Elektroinštalácia rádiových komponentov musí zabezpečiť spoľahlivú prevádzku zariadení, prístrojov a systémov v podmienkach mechanických a klimatických vplyvov uvedených v technických špecifikáciách pre tento typ REA. Preto pri inštalácii polovodičových zariadení (SD), rádiových komponentov integrovaných obvodov (IC) na dosky plošných spojov alebo šasi zariadenia musia byť splnené tieto podmienky:

• spoľahlivý kontakt výkonnej skrinky PCB s chladičom (radiátorom) alebo šasi;
• potrebná konvekcia vzduchu v blízkosti radiátorov a prvkov, ktoré vytvárajú veľké množstvo tepla;
• odstránenie polovodičových prvkov z prvkov obvodu, ktoré počas prevádzky vyžarujú značné množstvo tepla;
• ochrana inštalácií umiestnených v blízkosti odnímateľných prvkov pred mechanickým poškodením počas prevádzky;
• v procese prípravy a vykonávania elektrickej inštalácie PP a IS by mechanické a klimatické vplyvy na ne nemali prekročiť hodnoty uvedené v technických špecifikáciách;
• Pri vyrovnávaní, tvarovaní a rezaní PP a IC vývodov je potrebné zabezpečiť oblasť vývodu v blízkosti puzdra tak, aby vo vodiči nevznikali ohybové ani ťahové sily. Zariadenia a zariadenia na vytváranie zvodov musia byť uzemnené;
• vzdialenosť od telesa DPS alebo IC po začiatok ohýbania vývodu musí byť aspoň 2 mm a polomer ohybu pre priemer vývodu do 0,5 mm by mal byť aspoň 0,5 mm s priemerom 0,6-1 mm - najmenej 1 mm, s priemerom nad 1 mm - najmenej 1,5 mm.

Pri inštalácii, preprave a skladovaní DPS a IO (najmä mikrovlnných polovodičových zariadení) je potrebné zabezpečiť ich ochranu pred účinkami statickej elektriny. K tomu sú všetky inštalačné zariadenia, nástroje, ovládacie a meracie zariadenia spoľahlivo uzemnené. Na odstránenie statickej elektriny z tela elektrikára používajú uzemňovacie náramky a špeciálne oblečenie.

Na odvádzanie tepla je výstupná časť medzi telom PCB (alebo IC) a spájkovacím bodom upnutá špeciálnou pinzetou (chladič). Ak teplota spájky nepresiahne 533 K ± 5 K (270 °C) a čas spájkovania nepresiahne 3 s, spájkovanie PP (alebo IC) vývodov sa vykonáva bez chladiča alebo sa používa skupinové spájkovanie ( vlnová spájka, ponorenie do roztavenej spájky a pod.) .

Čistenie dosiek plošných spojov (alebo panelov) od zvyškov taviva po spájkovaní sa vykonáva pomocou rozpúšťadiel, ktoré neovplyvňujú značenie a materiál puzdier PCB (alebo IC).

Pri inštalácii integrovaných obvodov s pevnými radiálnymi vývodmi do pokovovaných otvorov dosky plošných spojov by časť vývodov vyčnievajúca nad povrch dosky v miestach spájkovania mala byť 0,5 – 1,5 mm. Inštalácia integrovaného obvodu týmto spôsobom sa vykoná po orezaní vodičov (obr. 55). Na uľahčenie demontáže sa odporúča inštalovať integrované obvody na dosky plošných spojov s medzerami medzi ich krytmi.

Ryža. 55. Formovanie pevných radiálnych IC zvodov:
1 - lisované vývody, 2 - vývody pred lisovaním

Integrované obvody v puzdrách s mäkkými planárnymi vývodmi sú inštalované na podložkách dosiek bez montážnych otvorov. V tomto prípade je ich umiestnenie na doske určené tvarom kontaktných plôšok (obr. 56).

Ryža. 56. Inštalácia integrovaných obvodov so zapnutými plochými (rovinnými) prívodmi vytlačená obvodová doska:
1 - kontaktná podložka s kľúčom, 2 - puzdro, 3 - doska, 4 - výstup

Príklady lisovaných integrovaných obvodov s planárnymi vývodmi sú znázornené na obr. 57.

Ryža. 57. Vytvorenie plochých (rovinných) IC vodičov pri inštalácii na dosku bez medzery (i), s medzerou (b)

Inštalácia a upevnenie PP a IC, ako aj namontovaných rádiových komponentov na doskách plošných spojov musí zabezpečiť prístup k nim a možnosť ich výmeny. Na chladenie IC by mali byť umiestnené na doskách s plošnými spojmi, berúc do úvahy prúdenie vzduchu pozdĺž ich puzdier.

Pri elektroinštalácii DPS a malorozmerových rádiových súčiastok sa tieto najskôr namontujú na montážne kovania (lupienky, kolíky a pod.) a na to sa mechanicky pripevnia svorky. Na spájkovanie spoja poľa sa používa tavidlo bez obsahu kyselín, ktorého zvyšky sa po spájkovaní odstránia.

Rádiové komponenty sú k montážnym armatúram pripevnené buď mechanicky na vlastných svorkách, alebo dodatočne pomocou svorky, konzoly, držiaka, výplne tmelom, tmelom, lepidlom a pod. V tomto prípade sú rádiové komponenty upevnené tak, aby sa nepohybovali v dôsledku vibrácií a otrasov (otrasov). Odporúčané typy upevnenia rádiových komponentov (odpory, kondenzátory, diódy, tranzistory) sú na obr. 58.

