Способ испытания металлического покрытия на поверхности отверстий в печатной плате

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ОТВЕРСТИЙ В ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ по авт.ев. № 837646, отличающийся тем, что, с целью повышения точности количественной оценки качества ме- -таллического покрытия на поверхности отверстия в печатной плате, после заполнения металлизированного отверстия расплавленным припоем печатную плату перемещают с ускорением в плоскости , перпендикулярной оси металлизированного отверстия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) СЮ 4 В 2 К -1 00 (.ЩЦ Щ7 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 837646 (21) 3752141/25-27 (22) 20.03.84 (46) 30.l).85.Áþë .Ф 44 (71.) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) С.,цеТолстых (53) 621..791.3 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 837646, кл. В 23 К 1/00, 20,04,79, (54) (57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ИЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ОТВЕРСТИЙ В ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ по авт.св.

Ф 837646, отличающийся тем, что, с целью повышения точности количественной оценки качества металлического покрытия на поверхности отверстия в печатной плате, после заполнения металлизированного отверстия расплавленным припоем печатную плату перемещают с ускорением в плос. кости, перпендикулярной оси металлизированного отверстия.

1194616

Fs а7 — — = а

m KP>

Изобретение относится к технологии производства радиоэлектронной, аппаратуры и является дополнительным к основному, по авт.св.

В 837646.

Целью изобретения является повышение точности количественной оценки качества металлического покрытия на поверхности отверстия в печатной плате.

На фиг.1 схематически показан момент соприкосновения припоя с печатной платой; на фиг.2 - момент заполнения металлизированного отверстия припоем; на фиг.3 — положение газового пузыря в металлизированном отверстии при отсутствии перемещения печатной платы; на фиг. 4, 5 и 6 - положение газового пузыря в металлизированном отверстии при колебательном перемещении печатной платы; на фиг.7распределение сил при перемещении припоя.

Находящийся на торце стержня 1 расплавленный припой 2 соприкасают с участком печатной платы 3, на котором расположено металлизированное отверстие. За счет капиллярного эф KTB IIPRIIOH 2, заполняет металлиэированное отверстие. После этого печатную плату перемещают с ускорением в плоскости, перпендикулярной оси металлизированного отверстия. Указанное перемещение может быть осуществлено путем вра щения. печатной платы (ускорение направлено перпендикулярно оси отверстия) совместно со стержнем 1 или путем колебательных перемещений печатной платы в направлении, перпендикулярном оси металлиэированного отверстия.

Печатную плату выдерживают в контакте с расплавленным припоем до возникновения вспучивания поверхности расплавленного припоя в отверстии, но не больше времени, за которое температура платы ,в зоне расположения металлизированного отверстия стабилизируется. Это время составляет около 10 с. Возникновение сквозной трещины 4 в металлическом покрытии на поверхности отверстия приводит к тому, что через эту трещину иэ нагретого изоляционного основания печатной платы 3 начинают выделяться газы. В результате в припое образует2 ся газовый пузырь 5, который, поднимаясь вверх, вспучивает поверхность припоя. Однако если образовавшийся газовый пузырь 5 велик по pasMe5 рам и, касаясь облуженных стенок отверстия, разделяет припой в отверстии на две части, то в случае отсутствия перемещения платы пузырь не поднимается вверх, и вспучивание поверхности припоя не происходит.

При перемещении с ускорением печатной платы газовый пузырь смещается относительно оси металлизированного отверстия. Если например, печатная

15 плата подвергается прямолинейным колебательным перемещениям, то при ускоренном движении платы влево пузырь смещается вправо, а прн движении платы вправо пузырь смещается

20 влево. При этом припой начинает перетекать из верхней части (расположенной над пузырем ) в нижнюю часть.

Давление, испытываемое пузырем снизу, становится больше, чем свер25 ху. Вследствие этого пузырь начинает подниматься вверх и вспучивает поверхность припоя. Для уменьшения времени от момента образования сквозной трещины в металлическом покры30 тии до момента вспучивания поверхности припоя в отверстии следует повышать скорость подъема пузыря.

Эта скорость возрастает с увеличе нием смещения пузыря относительЗ5 но оси металлизированного отверстия.

Максимальная скорость подъема пузыря достигается при перемещении печатной платы в плоскости, перпендикулярной оси металлизированного от40 верстия.

Пузырь поднимается по отверстию в том случае, если при колебании пла. ты припой перетекает с верхней части отверстия (расположенной над пу45 зырем) в нижнюю (фиг.7 .

Условие перетекания припоя обеспечивается, если плата движется с ускорением где а — ускорение платы;

Р— сила взаимодействия молеВ кул левой. половины объема

55 припоя с материалом стенок отверстия (фиг.7);

m — масса припоя; а критическое ускорение платы, 194616 акр

4А7 4 (5) l0

20

84< !

24

Тогда

45 обеспечивающее перемещение припоя (из верхней части объема в нижнюю ).

;11ри движении платы с тем же ускорением вправо устраняется сила, препятствующая течению припоя по .правой поверхности отверстия.

Начавший течь припой достигает нижней части отверстия (расположенной под пузырем ) только в том случае, если плата имеет ускорение а а„ в течение времени 11, равного илй большего времени, за которое текущий припой успевает пройти расстояние 39 (фиг.7). В противном случае перетекание припоя не происходит, так как он вытесняется снова в верхнюю часть отверстия (когда ус.корение платы становится меньше а„ ). Полагая д 5 $ (фиг.7 ), а ускорение начавшего течь припоя рава„>, получаем (2)

Время 16 не может превышать полупериод колебаний платы где Ф - частота колебаний платы.

Из фиг.7. имеем h (1cos9 — sin 9) ° где - радиус отверстия;

8 - краевой угол смачивания припоем.

24

ДйЭ (4)

При косинусоидальном законе колебаний ускорение платы составляет а = 4 А 5 4 сов 2%St, где А - амплитуда колебаний платы; — время (Ф 4 — )

Тогда неравенство (! ) принимает вид, Соотношения (4 ) и (5) являются условиями перетекания припоя при колебании платы.

Пример. Печатную плату соприкасают с расплавленным припоем, который заполняет металлизированное отверстие. После этого печатную плату подвергают прямолинейным колебательным перемещениям в направлении, перпендикулярном оси металлизированного отверстия. Колебательные перемещения с частотой 80 Гц и амплитудой 0,4 мм осуществляют с помощью вибратора. Печатную плату вццерживают в контакте с расплавленным при- поем до возникновения вспучивания поверхности расплавленного припоя в отверстии, но не более 10.с. По вспу» чиванию поверхности расплавленного припоя определяют момент возникновения сквозной трещины в металлическом, покрытии на поверхности отверстия и измеряют интервал времени между моментом соприкосновения платы с расплавленным припоем и моментом вспучивания поверхности припоя в отверстии.

По сравнению с известным данный способ позволяет повысить точность количественной оценки качества металлического покрытия на поверхности отверстий в печатной плате примерно на 20Х, Вследствие этого умень шается вероятность поступления на пайку некачественных печатных плат

I у которых в процессе нагрева расплавленным припоем образуются сквозные трещины в металлическом покрытии на поверхности отверстий.

1194616

1194616

@иг. 7

Составитель..Г.Теслин

Редактор Н.Швыдкая Техред Л.Мартяшова .

Корректор М.Демчик

Подписное

Филиал ППП "Патент" ° r.Óàãîðîä, ул.Проектная,4

Заказ 7357/17 Тираж 1085

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5