Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника»




Скачать 82.91 Kb.
НазваниеМетодические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника»
Дата публикации21.08.2013
Размер82.91 Kb.
ТипМетодические указания
vbibl.ru > Информатика > Методические указания
Министерство образования Российской Федерации

Тульский государственный университет

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4.

Пайка микросхем.

Методические указания

для студентов направления 552800

«Информатика и вычислительная техника»

специальности 220100 «Вычислительные машины,

комплексы, системы и сети»

Тула 2005

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Ознакомление с технологическим процессом и приобретение практических навыков пайки микросхем.
^ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Интегральная микросхема (ИМС) – микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющая высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов, которые с точки зрения требования к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рассматриваются как единое целое.

Коммутация микросхемы осуществляется при помощи печатных плат. Формовка выводов микросхемы применяется для увеличения расстояния между выводами, совмещения выводов с отверстиями и контактными площадками печатной платы, фиксации расстояния от корпуса микросхемы до платы. Также применяется установка микросхем без формовки выводов.

При подготовке микросхем к монтажу на печатные платы (операции рихтовки, формовки и обрезки выводов) выводы подвергаются растяжению, изгибу и сжатию. Поэтому при выполнении операций по формовке необходимо следить, чтобы растягивающее усилие было минимальным. В зависимости от сечения выводов микросхем оно не должно превышать определенных значений

Формовка выводов прямоугольного поперечного сечения должна производиться с радиусом изгиба не менее удвоенной толщины вывода, а выводов круглого сечения — с радиусом изгиба не менее двух диаметров вывода (если в ТУ не указывается конкретное значение). Участок вывода на расстоянии 1 мм от тела корпуса не должен подвергаться изгибающим и крутящим деформациям. Обрезка незадействованных выводов микросхем допускается на расстоянии 1 мм от тела корпуса. В процессе операций формовки и обрезки не допускаются сколы и насечки стекла и керамики в местах заделки выводов в тело корпуса и деформация корпуса. В радиолюбительской практике формовка выводов может проводиться вручную с помощью пинцета с соблюдением приведенных мер предосторожности, предотвращающих нарушение герметичности корпуса микросхемы и его деформацию.

Интегральные схемы со штыревыми выводами устанавливают только с одной стороны печатной платы на расстоянии 1...3 мм от монтажной плоскости до корпуса платы (рис. 1). Этот зазор необходим для устранения перегрева микросхемы при пайке и для возможности нанесения защитного покрытия. Дня дополнительного механического крепления возможна установка ИМС на специальную подставку (рис. 2).

Если под корпусом микросхемы проходят проводники, то его устанавливают на плату с зазором (рис. 3) или на прокладку из стеклоткани толщиной 0,2…0,3 мм (рис. 4).
 

 


Рис. 1. Установка ИМС со штыревыми выводами на печатной плате

 


 

 

Рис. 2. Установка ИМС со штыревыми выводами на печатной плате с дополнительным механическим креплением

 


 

Рис. 3. Установка ИМС с плоскими выводами на печатной плате при наличии под корпусом печатных проводников: 1 - ИМС; 2 - контактная площадка; 3 - основание печатной платы; 4 - печатный проводник


Рис. 4. Установка ИМС на изолирующую прокладку; 1 - ИМС; 2 - контактная площадка; 3 - основание печатной платы; 4 - изолирующая прокладка
  Основные операции технологического процесса монтажа микросхем на печатной плате: входной контроль печатных плат и микросхем, формовка, обрезка и лужение выводов, установка микросхем на печатные платы, пайка выводов микросхем к контактным площадкам печатной платы, контроль электрических параметров, покрытие лаком, окончательный контроль.

 

Основным способом соединения микросхем с печатными платами является пайка выводов, обеспечивающая достаточно надежное механическое крепление и электрическое соединение выводов микросхем с проводниками платы.

Для получения качественных паяных соединений производят лужение выводов корпуса микросхемы припоями и флюсами тех же марок, что и при пайке. При замене микросхем в процессе настройки и эксплуатации производят пайку различными паяльниками с предельной температурой припоя 250° С, предельным временем пайки не более 2 с и минимальным расстоянием от тела корпуса до границы припоя по длине вывода 1,3 мм.

Качество операции лужения должно определяться следующими признаками:

  • минимальная длина участка лужения по длине вывода от его торца должна быть не менее 0,6 мм, причем допускается наличие «сосулек» на концах выводов микросхем;

  • равномерное покрытие припоев выводов;

  • отсутствие перемычек между выводами.

