Стандарт IEC (МЭК) 61192-2 «Требования к качеству паяных электронных модулей (сборок)» Часть 2. Сборки поверхностного монтажа

Людмила Круглова

Технологические процессы
размещения компонента

Технологические процессы размещения компонента поверхностного монтажа описаны в МЭК 61192-1
и должны проходить в соответствии с установленными в нем требованиями.

Оценка технологического процесса

При ручном или автоматическом контроле технологического процесса размещения компонента следует оценивать такие визуальные признаки, как:

• наличие или отсутствие компонентов;
• точность размещения типов компонентов и точность их соответствующих (существенных) параметрических значений;
• смещение выводов или выходных контактов (контактных концевых поверхностей) компонентов
  по осям X, Y и их поворотное смещение относительно соответствующих им контактных площадок в топологии проводников;
• ориентация компонентов, например, штырька 1 ИС,
  полярности электролитических конденсаторов
  и диодов;
• состояние компонентов по оси Z, например, наклон (непараллельность) компонента на торце
  (по краю);
• физическое повреждение компонентов, например,
  треснувшие корпуса компонентов, деформированные выводы;
• нежелательное перемещение или чрезмерная деформация осажденной паяльной пасты или клея;
• расположение клея после размещения, например,
  выдавливание, растекание.

Примечание. Ни в коем случае не следует допускать, чтобы отклонение в точности размещения
превышало то значение, которое указано в требованиях к изделию. Следует обратиться к МЭК 61191-2.
Не следует предполагать, что поверхностное натяжение корректирует ошибки размещения.

Эталонный базис ppm для операций осаждения
пасты представляет собой количество предпринятых
выпуклых отложений. Рекомендуемые характеристики
оценки и метода расчета ppm даны в МЭК 61193-1.

Критерии целевого состояния, приемки (допустимое состояние) и отбраковки (несоответствующего
состояния) для размещения компонентов поверхностного монтажа даны как пределы управления технологическим процессом (или лучше — как контрольные
пределы технологического процесса) в 9.2–9.13. В каждом случае значения пределов приведены отдельно
для уровней А, В и С.

Дискретные компоненты
с выводами в виде крыла чайки

Дискретные компоненты с выводами в виде крыла
чайки представляют собой, как правило, транзисторные или ИС-компоненты, например SOT 23.
Компоненты могут быть сдвинуты по осям X или Y,
либо по оси поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности размещения (рис. 5).

ИС-компоненты с плоскими ленточными,
L-образными выводами и выводами в виде
крыла чайки по двум сторонам корпуса

ИС-компоненты с плоскими ленточными,
L-образными выводами или выводами в виде крыла
чайки обычно представляют собой малогабаритные
(SO) корпуса. Компоненты могут быть сдвинуты
по осям X или Y, либо по оси поворота. Критерии
приемки или отбраковки относятся к точности размещения (рис. 6).

ИС-компоненты с плоскими ленточными,
L-образными выводами и выводами в виде
крыла чайки по четырем сторонам корпуса

Компоненты могут быть сдвинуты по осям X или Y,
либо по оси поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности размещения (рис. 7).

Компоненты с круглыми
или расплющенными (вычеканенными)
выводами

Компоненты могут быть сдвинуты по осям X или Y,
либо по оси поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности размещения (рис. 8).

ИС-компоненты с J-образными выводами
по двум или четырем сторонам

Компоненты могут быть сдвинуты по осям X или Y,
либо по оси поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности размещения (рис. 9).

Безвыводные
прямоугольные компоненты
с металлизированными контактными
концевыми поверхностями

Компоненты могут быть сдвинуты по осям
X или Y, либо по оси поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности
размещения (рис. 10).

Компоненты
с цокольными концевыми контактами

Компоненты могут быть сдвинуты по осям
X или Y, либо по оси поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности
размещения (рис. 11).

Безвыводные компоненты
только с нижними
выходными контактами

Компоненты могут быть сдвинуты по осям
X или Y, либо по оси поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности
размещения (рис. 12).

Безвыводные кристаллоносители
с контактами в зубчатых впадинах

Компоненты могут быть сдвинуты по осям
X или Y, либо по оси поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности
размещения (рис. 13).