Ryža. 58. Inštalácia rádiových komponentov na montážne prípravky:
a, b - rezistory (kondenzátory) s plochými a okrúhlymi vývodmi, c - kondenzátor ETO, d - diódy D219, D220, d - výkonná dióda D202, f - triódy MP-14, MP-16, g - výkonná trióda P4; 1 - telo, 2 - okvetný lístok, 3 - výstup, 4 - radiátor, 5 - drôty, 6 - izolačná trubica

Mechanické upevnenie svoriek rádiových komponentov na montážne armatúry sa vykonáva ich ohnutím alebo skrútením okolo armatúr a následným zalisovaním. V tomto prípade nie je povolené zlomenie terminálu počas kompresie. Ak je v kontaktnom stĺpiku alebo lupienku diera, vývod rádiového komponentu sa pred spájkovaním mechanicky zaistí tak, že sa prevlečie cez dieru a ohne sa o polovicu alebo celú otáčku okolo lupienka alebo čapu a nasleduje zalisovanie. Prebytočný výstup sa odstráni pomocou bočných rezačiek a upevňovací bod sa zlisuje kliešťami.

Spôsoby inštalácie rádiových komponentov a upevnenia ich svoriek sú spravidla uvedené v montážnom výkrese výrobku.

Aby sa zmenšila vzdialenosť medzi rádiovým komponentom a šasi, sú na ich kryte alebo svorky umiestnené izolačné rúrky, ktorých priemer je rovnaký alebo o niečo menší ako priemer rádiového komponentu. V tomto prípade sú rádiové komponenty umiestnené blízko seba alebo ku šasi. Izolačné trubice umiestnené na svorkách rádiových komponentov eliminujú možnosť skratu so susednými vodivými prvkami.

Dĺžka montážnych vodičov od miesta spájkovania k telu rádiového komponentu je uvedená v špecifikáciách a spravidla uvedená na výkrese: pre diskrétne rádiové komponenty musí byť aspoň 8 mm a pre DPS - pri najmenej 15 mm. Dĺžka prívodu od puzdra po ohyb rádiového komponentu je tiež uvedená na výkrese: musí byť najmenej 3 mm. Vodiče rádiových komponentov sa ohýbajú pomocou šablóny, prípravku alebo špeciálneho nástroja. Navyše vnútorný polomer ohyb nesmie byť menší ako dvojnásobok priemeru alebo hrúbky tuhy. Pevné vývody rádiových komponentov (odpory PEV a pod.) sa pri montáži nesmú ohýbať.

Rádiové komponenty vybrané pri nastavovaní alebo nastavovaní zariadenia by mali byť spájkované bez mechanického upevnenia na celú dĺžku ich vodičov. Po zvolení ich hodnôt a nastavení zariadenia je potrebné rádiové komponenty prispájkovať k referenčným bodom s kolíkmi mechanicky zaistenými.

Analýza porúch polovodičových zariadení a mikroobvodov ukazuje, že vo väčšine prípadov sú spojené so zvýšením maximálnych prípustných napätí a prúdov, ako aj s mechanickému poškodeniu. Aby sa zabezpečilo, že polovodičové zariadenia a mikroobvody nezlyhajú počas opráv a úprav, je potrebné prijať preventívne opatrenia. Svojvoľná výmena rádiových prvkov, ktoré určujú režim obvodu, je neprijateľná aj na krátky čas, pretože to môže viesť k preťaženiu tranzistorov, mikroobvodov a ich poruche. Zvlášť treba dbať na to, aby sondy meracích prístrojov náhodne neskratovali obvody obvodu. Nepripájajte zdroj signálu s malým signálom k polovodičovým zariadeniam. vnútorný odpor, pretože nimi môžu pretekať veľké prúdy prekračujúce maximálne prípustné hodnoty.

Obslužnosť polovodičové diódy možno skontrolovať pomocou ohmmetra. Stupeň ich vhodnosti je určený meraním odporu vpred a vzad. V prípade poruchy diódy budú indikované odpory rovnaké a budú dosahovať niekoľko Ohmov a v prípade prerušenia budú nekonečne veľké. Prevádzkové diódy majú priamy odpor v rozsahu: germániový bod - 50-100 Ohmov; kremíkový bod - 150-500 Ohm a planárny (germánium a kremík) - 20-50 Ohm.

Pri meraní odporu diódy, ktorá má netesnosť, sa údaj šípky zariadenia pomaly znižuje a po dosiahnutí určitej hodnoty sa šípka zariadenia zastaví. Pri opätovnom meraní sa proces znova opakuje. Diódy s takýmito poruchami by sa mali vymeniť. Na výmenu zlyhaných sa vyberú diódy rovnakého typu alebo analógy, skontrolujú sa a určí sa polarita pripojenia.

Kontrolu prevádzkyschopnosti tranzistorov a meranie ich hlavných parametrov je možné vykonať pomocou špeciálneho testera parametrov tranzistorov typu L2-23. Pomocou testera môžete rýchlo určiť koeficient prenosu prúdu "alfa", spätný kolektorový prúd, prítomnosť alebo neprítomnosť poruchy medzi emitorom a kolektorom atď. Meranie takýchto dôležitých prevádzkových parametrov nám umožňuje posúdiť možnosti ďalšieho použitie tranzistora v obvodoch BREA.