Расплавленный припой не должен попадать на стеклянные и керамические части корпуса.

Необходимо поддерживать и периодически контролировать (через 1,2 ч) температуру жала паяльника с погрешностью не хуже ± 5° С. Кроме того, должен быть обеспечен контроль времени контактирования выводов микросхем с жалом паяльника, а также контроль расстояния от тела корпуса до границы припоя по длине выводов. Жало паяльника должно быть заземлено (переходное сопротивление заземления не более 5 Ом).

Рекомендуются следующие режимы пайки выводов микросхем для различных типов корпусов:

  • максимальная температура жала паяльника для микросхем с планарными выводам 265° С, со штырьковыми выводами 280° С;

  • максимальное время касания каждого вывода жалом паяльника 3с; минимальное время между пайками соседних выводов 3 с;

  • минимальное расстояние от тела корпуса до границы припоя по длине вывода 1 мм;

  • минимальное время между повторными пайками одних и тех же выводов 5 мин.

При пайке корпусов микросхем с планарными выводами допускаются: заливная форма пайки, при которой контуры отдельных выводов полностью скрыты под припоем со стороны пайки соединения на плате; неполное покрытие припоем поверхности контактной площадки по периметру пайки, но не более чем в двух местах, не превышающих 15% от общей площади; наплывы припоя конусообразной и скругленной форм в местах отрыва паяльника; небольшое смещение вывода в пределах контактной площадки, растекание припоя (только в пределах длины выводов, пригодной для монтажа).

Растекание припоя со стороны корпусов должно быть ограничено пределами контактных площадок. Торец вывода может быть нелуженым. Монтажные металлизированные отверстия должны быть заполнены припоем на высоту не менее 2/3 толщины платы. Растекание припоя по выводам микросхем не должно уменьшать минимальное расстояние от корпуса до места пайки, т. е. быть в пределах зоны, пригодной для монтажа и оговоренной в технической документации. На торцах выводов допускается отсутствие припоя.

Через припой должны проявляться контуры входящих в соединение выводов. При пайке не допускается касание расплавленным припоем изоляторов выводов и затекание припоя под основание корпуса. Жало паяльника не должно касаться корпуса микросхемы.

Допускается одноразовое исправление дефектов пайки отдельных выводов. При исправлении дефектов пайки микросхем со штырьковыми выводами не допускается исправление дефектных соединений со стороны установки корпуса, на плату.

После пайки места паяных соединений необходимо очистить от остатков флюса жидкостью, рекомендованной в ТУ на микросхемы.

Все отступления от рекомендованных режимов лужения и пайки указываются в ТУ на конкретные типы микросхем.
Групповые методы пайки обычно применяют при одностороннем расположении навесных деталей на печатной плате. При двустороннем монтаже групповая пайка возможна только с одной стороны, а пайка с другой стороны производится монтажным паяльником.

Различают несколько типов групповой пайки: пайка погружением, пайка волной припоя, каскадная пайка, избирательная пайка.

Технологический процесс пайки печатных плат с односторонним монтажом методом погружения и волной припоя состоит из следующих этапов: обезжиривание, наклейка маски, пайка, удаление маски и остатков флюса, контроль.

Обезжиривание выполняют погружением платы со стороны монтажа в растворитель, состоящий из смеси спирта с бензином. Затем плату обдувают воздухом до полного высыхания. Участки и проводники платы, которые не подвергаются пайке, закрывают маской. Последнюю штампуют из бумажной ленты, покрытой костным клеем. В маске пробивают отверстия против мест пайки и базовые, маску приклеивают так, чтобы места пайки не выходили за пределы отверстий в маске.

При пайке погружением (рис.5) плату 3 устанавливают в приспособление 4 с вибрационной головкой и погружают на 4..6 с в расплавленный флюс (обычно 40% канифоли и 60 этилового спирта), а затем в припой 2, расплавленный при помощи нагревателя 1. Через 1 с после погружения включают вибратор 5, что создает условия для проникновения флюса и припоя в отверстия и способствует правильному оформлению пайки. Амплитуда вибрации устанавливается экспериментально для каждого типа и размера плат в пределах такого максимального значения, при котором не происходит разбрызгивания флюса и припоя. Время выдержки при температуре припоя 240°С составляет 6..11 с, а при температуре припоя 250°С 4...8 с. По окончании пайки плату извлекают из припоя и, не включая вибратор, выдерживают над ванной 5..7 с.