Компоненты с выводами для пайки встык

Компоненты могут быть сдвинуты по осям X или Y, либо по оси
поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности
размещения (рис. 14).

Компоненты с ленточными L-образными выводами,
отформованными под корпус

Компоненты могут быть сдвинуты по осям X или Y, либо по оси
поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности
размещения (рис. 15).

Компоненты, рассеивающие большую мощность,
с плоскими выступающими выводами

Компоненты могут быть сдвинуты по осям X или Y, либо по оси
поворота. Критерии приемки или отбраковки относятся к точности
размещения (рис. 16).

Доработка после размещения

Данные о технических характеристиках монтажного оборудования
следует основывать на технологических отклонениях, при этом необходимо прилагать сведения о дефектах, зарегистрированных перед любой доработкой.

Для компонентов, которые были размещены на плате далеко от положения предназначенных контактных площадок, перед проведением ручной замены этих компонентов
на новые следует проверять величину этого
отклонения и их правильное месторасположение. Не следует применять поврежденные
компоненты с целью проверки.

Доработку с предварительным оплавлением следует проводить, пока поверхность
с нанесенной пастой или клеем сохраняет
клейкость.

Для проведения всех доработок после размещения, включающих перемещение или замену
компонентов, следует использовать пинцет из неметаллического токопроводящего материала.

Доработка компонентов,
размещенных на паяльной пасте

Локальные ошибки размещения

Не рекомендуется исправлять небольшие
ошибки размещения компонента поверхностного монтажа осторожным перемещением
корпуса компонента.

Общие ошибки размещения

В тех случаях, когда все компоненты неправильно установлены в одном направлении,
необходимо исправлять ошибки размещения.
Требуется тщательно проверять компланарность выводов многовыводных компонентов
с мелким шагом между выводами.

Доработка компонентов, размещенных
на токонепроводящем клее

Если корпус компонента не соприкасается
с клеем, допускается исправление небольших
ошибок размещения компонентов поверхностного монтажа путем осторожного перемещения корпуса. Возможно горизонтальное перемещение без какого-либо подъема.
Если компонент случайно оторвался от клея,
следует приложить дополнительное небольшое количество клея к нижней части компонента перед возвращением его на место.
Обязательно предпринимать меры предосторожности во избежание размазывания клея
на близлежащие контрольные точки, свободные контактные площадки или компоненты.

Отверждение клея

Во избежание повторного испарения клеящего материала, загрязняющего паяемые поверхности, отверждение и пайку не следует проводить с применением одного и того же транзитного оборудования.

При задании температурно-временного
профиля для отверждения клея следует соблюдать рекомендации изготовителя клея.

Можно использовать следующие показатели для процесса отверждения клея с применением ручного или автоматического осмотра:

• наличие или отсутствие компонентов;
• положение компонентов после отверждения клея;
• форма сечения соединения и относительный размер смоченных участков на верхней
  и нижней сторонах соединения;
• прочность прилипания (прочность на сдвиг
  или кручение) в Н/мм², например, для каждого типа компонентов;
• любое нежелательное растекание клея после
  отверждения.

Технологические процессы пайки

Технологические процессы пайки описаны
в МЭК 61192-1 и должны проходить согласно
соответствующим параграфам этого стандарта, в зависимости от конкретного случая.

Промежуточную послеоперационную оценку процесса(ов) пайки в производстве можно
проводить несколькими способами, например,
с помощью ручного или автоматического визуального осмотра, лазерного сканирования, измерения тепловых свойств соединения или рентгеноскопии. Для более тщательной проверки
металлургических параметров может потребоваться анализ с применением других методов.

