w szczególnych warunkach, np. zwiêkszo-
nej wilgotnoci, mog¹ prowadziæ do niekorzy-
stnych zmian, takich jak up³ywy pr¹du, zwar-
cia, powstawanie dendrytów, korozja che-
miczna i elektrochemiczna, co mo¿e powo-
dowaæ trwa³e uszkodzenia sprzêtu. Dlatego
wa¿na jest wiadomoæ typu zanieczyszczeñ
wystêpuj¹cych na obwodach drukowanych
i sposób ich oceny. Istniej¹ dwa typy zanie-
czyszczeñ chemicznych:
q
zanieczyszczenia jonowe, tj. takie, które
pod wp³ywem wody rozpadaj¹ siê na jony
i s¹ zdolne do przewodzenia pr¹du,
q
zanieczyszczenia niejonowe, które nie
tworz¹ jonów w wodzie.
Oprócz tego na p³ytkach mog¹ znajdowaæ
siê zanieczyszczenia w postaci cz¹stek sta-
³ych np.: w³ókien szklanych z mechanicznej
obróbki laminatów, kurzu z powietrza itp.
Bez w¹tpienia najgroniejszymi zanieczy-
szczeniami s¹ zanieczyszczenia jonowe.
Najwiêkszym ród³em zanieczyszczeñ jo-
nowych jest proces lutowania, tzn. u¿yte
topniki (aktywatory i noniki aktywatorów),
produkty termicznej degradacji topników,
produkty reakcji pomiêdzy topnikami a tlen-
kami wystêpuj¹cymi na koñcówkach ele-
mentów lutowanych i lutowiu, jak
równie¿ oleje lutownicze.
Metody oceny zanieczyszczeñ
Poziom zanieczyszczeñ wystêpu-
j¹cych na p³ytkach drukowanych
lub zmontowanych obwodach dru-
kowanych mo¿na mierzyæ metod¹
jonograficzn¹ lub przez pomiar re-
zystancji powierzchniowej izolacji
(SIR _ Surface Insulation Resi-
stance). Metoda SIR polega na
pomiarze rezystancji powierzch-
niowej izolacji z zawartymi na niej
zanieczyszczeniami.
W zasadzie istnieje tylko jedna
norma okrelaj¹ca dopuszczalny
poziom zanieczyszczeñ jonowych
na obwodach drukowanych. Jest
to amerykañska norma MIL-P-
28809 przeznaczona dla sprzêtu
militarnego. Mówi siê w niej, ¿e
wchodz¹ce do monta¿u p³ytki dru-
kowane i podzespo³y elektronicz-
ne nie powinny zawieraæ wiêcej
zanieczyszczeñ jonowych ni¿ 5
µ
g NaCl/in
2
, tj. poni¿ej 0,8
µ
g/cm
2
.
Luty i pasty lutownicze
Po³¹czenia lutowane
Lutowanie jest procesem polega-
j¹cym na ³¹czeniu przedmiotów metalo-
wych, za pomoc¹ dodatkowego roztopione-
go metalu, zwanego lutem (spoiwem), które-
go temperatura topnienia jest znacznie ni¿-
sza od temperatury topnienia ³¹czonych
metali. Po³¹czenia lutowane stanowi¹ ob-
szary ³¹czonych metali pokryte lutem wraz
z tym lutem. Po³¹czenie pe³ni dwie funk-
cje, po³¹czenia elektrycznego i mechanicz-
nego.
W monta¿u powierzchniowym utrudnione
jest stosowanie tradycyjnych metod lutowa-
nia, gdy¿ podzespo³y nie s¹ mechanicznie
mocowane do p³ytek. Jednym ze sposobów
rozwi¹zania tego problemu jest klejenie
podzespo³ów do p³ytek, aby je ustabilizo-
waæ do lutowania na fali. Nie jest to dobry spo-
sób na monta¿ podzespo³ów wra¿liwych na
ciep³o, bo zanurzenie w ciek³ym lutowiu mo-
¿e je uszkodziæ.
Luty
Podstawowym warunkiem otrzymania pra-
wid³owego po³¹czenia lutowanego jest przede
wszystkim dobór w³aciwego lutu. Ten sam lut,
który daje dobre wyniki przy ³¹czeniu mie-
dzi, mo¿e dawaæ gorsze wyniki przy ³¹czeniu
czêci miedzianych pokrywanych srebrem.
Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2003
J
ak ju¿ wspomniano w artykule Za-
sady projektowania p³ytek drukowa-
nych (nr 4/2003 ReAV), przyjêcie
pewnej konfiguracji podzespo³ów
na p³ytce drukowanej wp³ywa decyduj¹co na
przebieg póniejszego procesu jej monta¿u.
Na rys. 1 przedstawiono uproszczony prze-
bieg procesu technologicznego, w którym
podzespo³y powierzchniowe umieszcza siê
po obu stronach p³ytki, a podzespo³y prze-
wlekane najczêciej tylko po jednej, jest to
tzw. konfiguracja typu III.
Analizuj¹c proces technologiczny mo¿na
dostrzec, ¿e pojawia siê wiele nowych ope-
racji technologicznych i urz¹dzeñ, które nie
wystêpowa³y w monta¿u przewlekanym. Na-
le¿¹ do nich w szczególnoci operacje zwi¹-
zane z nanoszeniem pasty lutowniczej, luto-
waniem rozp³ywowym, mocowaniem adhe-
zyjnym i lutowaniem na podwójnej fali.
Przygotowanie p³ytek
drukowanych do monta¿u
Pow³oki zabezpieczaj¹ce
Czysta mied, która pokrywa laminat odzna-
cza siê dobr¹ lutownoci¹. Niestety, taka
czysta powierzchnia ³atwo utlenia siê i robi siê
matowa. Pogarsza siê wtedy lutownoæ. Dla-
tego te¿ pola lutownicze na p³ytkach druko-
wanych musz¹ byæ pokrywane lutowalnymi
pokryciami. Zalicza siê do nich: pokrycie sto-
pem Sn/Pb, pokrycia uk³adem warstw Ni/Au
w dwóch wariantach, jeden z pow³okami
elektrolitycznymi (warstwy grubsze), a drugi
z warstwami nak³adanymi bezpr¹dowo (war-
stwy cieñsze) oraz pokrycia warstwami orga-
nicznymi (OSP). Wraz ze wzrostem wyma-
gañ dotycz¹cych gêstoci upakowania p³ytek
powsta³y nowe wymagania dotycz¹ce p³a-
skoci pokryæ. Obecnie coraz popularniej-
sze staj¹ siê nowe pokrycia monometaliczne,
takie jak cyna (Sn), b¹d srebro (Ag), a tak-
¿e warstwy palladu (Pd). Na rys. 2 przedsta-
wiono schematycznie dwa najczêciej spo-
tykane pokrycia cyna-o³ów (Sn/Pb) oraz ni-
kiel-z³oto (Ni/Au), tu¿ po naniesieniu (rys.
2a) oraz po przylutowaniu podzespo³u do
p³ytki drukowanej (rys.2b).
Czystoæ p³ytek drukowanych
Obwody drukowane powstaj¹ w wyniku wie-
lu skomplikowanych procesów technologicz-
nych, z których ka¿dy mo¿e wnosiæ na p³yt-
kê ró¿ne zanieczyszczenia. Do takich proce-
sów nale¿¹: samo wytwarzanie, nanosze-
nie warstw ochronnych, monta¿ podzespo-
³ów, lutowanie i mycie gotowych wyrobów. Za-
nieczyszczenia podczas eksploatacji wyrobu
PROCESY TECHNOLOGICZNE
MONTA¯U POWIERZCHNIOWEGO
(1)
Rys. 1. Przebieg procesu monta¿u
p³ytek o konfiguracji typu III
Automatyczny monta¿
podzespo³ów przewlekanych
Obrót p³ytki o 180
o
Obrót p³ytki o 180
o
Obrót p³ytki o 180
o
Rêczny monta¿ podzespo³ów
Uzupe³niaj¹cy rêczny
monta¿ podzespo³ów
Topnikowanie
Mycie p³ytek
Testowanie
Magazyn
Naprawa
Lutowanie na fali
(modyfikowanej lub podwójnej)
Nak³adanie kleju
Nak³adanie kleju
Uk³adanie podzespo³ów
powierzchniowych
Uk³adanie podzespo³ów
powierzchniowych
Utwardzanie kleju
Utwardzanie kleju
A¯ POWIERZCHNIOWY _ KONSTRUKCJA I TECHNOLOGIA
