Температура пайки с использованием припоя ПОИн50 поддерживалась в пределах 160±10 °С. Число перепаек составляло от одной до шести, что соответствовало суммарной продолжительности воздействия расплавленного припоя на золотое покрытие от 3 до 18 с. Микроструктурный анализ процессов взаимодействия золотого покрытия с припоем после каждой перепайки проводился по металлографическим поперечным шлифам на микроскопе МИМ-8М.
|
Эксперименты с припоем ПОИн50 показали, что ярко выраженных структурных изменений от увеличения числа перепаек не наблюдается. После шести перепаек сплошной интерметаллической прослойки, прилегающей к нерастворенному золотому покрытию, не обнаружено. Изменение толщины золотого покрытия от числа перепаек припоем ПОИн50 приведены в табл. 5.15.
Табл. 5.15. Влияние количества паек припоем ПОИн50 на толщину золотого покрытия
Число паек | Толщина меди, мкм | Толщина золотого покрытия, мкм |
1 | 8,0 | 3,0 |
2 | 7,6 | 4,0 |
3 | 9,0 | 3,6 |
4 | 8,0 | 3,6 |
5 | 8,0 | 3,0 |
6 | 8,0 | 2,0 |
Незначительный разброс значений толщин меди и золотого покрытия связан, по-видимому, с погрешностями при измерении или с отклонениями в толщинах исходных покрытий.
Таким образом, золотое технологическое покрытие частично сохраняется после шести перепаек при использовании припоя ПОИн50.
Проведенные исследования растворения золота в контакте с припоем ПОИн50 показали, что этот припой в меньшей степени растворяет золото, чем припои, содержащие свинец. Из литературных данных известно, что золото с такими металлами, как олово и индий обладает ограниченной растворимостью. При взаимодействии золота с индием образуются следующие соединения: AuIn2, AuIn, Аu7In3, Au3In и Au4In. Предельная растворимость индия в золоте в твердом состоянии составляет 9 % (ат.).
Максимальная растворимость олова в золоте составляет 6,8 % (ат.) при температуре (498±10) °С. Система Au-Sn имеет следующие соединения: AuSn, AuSn2, AuSn4, Au10Sn и Au83Sn17.
Сплавы Au-In и Au-Sn используют для низкотемпературной пайки ППИ. Следует отметить, что при пайке ППИ припоями на основе олова и индия в паяном шве возникают значительные механические напряжения. Это обусловлено тем, что тепловое расширение обычного белого олова и индия, имеющих тетрагональную кристаллическую структуру, крайне анизотропно: ТКЛР вдоль главной оси кристалла больше ТКЛР в направлении, перпендикулярном главной оси. Это приводит к тому, что при изменении температуры на несколько десятков градусов напряжения вызывают пластическую деформацию припоя независимо от контактируемых материалов, имеющих другой ТКЛР.
|
Анализ микроструктуры паяных соединений золотого покрытия припоем ПОИн50 показал, что пластические деформации наиболее интенсивны в центре паяного шва (рис. 5.15, б). Поэтому при определенных условиях эксплуатации ППИ, паянных припоем ПОИн50, возможно появление в паяном шве не только цепочки пор, но и продольных трещин. Это обстоятельство нужно иметь в виду конструктору и технологу при изготовлении ППИ с использованием при сборке и монтаже оловянно-индиевых припоев.
|
|
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!