Pri absencii špeciálneho zariadenia je možné určiť zdravie tranzistorov meraním odporu pn prechodov pomocou ohmmetra. Odporúča sa vykonávať meranie na najvyššom meracom rozsahu ohmmetra, kde je prietok prúdu minimálny.

Kontrola prevádzkyschopnosti mikroobvodov začína meraním konštánt a impulzné napätie na ich zisteniach. Ak sa výsledky merania líšia od požadovaných, potom by sa mal zistiť dôvod: chyby v rádiových prvkoch pripojených k IC, odchýlka ich hodnôt od nominálnych hodnôt, zdroj, z ktorého sú potrebné impulzy a konštantné napätia alebo poruchu samotného integrovaného obvodu.

Nie je možné skontrolovať použiteľnosť IO výmenou, ak musí byť na tento účel prispájkovaný z dosky plošných spojov. Neodporúča sa znova inštalovať spájkovaný IC, aj keď test ukázal jeho použiteľnosť. Táto požiadavka sa vysvetľuje tým, že v dôsledku opakovaného prehrievania svoriek nie je zaručená bezporuchová prevádzka.

Ak je potrebné vymeniť polovodičové zariadenia a mikroobvody, musíte dodržiavať nasledujúce pravidlá:

1. Montáž a upevnenie polovodičových zariadení sa musí vykonávať pri zachovaní tesnosti krytu zariadenia. Aby v nich nevznikli praskliny, odporúča sa vodiče ohnúť vo vzdialenosti minimálne 10 mm od tela prístroja. K tomu je potrebné pevne pripevniť vodiče medzi bodom ohybu a skleneným izolátorom pomocou klieští.

2. Výmena polovodičových súčiastok, mikroobvodov a mikrozostáv sa vykonáva len pri vypnutom napájaní zariadenia. Pri vyberaní tranzistora z obvodu sa najskôr odspájkuje obvod kolektora. Svorky bázy tranzistora sa odpájajú ako posledné a pri inštalácii sa najskôr pripája svorka bázy. Nemôžete priviesť napätie na tranzistor, ktorého základná svorka je odpojená.

3. Spájkovanie vývodov polovodičových súčiastok sa vykonáva vo vzdialenosti najmenej 10 mm od tela prístroja, s výnimkou tranzistorov (napr. KT315, KT361 atď.), pre ktoré je táto vzdialenosť 5 mm. Medzi krytom a oblasťou spájkovania by sa mal použiť chladič. Počas inštalácie je mikroobvod inštalovaný na doske s plošnými spojmi s medzerou, ktorá je zabezpečená konštrukciou kolíkov (kolíky nie sú vytvorené).

4. Elektrická spájkovačka by mala mať malú veľkosť, s výkonom nie väčším ako 40 W, napájaná zdrojom napätia 12-42 V. Teplota hrotu spájkovačky by nemala presiahnuť 190 stupňov. Celzia. Ako spájku je potrebné použiť zliatinu s nízkou teplotou topenia (POS-61, POSK-50-18, POSV-33). Čas spájkovania pre každý kolík nie je dlhší ako 3 sekundy. Interval medzi spájkovaním susedných kolíkov mikroobvodov je najmenej 10 sekúnd. Aby sa ušetril čas, odporúča sa spájkovať mikroobvody cez jeden kolík. Hrot spájkovačky a telo (spoločná zbernica) rádiového zariadenia by mali byť uzemnené alebo elektrická spájkovačka by mala byť pripojená k sieti cez transformátor, pretože počas spájkovania dochádza k vzniku zvodových prúdov medzi špičkou spájkovačky pripojenej k sieť a terminály IC môžu viesť k jeho poruche.

5. Pre lepšie chladenie výkonné tranzistory a mikroobvody sú inštalované na radiátoroch. Aby ste predišli poruche týchto zariadení v dôsledku prehriatia, musíte pri ich inštalácii dodržiavať pravidlá.

6. Kontaktné plochy musia byť čisté, bez akýchkoľvek nerovností, ktoré by bránili ich tesnosti.

7. Kontaktné plochy musia byť namazané pastou na oboch stranách (pasta KPT-8).

8. Skrutky zaisťujúce tranzistor musia byť pevne utiahnuté. Ak skrutky nie sú dostatočne utiahnuté, zvyšuje sa tepelný odpor kontaktu, čo môže viesť k poruche tranzistora.

9. Ak chcete vymeniť mikrozostavu, musíte ju odstrániť z panelu. Aby ste to dosiahli, musíte vytiahnuť jeden okraj mikrozostavy z panelu o 1-2 mm a potom druhý. Potom operáciu zopakujte a nakoniec odstráňte mikrozostavu bez skreslenia. Je zakázané brať mikrozostavu za rovinu, na ktorej sú umiestnené všetky prvky. Všetky operácie by sa mali vykonávať pri držaní mikrozostavy za jej koncové časti. Mikrozostava sa najskôr vloží do vodiacich bočných drážok panelu. Potom ho na jednej strane zatlačte, kým spodný okraj tejto strany neprenikne do kontaktov panelu o 1-2 mm. Potom stlačte mikrozostavu v strede a vložte ju do panelu úplne bez skreslenia.

Aby sa predišlo poškodeniu polovodičových zariadení počas inštalácie, je potrebné zabezpečiť, aby ich svorky boli nehybné v blízkosti krytu. Za týmto účelom ohnite vodiče vo vzdialenosti najmenej 3...5 mm od tela a vykonajte spájkovanie nízkoteplotnou spájkou POS-61 vo vzdialenosti najmenej 5 mm od tela zariadenia, čím sa zabezpečí odvod tepla medzi telo a spájkovací bod. Ak je vzdialenosť od spájkovacieho bodu k telu 8...10 mm alebo viac, možno to urobiť bez dodatočného chladiča (do 2...3 s).

Opätovné spájkovanie počas inštalácie a výmeny jednotlivých častí v obvodoch s polovodičovými zariadeniami by sa malo vykonávať pri vypnutom napájaní pomocou spájkovačky s uzemneným hrotom. Pri pripájaní tranzistora k obvodu pod napätím musíte najprv pripojiť základňu, potom emitor a potom kolektor. Odpojenie tranzistora od obvodu bez odstránenia napätia sa vykonáva v opačnom poradí.

Na zabezpečenie normálnej prevádzky polovodičových zariadení na plný výkon je potrebné použiť ďalšie chladiče. Ako chladiče sa používajú lamelové radiátory z červenej medi alebo hliníka, ktoré sa umiestňujú na prístroje. Pri navrhovaní obvodov so širokým teplotným rozsahom prevádzky treba brať do úvahy, že pri zvyšovaní teploty sa u mnohých typov polovodičových súčiastok znižuje nielen prípustný stratový výkon, ale aj prípustné napätia a prúdová sila prechodov.

Prevádzka polovodičových zariadení by sa mala vykonávať iba v rozsahu požadovaných prevádzkových teplôt a relatívna vlhkosť by mala byť do 98% pri teplote 40 ° C; atmosférický tlak - od 6,7 10 2 do 3 10 5 Pa; vibrácie so zrýchlením do 7,5 g vo frekvenčnom rozsahu 10...600 Hz; opakované nárazy so zrýchlením do 75g; lineárne zrýchlenia až 25 g.

Zvýšenie alebo zníženie vyššie uvedených parametrov negatívne ovplyvňuje výkon polovodičových zariadení. Zmena rozsahu prevádzkových teplôt teda spôsobuje praskanie kryštálov polovodičov a zmeny elektrických charakteristík zariadení. Navyše vplyvom vysokých teplôt dochádza k vysychaniu a deformácii ochranných povlakov, uvoľňovaniu plynov a taveniu spájky. Vysoká vlhkosť podporuje koróziu krytov a svoriek v dôsledku elektrolýzy. Nízky tlak spôsobuje pokles prierazného napätia a zhoršenie prenosu tepla. Zmeny v zrýchlení nárazov a vibrácií vedú k vzniku mechanického namáhania a únavy v konštrukčných prvkoch, ako aj k mechanickému poškodeniu (až po oddelenie vodičov) atď.

Na ochranu pred účinkami vibrácií a zrýchlenia musí mať konštrukcia s polovodičovými zariadeniami absorpciu nárazov a na zlepšenie odolnosti proti vlhkosti musí byť potiahnutá ochranným lakom.

Montáž a utesnenie mikroobvodov a polovodičových zariadení zahŕňa 3 hlavné operácie: pripevnenie kryštálu na základňu obalu, pripojenie vývodov a ochranu kryštálu pred vonkajším prostredím. Stabilita závisí od kvality montážnych operácií elektrické parametre a spoľahlivosť konečného produktu. Okrem toho výber spôsobu montáže ovplyvňuje celkové náklady na výrobok.

Pripevnenie kryštálu na základňu puzdra

Hlavnými požiadavkami pri upevňovaní polovodičového kryštálu na základňu puzdra sú vysoká spoľahlivosť spojenia, mechanická pevnosť a v niektorých prípadoch aj vysoký prenos tepla z kryštálu na substrát. Operácia pripojenia sa vykonáva pomocou spájkovania alebo lepenia.

Lepidlá na montáž kryštálov možno rozdeliť do dvoch kategórií: elektricky vodivé a dielektrické. Lepidlá pozostávajú z lepiaceho spojiva a plniva. Na zabezpečenie elektrickej a tepelnej vodivosti sa striebro zvyčajne pridáva do lepidla vo forme prášku alebo vločiek. Na vytvorenie tepelne vodivých dielektrických lepidiel sa ako plnivo používajú sklenené alebo keramické prášky.

Spájkovanie sa vykonáva pomocou vodivých sklenených alebo kovových spájok.

Sklenené spájky sú materiály zložené z oxidov kovov. Majú dobrú priľnavosť k širokej škále keramiky, oxidov, polovodičových materiálov, kovov a vyznačujú sa vysokou odolnosťou proti korózii.

Spájkovanie kovovými spájkami sa vykonáva pomocou spájkovacích háčikov alebo podložiek danej forme a veľkosti (predtvary) umiestnené medzi kryštálom a substrátom. Pri hromadnej výrobe sa na montáž kryštálov používa špecializovaná spájkovacia pasta.

