Способ формовки припойных выступов на подложке печатных схем Советский патент 1986 года по МПК B23K31/02 H05K3/34 

Изоб15етение относится к пайке, в частности к способам изготовления припойных выступов на печатных схемах, и может быть использовано в электронной промьшленности.

Цель изобретения - повьшение точности формовки выступов,

На чертеже изобрагсено устройство для осуществления предлагаемого способа.

На по щожке 1 печатной схемы закреплен трафарет 2 с отверстиями 3, выполненный из несмачиваемого припоем материала, например титана. Отверстия 3 в трафарете 2 совпадают с контактными площадками подложки 1 (не показаны). Между трафаретом и подложкой сформирован зазор 4 с величиной менее диаметра наименьшего .от- верстия 3 в трафарете 2. Трафарет 2 герметично соединен с насадкой 5, а зазор 4 входит во внутреннюю часть насадки 5. Трафарет 2 и насадка 5 погружены в ванну с ра.сплавленным припоем 6. В эту же ванну погружен затвор 7, выполненный в виде пластины из несмачиваемого припоем материала, например титана. Поверхность припоя покрыта слоем защитной жидкости 8, например глицерина.

Процесс формовки припойных высту- пов осуществляется следующим образом,

В ванну с расплавленным припоем б погружается на заданную глубину затвор 7. Затем в ванну погружается трафарет 2 с насадкой 5 и подложкой. После погружения между сторонами трафарета 2 устанавливается перепад давлений, равный гидростатическому давлению столба жидкого npi-тоя. По мере погружения трафарета 2 и насадки 5 гидростатическое давление увеличивается и становится достаточным для заполнения припоем отверстий 3, но еще недостаточным для заполнения зазора 4, так как ве1шчина зазора 4 значительно меньше диаметра отверстия 3 в трафарете и,, следовательно, для его заполнения необходимо значи- Т(шьно больще искривить поверхность припоя, что требует пропорционально большего давления. Все это справедливо только в том случае, если припой не смачивает материал трафарета и подложки. При заполнении отверстий 3 расплавленный припой вытесняет че- зазор 4 внутрь насадки 5 попавшую в отверстия при погружении за

5

0

5

0

5

0

5

0

5

щитную жидкость 8 и смачивает поверхность контактных площадок. За- пмтная жидкость свободно выдавливается через зазор, так как обладает малой вязкостью и хорощо смачивает материал трафарета и подложки. При дальнейшем погружении поверхности трафарета 2 и затвора 7 соприкасаются и отверстия 3 перекрьтаются. Затвор 7 погружается на такую глубину, на которой величина гидростатического давления превьшает значение, достаточное для заполнения припоем отверстий 3 в трафарете, но не достигает значения, при котором припой заполняет зазор 4.

Порядок дапьнейщих операций зависит от поставленной задачи. Для формовки припойных выступов за счет сил поверхностного натяжения припоя разъединение подлолжи и трафарета производят до кристаллизации припоя, после подъема трафарета, затвора и подложки в слой защитной жидкости 8. Для принудительной формовки выступов стенками отверстий разъединение производят после кристаллизации припоя, для чего трафарет, затвор и подложку извлекают из ванны с припоем и охлаждают. -При любом варианте формовки материал трафарета и затвора не должен смачиваться припоем, так как в противном случае припой остается в отверстиях трафарета.

Возможны и другие варианты создания перепада давлений на сторонах трафарета - вакуумированием объема внутри насадки 5, либо герметизацией ванны с припоем 6 и подачей давления на жидкий припой,

Разъединение подложки и трафарета производят как до, так и после крис- талпизации припоя.

Разъединение до кристаллизации припоя позволяет осуществлять формовку выступов за счет сил поверхностно- г о натяжения припоя, при которой имеет место самоцентровка выступов за счет сил смачивания и не требуется точного совмещения отверстий в трафарете с контактными площадками подложки. Этот вариант формовки целесообразно применять для больших керамических подложек, имеющих низкую стабильность геометрических размеров за счет неконтролируемой усадки керамики при термообработке.

Разъединение после кристаплизации припоя позволяет производить формовку выступов, обладающих повышенной тре- щиноустойчивостью.

Способ формовки припойных выступов опробывают в лабораторных условиях на микрокорпусах с матричным рас- ;положением контактных площадок, имею- 1щих 25 - 100 контактных площадок диа- :метррм 1,5 мм, расположенных с шагом 2,5 мм. Используются трафареты, выполненные из титана и алюминия.

Формируются припойные выступы высотой 0,5-2 мм с точностью 0,005 мм что обеспечивает качественный монтаж микрокорпусов. Величина зазора между подложкой и трафаретом приблизительно 0,05 мм. Стабильное заполнение отверстий в трафарете диаметром 0,8 - 1,5 мм не зависит от толщины трафарета при погружении в жидкий припой на глубину 50 мм.,

Редактор О.Бугир Заказ 4167/11

Составитель Ф.Конопельке

Техред Н.Бонкало -Корректор М.Шаропш

Тираж 1001Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый способ позволяет исключить операции предварительной дозировки припойных заготовок, их раскладки на отверстия трафарета, объе- диняет операции заполнения отверстий в трафарете и приплавления припоя пс поверхности контактных площадок, что

значительно повьштает производитель- .ность.

Исключаются случаи частичного заполнения припоем отверстий в трафа-, рете, что повьшает точность формовки.

Кроме того, появляется возмож- ность одновременно наносить на контактные площадки различные количества припоя, что расширяет функциональ - ные возможности способа и позволяет, например, на одной подложке одновре- менно формовать припойные выступы ,для монтажа микрокорпусов различных конструкций.