Перечисленные далее признаки применяются
для процессов пайки путем ручного или автоматического визуального осмотра для удовлетворения требований, заданных на рис. 1–16:

• Наличие или отсутствие компонентов.
• Смещение выходных контактов (контактных поверхностей) и выводов компонентов
  по осям X, Y и поворотное смещение относительно соответствующих проводящих
  контактных площадок.
• Состояние компонентов по оси Z, например
  срезанный по краю компонент.
• Количество, контур и состояние поверхности
  припоя, присутствующего на соединениях.
• Пропорции паяемых участков на компонентах и контактных площадках, которые были
  смочены припоем.
• Физическое повреждение печатной платы,
  например, расслоение, вспучивание, изменение цвета, обгорание, растрескивание,
  подъем контактной площадки.
• Физическое повреждение компонентов,
  например, растрескивание, раскалывание,
  оплавление, деформация, раздутие, параметрическое изменение.
• Несоответствующее состояние припоя, например, шарики, сосульки, выплески и перемычки припоя.
• Другие дефекты пайки, например, выщелачивание, несмачиваемость, выемки, полости, затекание, паутинка, окалина, нарушенные соединения.
• Четкость маркировки.

Другие признаки, применяемые к процессам пайки компонентов, которые, как правило, не обнаруживаются при визуальном осмотре после пайки, представляют собой:

• Растрескивание пластиковых герметизированных ИС под корпусом компонента
  («попкорн»).
• Образование внутренних микротрещин
  керамических компонентов, возникающих
  вследствие теплового удара.
• Чрезмерный рост интерметаллических соединений на поверхности разделения припоймедь.
• Охрупчивание золота из припоя.
• Чрезмерный рост кристалла в припое в результате чрезмерного превышения времени
  сверх его точки плавления.

Примечание. Некоторые из вышеперечисленных дефектов могут возникать в результате
других причин, не связанных с операцией пайки,
например, из-за дефектных материалов, компонентов или печатных плат или из-за воздействия предыдущих процессов.

Эталонный базис ppm для операций пайки
поверхностного монтажа представляет собой
количество предпринятых соединений пайки.
Параметры и подробные элементы нормативной оценки метода расчета значений ppm даны
в МЭК 61193-1.

Рекомендации по интерпретации критериев
приема/отбраковки требований МЭК 61191-2
даны в приложении А к данному стандарту.

Технологические процессы очистки

Перечисленные далее признаки технологических процессов очистки после пайки можно
оценивать при применении ручного или автоматического контроля и последующего электрического тестирования:

• Видимые остатки, безвредные и вредные.
• Видимые отметки.
• Невидимое и видимое загрязнение.
• Остаточные шарики и пятна (застывшие
  выплески) припоя.
• Поврежденные соединения, видимые и невидимые.
• Захваченная жидкость, которая не была удалена в процессе сушки.

Примечание. Некоторые из вышеперечисленных дефектов могут возникать в результате
других причин, не связанных с операцией пайки,
например, из-за дефектных материалов, компонентов или печатных плат или из-за воздействия предыдущих процессов.

Эталонный базис ppm для операций пайки
поверхностного монтажа представляет собой
удвоенный размер печатной платы в квадратных сантиметрах. Параметры и элементы нормативной оценки метода расчета значений ppm
даны в МЭК 61193-1.

Ручное размещение и ручная пайка,
включая ручную доработку/ремонт

Требования к доработке даны в МЭК 61193-1,
параграф 18. Доработку необходимо осуществлять согласно соответствующим требованиям указанного стандарта.

Промежуточную послеоперационную оценку процессов доработки и ремонта в производстве можно проводить несколькими способами, например, с помощью ручного или автоматического визуального осмотра, лазерного
сканирования, измерения тепловых свойств
соединения или рентгеноскопии.

Признаки, которые можно оценивать
для процессов пайки в операциях доработки
при ручном или автоматическом визуальном
контроле и электрическом тестировании, даны
в параграфе 12.

Эталонный базис ppm для операций ручной
пайки или пайки при доработке компонентов
поверхностного монтажа равен количеству
паяных соединений. Параметры и элементы
нормативной оценки метода расчета значений
ppm даны в МЭК 61193-1.

Минимальные критерии приемки для совмещения компонентов и паяных соединений
на собранных платах после проведения пайки
даны в МЭК 61191-2.

Электрическое испытание

Рекомендуемые процедуры по достижению качества изготовления даны в МЭК 61191-1. Следует
предпринимать меры по обеспечению того, чтобы
само тестирование не нанесло вред сборке либо
из-за механического повреждения (например,
из-за деформации печатной платы под действием
давления от зондовых измерительных установок),
либо из-за электрического перенапряжения.