Spojovacie vodiče

Proces pripojenia vývodov kryštálu k základni obalu sa vykonáva pomocou drôtu, pásky alebo pevných vývodov vo forme guľôčok alebo trámov.

Inštalácia drôtu sa vykonáva termokompresiou, elektrickým kontaktom alebo ultrazvukovým zváraním pomocou zlatého, hliníkového alebo medeného drôtu/pások.

Bezdrôtová inštalácia sa vykonáva pomocou technológie „flip-chip“. Počas procesu pokovovania sa na čipe vytvárajú tvrdé kontakty vo forme lúčov alebo guľôčok spájky.

Pred nanesením spájky sa povrch kryštálu pasivuje. Po litografii a leptaní sú kontaktné plôšky kryštálu dodatočne metalizované. Táto operácia sa vykonáva s cieľom vytvoriť bariérovú vrstvu, zabrániť oxidácii a zlepšiť zmáčavosť a priľnavosť. Potom sa vytvoria závery.

Lúče alebo guľôčky spájky vznikajú elektrolytickým alebo vákuovým nanášaním, plnením hotovými mikroguľôčkami alebo sieťotlačou. Kryštál s vytvorenými vývodmi sa prevráti a namontuje na substrát.

Ochrana krištáľu pred vplyvmi prostredia

Charakteristiky polovodičového zariadenia sú do značnej miery určené stavom jeho povrchu. Vonkajšie prostredie má významný vplyv na kvalitu povrchu a tým aj na stabilitu parametrov zariadenia. tento efekt sa počas prevádzky mení, preto je veľmi dôležité chrániť povrch zariadenia pre zvýšenie jeho spoľahlivosti a životnosti.

Ochrana polovodičového kryštálu pred vplyvom vonkajšieho prostredia sa vykonáva v záverečnej fáze montáže mikroobvodov a polovodičových zariadení.

Utesnenie je možné vykonať pomocou puzdra alebo v prevedení s otvoreným rámom.

Utesnenie krytu sa vykonáva pripevnením krytu krytu k jeho základni pomocou spájkovania alebo zvárania. Kovové, kovovo-sklenené a keramické púzdra poskytujú vákuotesné tesnenie.

Kryt, v závislosti od typu puzdra, je možné spájkovať pomocou sklenených spájok, kovových spájok alebo lepiť lepidlom. Každý z týchto materiálov má svoje výhody a vyberá sa v závislosti od riešených úloh.

Na bezobalovú ochranu polovodičových kryštálov pred vonkajšími vplyvmi sa používajú plasty a špeciálne odlievacie hmoty, ktoré môžu byť po polymerizácii mäkké alebo tvrdé v závislosti od úloh a použitých materiálov.

Moderný priemysel ponúka dve možnosti plnenia kryštálov tekutými zlúčeninami:

1. Plnenie zmesou strednej viskozity (glob-top, Blob-top)
2. Vytvorenie rámu zo zmesi s vysokou viskozitou a vyplnenie kryštálu zmesou s nízkou viskozitou (Dam-and-Fill).

Hlavnou výhodou tekutých zlúčenín oproti iným metódam kryštálového utesnenia je flexibilita dávkovacieho systému, ktorý umožňuje použitie rovnakých materiálov a zariadení na rôzne druhy a veľkosti kryštálov.

Polymérne lepidlá sa rozlišujú podľa typu spojiva a typu výplňového materiálu.

Materiál na viazanie

Organické polyméry používané ako lepidlá možno rozdeliť do dvoch hlavných kategórií: termosety a termoplasty. Všetky z nich sú organické materiály, ale

sa výrazne líšia chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami.

V termosetoch sa polymérne reťazce pri zahrievaní nevratne zosieťujú do pevnej trojrozmernej sieťovej štruktúry. Väzby, ktoré v tomto prípade vznikajú, umožňujú získať vysokú priľnavosť materiálu, no zároveň je obmedzená udržiavateľnosť.

Termoplastické polyméry nevytvrdzujú. Zachovávajú si schopnosť zmäknúť a roztopiť sa pri zahrievaní, čím vytvárajú silné elastické väzby. Táto vlastnosť umožňuje použitie termoplastov v aplikáciách, kde sa vyžaduje udržiavateľnosť. Lepiaca schopnosť termoplastických plastov je nižšia ako u termosetov, ale vo väčšine prípadov je úplne postačujúca.

Tretím typom spojiva je zmes termoplastov a termosetov, kombinovaná

výhody dvoch druhov materiálov. Ich polymérne zloženie je vzájomne sa prenikajúcou sieťou termoplastických a termoplastických štruktúr, čo umožňuje ich použitie na vytváranie vysokopevnostných opraviteľných spojov pri relatívne nízkych teplotách (150 o C - 200 o C).

Každý systém má svoje výhody a nevýhody. Jedným z obmedzení používania termoplastických pást je pomalé odstraňovanie rozpúšťadla počas procesu pretavenia. Predtým si spájanie komponentov pomocou termoplastických materiálov vyžadovalo proces nanášania pasty (udržiavanie rovinnosti), sušenie, aby sa odstránilo rozpúšťadlo, a potom montáž formy na substrát. Tento proces eliminoval tvorbu dutín v lepiacom materiáli, ale zvýšil náklady a sťažil použitie tejto technológie v hromadnej výrobe.