  Рис.5. Схема установки для пайки погружением: 1 - нагреватель; 2 - расплавленный припой; 3 - печатная плата с установленными элементами; 4 - установочное приспособление; 5 - вибратор; 6 - маска; 7 - изоляция

 
К недостаткам пайки погружением относятся коробление плат вследствие температурных деформаций, необходимость поддержания постоянной высоты уровня припоя в ванне и быстрое окисление расплавленного припоя.

Пайка волной припоя (рис. 6) не имеет этих недостатков. В ванне находится припой, расплавленный нагревателем 4. Печатная плата 2 проходит по гребню волны 1, которая создается подачей припоя через сопло крыльчаткой 3. Контакт платы с постоянным притоком припоя обеспечивает быструю передачу тепла, что сокращает время пайки.

 



 

Рис.6. Схема установки для пайки волной припоя: 1 - волна припоя; 2 – печатная плата с установленными элементами; 3 - крыльчатка; 4 - нагреватель; 5 – ванна

 

Для удаления маски плату погружают на 0,8...0,9 ее толщины в ванну с горячей (90 °С) водой и выдерживают до тех пop пока она не отклеится (2..3 мин). Затем плату обдувают горячим воздухом до полного высыхания.

Удаление флюса осуществляется погружением в ванну со смесью бензина (50%) и спирта (50%) на 2..4 мин.

3. ОБОРУДОВАНИЕ

1) электропаяльник; 2) кусачки; 3) пинцет; 4) припой; 5) канифоль; 6) плата; 7) микросхема.
^ 4. ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ
5. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет должен содержать:

1) Название работы;

2) Используемые материалы и инструмент;

3) Эскиз паяного изделия.

^ 7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ


  1. Что представляет собой интегральная микросхема? В чем особенности электрического монтажа ИМС?

  2. Что представляет собой групповая пайка?

  3. Какие методы групповой пайки вы знаете?

  4. Какие недостатки у пайки погружением?

  5. Из каких этапов состоит технологический процесс пайки печатных плат с односторонним монтажом методом погружения и волной припоя.

  6. Для чего используется вибратор при пайке погружением?

  7. Как устанавливают интегральные схемы со штыревыми выводами?

  8. Объясните принцип и достоинства пайки волной припоя.

  9. Как устанавливаются интегральные микросхемы в корпусах с планарными выводами?



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


Разработал: доктор техн. наук, профессор Данилкин Ф. А.

Рассмотрено Нормоконтроллер,

на заседании кафедры ЭВМ ответственный по

Протокол № ___________ стандартизации на

от "__" ___________ 2005 г. кафедре

Зав. кафедрой ЭВМ _______ В.Л. Токарев

________ В.С. Карпов "__" ___________ 2005 г.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconЛабораторная работа №9 Создание Web сервисов xml в среде asp. Net...
Они пригодны для развертывания и в Интернете, где они облегчают доступ к ресурсам организации, и в интрасетях для интеграции корпоративного...

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconЛабораторная работа №9 Создание Web приложений с базами данных в...
Посредством этого интерфейса приложения (как обычные, так и ориентированные на использование технологий Интернета) могут подключаться...

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconЛабораторная работа №8 Создание сценариев в среде Web сервера iis...
Интернета и создания asp приложений, с возможностями отладчика Microsoft Script Debugger для отладки asp приложений, а также с примерами...

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconПрограмма производственной практики для студентов направления подготовки:...
«Информатика и вычислительная техника», специальность подготовки: 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconМетодические указания для студентов по выполнению лабораторных работ...
Работа выполняется с целью изучения структуры микропроцессора (МП) кр580ВМ80А и практического овладения аппаратно программными средствами...

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconРабочая программа дисциплины операционные системы для подготовки...
...

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconЛабораторная работа №4 Использование Web сервисов xml в консольных...
Ознакомление с Web сервисами (Web-службами) xml и получение практических навыков создания и использования Web-сервисов на базе asp....

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconЛабораторная работа №5 Создание приложений asp. Net 0 на языке C#...
Ознакомление с технологией создания приложений asp. Net 0 и, в частности, с моделями кодирования Web-страниц, с механизмом обработки...

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconМетодические указания по выполнению контрольно-курсовой работы для...
Цели и задачи выполнения контрольно-курсовой работы

Методические указания для студентов направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» iconМетодические указания для студентов по выполнению лабораторных работ...
Бис программируемых таймеров в микропроцессорных системах. В работе изучаются основы структурной организации, функционирования бис...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница