УДК621.3.049.745.002
ПЛАВИНСКИЙ Э.И.
ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СВАРНОГО
МОНТАЖА КОМПОНЕНТОВ НА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ
РФЯЦ-ВНИИЭФ, 607190, г. Саров (Арзамас-16), Нижегородская обл., пр. Мира, 37, тел.: (83130)
40189, е-mail: assa@astra.vniief.ru
Предлагается экологически чистая технология сварного монтажа ИЭТ на ПП с
одновременным неразрушающим контролем качества каждого соединения,
разработанная в РФЯЦ-ВНИИЭФ. Технология обеспечивает повышенные
эксплуатационные характеристики соединения, при этом стоимость одного сварного
соединения в два раза ниже стоимости паяного соединения.
Как применяемые для пайки свинецсодержащие припои, так и средства
отмывки остатков флюсов с поверхностей смонтированных плат являются
токсичными веществами и их использование представляет собой серьезную угрозу
окружающей среде, так, предельно допустимая концентрация (ПДК) для свинца (Pb)
и его неорганических соединений в России составляет 0,01 мг/м3, для хлористого
метилена (СН2Cl2) - 0,05 мг/л, хладон-фреоновых смесей - 1 мг/м3.
Всем известным способам пайки присущи серьезные недостатки:
- повышенная экологическая опасность, так как требуется применение
токсичных свинецсодержащих припоев, паяльных паст и активных флюсов;
- после выполнения операции пайки обязательным является удаление
остатков флюсов (отмывки печатных узлов) с применением токсичных
растворителей на основе хлор-фторуглеводородов;
- требуется обязательное обезвреживание вредных отработанных моющих
смесей;
постоянное увеличение плотности монтажа радиоэлектронной аппаратуры
приводит к возникновению в процессе пайки трудноразличимых токопроводящих
перемычек из припоя нитевидного характера, что резко снижает надежность
соединений и приводит к значительным затратам на поиск дефектов и поддержание
работоспособности РЭА;

интерметаллическим соединениям на основе оловянносвинцовых припоев
присущи скрытые дефекты (раковины, поры, трещины, непропаи) и их надежность с
течением времени снижается.
Была разработана и опробована на реальных образцах эффективная система
неразрушающего контроля качества соединений непосредственно в процессе
монтажа. Разработанная система неразрушающего контроля основана на оценке
теплового излучения из зоны сварки и в максимальной степени учитывает все
факторы, определяющие качество сварного соединения.
Разработана оригинальная технология экологически чистого сварного
монтажа изделий электронной техники на печатных платах. Технология основана на
применении точечной конденсаторной сварки сопротивлением с односторонним
подводом сварочного тока и вложением энергии по определенному закону.
Технология экологически чистого сварного монтажа электронных
компонентов на печатные платы конкурентноспособна на рынке электронных
технологий, т.к. устраняет недостатки, присущие традиционным методам паяного
монтажа и имеет ряд отличительных достоинств:
Процесс является полностью экологически чистыми, как следствие:
- не требует использования в процессе монтажа токсичных свинецсодержащих
припоев, паяльных паст и активных флюсов:
- исключает операцию отмывки печатных узлов после монтажа от остатков флюсов
и, соответственно, не требует применения вредных хлор-фторсодержащих
растворителей;
- проведенные отборы проб воздуха в зоне сварного монтажа показывают полное
отсутствие выбросов каких-либо токсичных веществ в процессе сварки.
2. Обеспечивает повышение в 2 - 3 раза, по сравнению с традиционной
технологией пайки, электрических и механических параметров соединений.
3. По сравнению со всеми известными способами паяного монтажа
себестоимость одного сварного соединения снижается не менее чем в два раза за
счет резкого сокращения количества применяемых технологических и
вспомогательных материалов и исключения ряда операций (отмывка плат от
остатков флюсов, нейтрализация токсичных отходов, ручной контроль качества

соединений и т.д.), а также за счет отказа от применения специального
оборудования (контрольного, комплекса очистки сточных вод и пр.).
4. Объединение в едином комплексе всех основных операций сборочно-
монтажного
процесса
фактически
заменяет
дорогостоющую
линию
автоматизированной пайки, состоящую из набора отдельных установок и
обеспечивает резкое сокращение потребности в оборудовании и производственных
площадях.
5.
Легко
встраивается
в
существующие
производства
монтажа
радиоэлектронной аппаратуры, а также может быть адаптирована в состав
замкнутых технологических систем проектирования и монтажа РЭА.
Технические характеристики технологии сварного монтажа с одновременным
неразрушающим контролем качества соединений
Вид соединения выводов электронных
компонентов с контактными площадками
Сварка
печатных плат
Переходное сопротивление соединения
0,1 Ом
Рабочая температура
-60 ... + 120
Виброустойчивость
10 ... 2 000 Гц, 16 q
Тип печатных плат
Одно, двухсторонние, многослойные, гибкие
Шаг выводов компонентов, (мм)
1,25; 0,625; 0,5; 0,4; 0,315
(в перспективе до 0,1)
Производительность
до 5 соединений в сек
Экологическая чистота процесса
Полное отсутствие аэрозолей свинца и др.
вредных веществ в рабочей зоне монтажа
На рынок электронной техники и технологии могут быть представлены два
продукта:
- экологически чистая технология сварного монтажа изделий электронной
техники на печатных платах с одновременным неразрушающим контролем качества
соединений;
- автомат поверхностного сварного монтажа электронных компонентов на
печатных платах.
Разработанная
технология
позволяет
обеспечить
работоспособность
электронных блоков, реализованных с применением высокоплотного печатного
монтажа, в широком диапазоне механических и климатических воздействий.

Изготовлен лабораторный образец автоматизированной сварочной установки,
в основу которой положена идея экологически чистого сварного монтажа
электронных компонентов с одновременным неразрушающим контролем качества
соединений. Испытания образцов сварных соединений полностью подтверждают
правильность выбранных технологических решений и целесообразность
промышленного внедрения технологии.