Moderné termoplastické pasty majú schopnosť veľmi rýchlo odparovať rozpúšťadlo. Táto vlastnosť umožňuje ich nanášanie dávkovaním pomocou štandardného vybavenia a inštaláciu kryštálu na pastu, ktorá ešte nezaschla. Potom nasleduje krok rýchleho nízkoteplotného ohrevu, počas ktorého sa odstráni rozpúšťadlo a po pretavení sa vytvoria lepivé spoje.

Po dlhú dobu existovali ťažkosti pri vytváraní vysoko tepelne vodivých lepidiel na báze termoplastov a termosetov. Tieto polyméry neumožňovali zvýšiť obsah tepelne vodivého plniva v paste, pretože dobrá priľnavosť vyžadovala vysoký obsah spojiva (60-75 %). Pre porovnanie: v anorganických materiáloch by sa podiel spojiva mohol znížiť na 15-20%. Moderné polymérové ​​lepidlá (Diemat DM4130, DM4030, DM6030) túto nevýhodu nemajú a obsah tepelne vodivého plniva dosahuje 80-90%.

Filler

Typ, tvar, veľkosť a množstvo plniva hrajú hlavnú úlohu pri vytváraní tepelne a elektricky vodivého lepidla. Striebro (Ag) sa používa ako plnivo ako chemicky odolný materiál s najvyšším súčiniteľom tepelnej vodivosti. Moderné pasty obsahujú

striebro vo forme prášku (mikroguľôčky) a vločiek (šupinky). Presné zloženie, množstvo a veľkosť častíc si experimentálne vyberá každý výrobca a do značnej miery určujú tepelné, elektricky vodivé a adhézne vlastnosti materiálov. V aplikáciách, kde sa vyžaduje dielektrikum s tepelne vodivými vlastnosťami, sa ako plnivo používa keramický prášok.

Pri výbere elektricky vodivého lepidla zvážte nasledujúce faktory:

• Tepelná a elektrická vodivosť použitého lepidla alebo spájky
• Prípustné technologické inštalačné teploty
• Teploty následných technologických operácií
• Mechanická pevnosť spoja
• Automatizácia procesu inštalácie
• Udržiavateľnosť
• Náklady na operáciu inštalácie

Okrem toho by ste pri výbere lepidla na inštaláciu mali venovať pozornosť modulu pružnosti polyméru, ploche a rozdielu v koeficiente tepelnej rozťažnosti spájaných komponentov, ako aj hrúbke lepeného švu. Čím nižší je modul pružnosti (čím je materiál mäkší), tým väčšie sú plochy komponentov a tým väčší je rozdiel v CTE spájaných komponentov a tým tenší je povolený lepiaci šev. Vysoký modul pružnosti obmedzuje minimálnu hrúbku lepeného spoja a rozmery spojovaných komponentov kvôli možnosti veľkého termomechanického namáhania.

Pri rozhodovaní o použití polymérnych lepidiel je potrebné vziať do úvahy niektoré technologické vlastnosti týchto materiálov a spájaných komponentov, a to:

• dĺžka matrice (alebo komponentu). určuje zaťaženie lepeného spoja po ochladení systému. Počas spájkovania sa kryštál a substrát rozťahujú v súlade s ich CTE. Pre väčšie kryštály je potrebné použiť mäkké (nízkomodulové) lepidlá alebo materiály kryštál/substrát prispôsobené CTE. Ak je rozdiel CTE príliš veľký pre danú veľkosť čipu, väzba sa môže zlomiť, čo spôsobí odštiepenie čipu od substrátu. Pre každý typ pasty výrobca zvyčajne uvádza odporúčania maximálne veľkosti kryštál pre určité hodnoty rozdielu CTE kryštál/substrát;

• šírka matrice (alebo komponentov, ktoré sa majú spojiť) určuje vzdialenosť, ktorú prejde rozpúšťadlo obsiahnuté v lepidle, kým opustí čiaru lepidla. Pre správne odstránenie rozpúšťadla sa preto musí brať do úvahy aj veľkosť kryštálov;

• metalizácia kryštálu a substrátu (alebo komponentov, ktoré sa majú spojiť) nevyžaduje sa. Polymérne lepidlá majú zvyčajne dobrú priľnavosť k mnohým nemetalizovaným povrchom. Povrchy musia byť očistené od organických nečistôt;

• hrúbka lepiaceho švu. Pre všetky lepidlá obsahujúce tepelne vodivé plnivo je minimálna hrúbka lepeného spoja dx (pozri obrázok). Príliš tenký spoj nebude mať dostatok spojiva na pokrytie celého plniva a vytvorenie spojov so spájanými povrchmi. Okrem toho pri materiáloch s vysokým modulom pružnosti môže byť hrúbka švu obmedzená rôznymi CTE pre spájané materiály. Typicky je pre lepidlá s nízkym modulom pružnosti odporúčaná minimálna hrúbka švu 20-50 µm, pre lepidlá s vysokým modulom pružnosti 50-100 µm;

• životnosť lepidla pred inštaláciou komponentu. Po nanesení lepidla sa rozpúšťadlo z pasty začne postupne odparovať. Ak lepidlo zaschne, spojované materiály sa nezmáčajú ani nespájajú. Pri malých komponentoch, kde je pomer plochy povrchu k objemu naneseného lepidla veľký, sa rozpúšťadlo rýchlo odparuje a čas po aplikácii pred inštaláciou komponentu sa musí minimalizovať. Životnosť pred inštaláciou komponentov pre rôzne lepidlá sa spravidla pohybuje od desiatok minút po niekoľko hodín;

