СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 1996 года по МПК G01N25/00 G01N29/00 H05K13/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле паяных соединений радиоэлектронной аппаратуры.

Известен способ контроля паяных соединений [1] заключающийся в том, что подогревают одну из паяемых поверхностей облучением, для другой поверхности снимают карту распределения температуры (терморельеф), а о дефектах пайки судят по уменьшению передачи тепла от нагреваемой поверхности к поверхности, сканируемой ИК-радиометром.

Недостатком известного способа является высокая стоимость реализации из-за необходимости применять ИК-технику, а также необходимость существенного нагрева поверхности для снятия терморельефа.

Наиболее близким по технической сущности является способ контроля паяных соединений [2] принятый в качестве прототипа, заключающийся в том, что на паяное соединение воздействуют импульсным лазером средней мощности, в ИК области регистрируют ход процесса охлаждения, а дефектах паяного соединения судят по максимальному нагреву паяного соединения и по скорости его остывания.

Недостатком способа, выбранного в качестве прототипа, является высокая стоимость реализации из-за дорогостоящей ИК техники и оптики, а также невысокая точность из-за чувствительности к таким внешним факторам, как качество поверхности паяного соединения, угол падения лазерного луча и т.п.

Целью настоящего изобретения является уменьшение стоимости реализации способа контроля паяных соединений и повышение точности контроля.

Сущность изобретения заключается в том, что на паяное соединение воздействуют импульсным лазером, регистрируют акустическое возмущение от взаимодействия светового импульса с паяным соединением, а о дефектах паяного соединения судят по форме и/или уровню акустического возмущения. Уменьшение стоимости реализации способа достигается за счет применения акустической, а не инфракрасной регистрации отклика паяного соединения на воздействие импульсным лазером. Повышение точности достигается за счет уменьшения чувствительности к внешним факторам, следует заметить, что акустическая регистрация отклика не требует существенного нагрева всего паяного соединения.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ и содержащего последовательно расположенные лазер 1, паяное соединение 2 поверхностей 3 и 4, микрофон 5, последовательно соединенные микрофонный усилитель 6, вход которого соединен с выходом микрофона, аналого-цифровой преобразователь 7, ЭВМ 8.

Осуществление изобретения может быть реализовано следующим образом. На паяное соединение 2 воздействуют импульсным лазером 1, за счет локального нагрева происходит мгновенное испарение микроскопического количества вещества паяного соединения 2. Это вызывает звуковую волну. Акустическое возмущение регистрируется микрофоном 5. Выходной сигнал микрофона усиливается в усилителе 6 и оцифровывается аналого-цифровым преобразователем 7. В ЭВМ 8 осуществляется анализ акустического возмущения.

Такой наиболее распространенный дефект пайки, как "холодная пайка", дает акустический отклик, существенно отличающийся по уровню, т.к. поверхность паяного соединения матовая в отличие от качественного паяного соединения и его поглощающая способность для лазерного излучения выше. Пайка с избытком припоя ведет к смещению спектра акустического возмущения в область более низких частот, т.к. больше масса вещества, создающего акустическое возмущение. Аналогично пайка с недостатком припоя ведет к смещению спектра в область более высоких частот. Поры и трещины, увеличивая поглощающую способность, ведут к увеличению уровня акустического возмущения и за счет нарушенного верхнего слоя паяного соединения дают дополнительно высокочастотную составляющую в спектре акустического возмущения. Амплитуда акустического возмущения на определенных частотах позволяет описать форму выходного сигнала микрофона и акустического возмущения. Поэтому в общем случае о дефектах паяного соединения судят по уровню и/или форме акустического возмущения.

Таким образом, положительный эффект данного изобретения заключается в уменьшении стоимости реализации способа контроля пайки за счет замены дорогостоящей ИК техники на более дешевую акустическую, увеличении точности контроля за счет объединения теплового и акустического принципов контроля в одном способе.

Использование: в контрольно-измерительной технике для контроля паяных соединений радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения: на паяное соединение воздействуют импульсным лазером 1, регистрируют акустическое возмущение от взаимодействия светового импульса с паяным соединением 2, а о дефектах паяного соединения судят по форме и/или уровню акустического возмущения. 1 ил.

Способ контроля паяных соединений, включающий воздействие на паяное соединение импульсным лазером, регистрацию отклика паяного соединения на воздействие импульсным лазером и определение качества паяного соединения по дефектам паяного соединения от воздействия на него светового луча импульсного лазера, отличающийся тем, что регистрацию отклика паяного соединения на воздействие на него импульсным лазером осуществляют по акустическому возмущению от взаимодействия светового луча импульсного лазера с паяным соединением, а о дефектах паяного соединения судят по форме или уровню акустического возмущения от воздействия светового луча импульсного лазера на паяное соединение.