23. Metody Montażu

w mikroelektronice

Przygotował: Krzysztof Szczebak

Montaż i mikroelektronika

Montaż jest procesem technologicznym mającym
na celu zapewnienie kontaktu elektrycznego
pomiędzy elementem a światem zewnętrznym,
odpornego na czynniki mechaniczne oraz
chemiczne.

Mikroelektronika to dziedzina elektroniki, która
zajmuje się procesami produkcji układów scalonych
oraz komponentów elektronicznych o bardzo małych
rozmiarach.

Montaż jaki znamy…

Montowanie gotowych elementów
na PCB (Printed Circuit Board).

2 główne metody:
LUTOWANIE oraz KLEJENIE.

Lutowanie - łączenie dwóch materiałów (metali lub stopów)
spoiwem metalicznym o niższej temperaturze topnienia niż
temperatura topnienia elementów łączonych.

Ze względu na dyrektywy UE dotyczące ochrony środowiska (RoHS), do
lutowania w miejsce stopu cyny i ołowiu, jako spoiwa metalicznego
(lutowia), używa się stopów bezołowiowych.

Lutowanie

Lutowanie miękkie – temperatura topnienia lutu poniżej 300°C

oparte na cynie i ołowiu (175

°C - 325 °C)

Lutowanie twarde – temperatura topnienia lutu powyżej 500 °C

oparte na srebrze i miedzi

Skład najczęściej używanych stopów do lutowania bezołowiowego:
3,5–4,0% Ag, reszta - Sn (do zastosowań elektronicznych)
0,45–0,9% Cu, reszta - Sn (do zastosowań elektronicznych)
2,5–3,5% Cu, reszta - Sn (do zastosowań elektrotechnicznych i instalacyjnych)

Dopuszcza się domieszkę poniżej 0,1% każdego z pierwiastków: Pb, Bi, Sb.

Lutowanie rozpływowe
Lutowanie na fali

Klejenie

Klejenie to proces, dzięki któremu można bez obróbki
termicznej i mechanicznej trwale połączyć ze sobą różne
elementy.

W montażu elektronicznym używa się go do połączenia

elementów do płytki drukowanej (PCB)

Kleje stosowane w montażu elektronicznym:

- izotropowe,

- anizotropowe

- termo-utwardzalne

- światło-utwardzalne

- Lut jest wytrzymały,

- Lut jest odporny na starzenie,

- Lut jest odporny na cykle
temperaturowe.

- Kleje są odporne na korozję,
- Kleje dobrze tłumią drgania,
- Klej zapewnia szczelne połączenie,
- Klej pozwala się uniezależnić od
problemu nierównomiernych naprężeń.

Rodzaje montażu

 montaż końcowy

 montaż częściowy



montaż na

stałe



montaż rozłączny



montaż przewlekany (THT)



montaż powierzchniowy

(SMD)

Zgrzewanie oporowe

Dzieli się ono na:
- doczołowe (zwarciowe, iskrowe),
- punktowe (jedno- i dwustronne),
- liniowe (na zakładkę, liniowo-doczołowe),
- garbowe.

Faza I - dwa lub więcej łączonych elementów zostaje poddane
sile docisku dwóch elektrod, a po dociśnięciu zostaje włączony
prąd elektryczny o wysokim natężeniu.
Faza II – rozrost jądra zgrzeiny (pod wpływem temperatury
powstałej na wskutek przyłożenia prądu (grzania oporowego)
Faza III – krzepnięcie metalu w jądrze zgrzeiny.

Montaż elementów obudowy i wyprowadzeń.

Eutektyka

Eutektyka - mieszanina dwóch lub więcej faz
kryształów o określonym składzie, która
wydziela się z roztworów ciekłych lub stopów
w określonej temperaturze, zwanej
temperaturą eutektyczną. Jest ona na ogół
znacznie niższa od temperatury krzepnięcia
czystych składników

Eutektyka Au-Si:

370 °C, 14,5% Au i 85,5% Si

Montowanie elementów półprzewodnikowych do obudowy