• životnosť pred tepelným vytvrdnutím lepidla sa počíta od momentu inštalácie komponentu až po umiestnenie celého systému do rúry. S veľkým oneskorením môže dôjsť k delaminácii a roztečeniu lepidla, čo negatívne ovplyvňuje priľnavosť a tepelnú vodivosť materiálu. Čím menšia je veľkosť komponentu a množstvo naneseného lepidla, tým rýchlejšie môže schnúť. Životnosť lepidla pred tepelným vytvrdnutím sa môže pohybovať od desiatok minút až po niekoľko hodín.

Výber drôtov, pások

Spoľahlivosť spojenia drôt/páska vo veľkej miere závisí od správneho výberu drôtu/pásky. Hlavné faktory určujúce podmienky použitia konkrétneho typu drôtu sú:

Typ škrupiny. Utesnené kryty používajú iba hliníkový alebo medený drôt, pretože zlato a hliník tvoria pri vysokých teplotách tesnenia krehké intermetalické zlúčeniny. Pre neutesnené kryty sa však používa iba zlatý drôt/páska, pretože tento typ kryt neposkytuje úplnú izoláciu od vlhkosti, čo vedie ku korózii hliníkového a medeného drôtu.

Veľkosti drôtu/stuhy(priemer, šírka, hrúbka) pre obvody s malými plôškami sú potrebné tenšie vodiče. Na druhej strane, čím vyšší prúd preteká spojom, tým väčší prierez vodičov musí byť zabezpečený.

Pevnosť v ťahu. Drôt/pásy sú vystavené vonkajšiemu mechanickému namáhaniu počas nasledujúcich fáz a počas používania, takže čím vyššia je pevnosť v ťahu, tým lepšie.

Relatívne rozšírenie. Dôležitá charakteristika pri výbere drôtu. Príliš vysoké hodnoty predĺženia sťažujú kontrolu tvorby slučky pri vytváraní drôtového spojenia.

Výber spôsobu ochrany kryštálov

Utesnenie mikroobvodov je možné vykonať pomocou puzdra alebo v prevedení s otvoreným rámom.

Pri výbere technológie a materiálov, ktoré sa majú použiť vo fáze tesnenia, by sa mali brať do úvahy tieto faktory:

• Požadovaná úroveň tesnosti krytu
• Prípustné technologické teploty tesnenia
• Prevádzkové teploty čipu
• Prítomnosť metalizácie spojených povrchov
• Možnosť použitia taviva a špeciálnej inštalačnej atmosféry
• Automatizácia procesu tesnenia
• Náklady na operáciu tesnenia

Článok poskytuje prehľad o technológiách a materiáloch používaných na vytváranie vývodov kolíkov na polovodičových doštičkách pri výrobe mikroobvodov.

Analýza porúch polovodičových zariadení a mikroobvodov ukazuje, že vo väčšine prípadov sú spojené so zvýšením maximálnych prípustných napätí a prúdov, ako aj s mechanickým poškodením. Aby sa zabezpečilo, že polovodičové zariadenia a mikroobvody nezlyhajú počas opráv a úprav, je potrebné prijať preventívne opatrenia. Svojvoľná výmena rádiových prvkov, ktoré určujú režim obvodu, je neprijateľná aj na krátky čas, pretože to môže viesť k preťaženiu tranzistorov, mikroobvodov a ich poruche. Zvlášť treba dbať na to, aby sondy meracích prístrojov náhodne neskratovali obvody obvodu. Polovodičové zariadenia by sa nemali pripájať k zdroju signálu s nízkym vnútorným odporom, pretože môžu prenášať veľké prúdy, ktoré prekračujú maximálne prípustné hodnoty.

Stav polovodičových diód je možné skontrolovať pomocou ohmmetra. Stupeň ich vhodnosti je určený meraním odporu vpred a vzad. V prípade poruchy diódy budú indikované odpory rovnaké a budú dosahovať niekoľko Ohmov a v prípade prerušenia budú nekonečne veľké. Prevádzkové diódy majú priamy odpor v rozsahu: germániový bod - 50-100 Ohmov; kremíkový bod - 150-500 Ohm a planárny (germánium a kremík) - 20-50 Ohm.

Pri meraní odporu diódy, ktorá má netesnosť, sa údaj šípky zariadenia pomaly znižuje a po dosiahnutí určitej hodnoty sa šípka zariadenia zastaví. Pri opätovnom meraní sa proces znova opakuje. Diódy s takýmito poruchami by sa mali vymeniť. Na výmenu zlyhaných sa vyberú diódy rovnakého typu alebo analógy, skontrolujú sa a určí sa polarita pripojenia.

Kontrolu prevádzkyschopnosti tranzistorov a meranie ich hlavných parametrov je možné vykonať pomocou špeciálneho testera parametrov tranzistorov typu L2-23. Pomocou testera môžete rýchlo určiť koeficient prenosu prúdu "alfa", spätný kolektorový prúd, prítomnosť alebo neprítomnosť poruchy medzi emitorom a kolektorom atď. Meranie takýchto dôležitých prevádzkových parametrov nám umožňuje posúdiť možnosti ďalšieho použitie tranzistora v obvodoch BREA.

