Новости

Разработана модель и выполнено моделирование процесса светолучевой пайки изделий электронной техники.

Дата публикации: 17/02/2009
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

В "МАТИ" — РГТУ им.К.Э. Циолковского разработана математическая модель процесса низкотемпературной светолучевой пайки изделий электронной техники, а также исследован характер тепловых полей.
Современное производство изделий электронной техники (ИЭТ) характеризуется малыми размерами, большим разнообразием типов конструкций, методов монтажа и способов получения неразъемных соединений, различным пространственным положением соединяемых элементов.
В основном при сборке применяют низкотемпературную пайку, которая имеет следующие преимущества: возможность получения нескольких соединений одновременно; возможность поэтапного присоединения элементов к конструкции (ступенчатая пайка); широкие возможности по механизации и автоматизации технологического процесса и др.
При выборе способа низкотемпературной пайки необходимо произвести конструктивно-технологический анализ конструкции паяемых изделий, который включает анализ элементов, входящих в состав узлов (наличие термочувствительных элементов, барьерных и технологических покрытий), типов соединений, плотности монтажа элементов и т. д. Чаще всего при пайке элементов РЭА применяют пайку волной припоя, а также печную пайку в конвекционных и инфракрасных печах.
Однако в ряде случаев конструкция изделия не допускает использования общего нагрева и контактного ввода энергии. Для пайки таких конструкций обычно используют лазерный или световой луч.
Для получения качественных соединений таких изделий необходим правильный выбор параметров режима, таких как длительность процесса нагрева и температура нагрева, при выборе которых проводят трудоемкие эксперименты по пайке натурных образцов или осуществляют расчетную оценку параметров, используя математические модели процесса нагрева. Применение последних при обеспечении соответствующей адекватности является более рациональным способом решения задачи, которая может быть выполнена при минимальных затратах.
На кафедре "Технология сварочного производства" института проводятся исследования по разработке технологии низкотемпературной светолучевой пайки (СЛП) узлов ИЭТ. В состав этих изделий входят термочувствительные электронно-оптические элементы (суперлюминесцентные и лазерные диоды), теряющие свои излучающие свойства при нагреве до температуры свыше 125 СС, поэтому для монтажа таких элементов требуется локальный дозированный ввод энергии. Проведенная проверка адекватности результатов моделирования показала их соответствие экспериментальным данным. Следовательно, создавая блочно-модульные компьютерные модели на основе постоянной оболочки программы и дополнительных конкретных расчетных модулей в зависимости от изделия, формы и места расположения припоя, можно определить параметры режима пайки и оптимизировать технологию СЛП и конструкцию МЛН.
Разработана математическая модель процесса низкотемпературной светолучевой пайки изделий электронной техники, состоящая из модулей расчета выходных энергетических характеристик сфокусированного луча и тепловых полей в паяемых узлах.
На базе математической модели создана компьютерная программа "Кау-1", позволяющая рассчитать энергетические параметры сфокусированного светового луча и технологические параметры режима пайки.
Исследован характер тепловых полей при пайке сфокусированным световым лучом и определена оптимальная схема укладки припоя при сварке ПП с ЭРЭ штырькового типа, что позволяет минимизировать длительность теплового воздействия источника теплоты на паяемые элементы.

Источник: «Сварочное производство», 2008, № 10, с.19-23, www.mashin.

Статьи по теме:

страницы: 1