Pri absencii špeciálneho zariadenia je možné určiť zdravie tranzistorov meraním odporu pn prechodov pomocou ohmmetra. Odporúča sa vykonávať meranie na najvyššom meracom rozsahu ohmmetra, kde je prietok prúdu minimálny.

Kontrola prevádzkyschopnosti mikroobvodov začína meraním priamych a impulzných napätí na ich svorkách. Ak sa výsledky merania líšia od požadovaných, potom by sa mala zistiť príčina: chyby v rádiových prvkoch pripojených k IC, odchýlka ich hodnôt od nominálnych hodnôt, zdroj, z ktorého pochádzajú potrebné impulzné a jednosmerné napätia, alebo porucha samotného IC.

Nie je možné skontrolovať použiteľnosť IO výmenou, ak musí byť na tento účel prispájkovaný z dosky plošných spojov. Neodporúča sa znova inštalovať spájkovaný IC, aj keď test ukázal jeho použiteľnosť. Táto požiadavka sa vysvetľuje tým, že v dôsledku opakovaného prehrievania svoriek nie je zaručená bezporuchová prevádzka.

Ak je potrebné vymeniť polovodičové zariadenia a mikroobvody, musíte dodržiavať nasledujúce pravidlá:

1. Montáž a upevnenie polovodičových zariadení sa musí vykonávať pri zachovaní tesnosti krytu zariadenia. Aby v nich nevznikli praskliny, odporúča sa vodiče ohnúť vo vzdialenosti minimálne 10 mm od tela prístroja. K tomu je potrebné pevne pripevniť vodiče medzi bodom ohybu a skleneným izolátorom pomocou klieští.

2. Výmena polovodičových súčiastok, mikroobvodov a mikrozostáv sa vykonáva len pri vypnutom napájaní zariadenia. Pri vyberaní tranzistora z obvodu sa najskôr odspájkuje obvod kolektora. Svorky bázy tranzistora sa odpájajú ako posledné a pri inštalácii sa najskôr pripája svorka bázy. Nemôžete priviesť napätie na tranzistor, ktorého základná svorka je odpojená.

3. Spájkovanie vývodov polovodičových súčiastok sa vykonáva vo vzdialenosti najmenej 10 mm od tela prístroja, s výnimkou tranzistorov (napr. KT315, KT361 atď.), pre ktoré je táto vzdialenosť 5 mm. Medzi krytom a oblasťou spájkovania by sa mal použiť chladič. Počas inštalácie je mikroobvod inštalovaný na doske s plošnými spojmi s medzerou, ktorá je zabezpečená konštrukciou kolíkov (kolíky nie sú vytvorené).

4. Elektrická spájkovačka by mala mať malú veľkosť, s výkonom nie väčším ako 40 W, napájaná zdrojom napätia 12-42 V. Teplota hrotu spájkovačky by nemala presiahnuť 190 stupňov. Celzia. Ako spájku je potrebné použiť zliatinu s nízkou teplotou topenia (POS-61, POSK-50-18, POSV-33). Čas spájkovania pre každý kolík nie je dlhší ako 3 sekundy. Interval medzi spájkovaním susedných kolíkov mikroobvodov je najmenej 10 sekúnd. Aby sa ušetril čas, odporúča sa spájkovať mikroobvody cez jeden kolík. Hrot spájkovačky a telo (spoločná zbernica) rádiového zariadenia by mali byť uzemnené alebo elektrická spájkovačka by mala byť pripojená k sieti cez transformátor, pretože počas spájkovania dochádza k vzniku zvodových prúdov medzi špičkou spájkovačky pripojenej k sieť a terminály IC môžu viesť k jeho poruche.

5. Pre lepšie chladenie sú na radiátoroch inštalované výkonné tranzistory a mikroobvody. Aby ste predišli poruche týchto zariadení v dôsledku prehriatia, musíte pri ich inštalácii dodržiavať pravidlá.

6. Kontaktné plochy musia byť čisté, bez akýchkoľvek nerovností, ktoré by bránili ich tesnosti.

7. Kontaktné plochy musia byť namazané pastou na oboch stranách (pasta KPT-8).

8. Skrutky zaisťujúce tranzistor musia byť pevne utiahnuté. Ak skrutky nie sú dostatočne utiahnuté, zvyšuje sa tepelný odpor kontaktu, čo môže viesť k poruche tranzistora.

9. Ak chcete vymeniť mikrozostavu, musíte ju odstrániť z panelu. Aby ste to dosiahli, musíte vytiahnuť jeden okraj mikrozostavy z panelu o 1-2 mm a potom druhý. Potom operáciu zopakujte a nakoniec odstráňte mikrozostavu bez skreslenia. Je zakázané brať mikrozostavu za rovinu, na ktorej sú umiestnené všetky prvky. Všetky operácie by sa mali vykonávať pri držaní mikrozostavy za jej koncové časti. Mikrozostava sa najskôr vloží do vodiacich bočných drážok panelu. Potom ho na jednej strane zatlačte, kým spodný okraj tejto strany neprenikne do kontaktov panelu o 1-2 mm. Potom stlačte mikrozostavu v strede a vložte ju do panelu úplne bez skreslenia.