Дорогие друзья сегодня я хочу поделиться своими соображениями о качестве пайки радиоэлементов на печатных платах.
Как известно, пайка стоит на первом месте в таблице расчета надежности устройства при расчете наработки на отказ, это самый ненадежный элемент, но к сожалению без него ( без пайки ) создать радиоэлектронное устройство практически не представляется возможным!!!
Есть несколько основных факторов, влияющих на качество пайки и как следствие определяющих надежность электронного устройства.
1. Подготовка поверхности вывода и его лужение на заводе-изготовителе. На этот параметр можно повлиять, проверить качество лужения и при неудовлетворительном результате зачистить выводы и произвести повторное лужение с соблюдением правил пайки данного радиоэлемента, не допуская его перегрева.
2. Качество лужения точек пайки на печатной плате. Лужение должно быть прочным. Методов лужения очень много и я не буду на них останавливаться.
3. Качество флюса, применяемого при пайке. Флюсов очень много, но хочу отметить, что после пайки они должны удаляться, особенно на платах где применяются элементы с полевыми транзисторами на входе, так как остатки флюса могут порождать токи утечки, что повлияет на качество работы ( самое плохое в том, что оно может проявиться через определенное время ).
4. Качество припоя, применяемого для пайки и его количество в каждой пайке. Качество припоя зависит от его состава и температуры во время пайки.
5. Растекаемость припоя и его прочность. Они так же зависят от его состава и здесь надо подбирать припой индивидуально.
6. Отверстия в плате. Вот на этом вопросе я и хочу заострить Ваше внимание!
Как отверстие в плате может повлиять на качество пайки вывода? Очень спорный вопрос, но постараюсь подробно объяснить несколько факторов, влияющих на качество пайки.
Так как разговор идет об изготовлении печатных плат кустарным или полукустарным способом пункт о металлизации отверстия упускаю. Металлизация сложный процесс, требующий применения специального оборудования для сверления с применением очень высоких оборотов и твердосплавных свёрл.
Первым приближением к металлизации является установка пустотелых пистонов или трубчатых стоек, но, к сожалению она подходит только для габаритных деталей.
А теперь подробнее рассмотрим влияние отверстий в плате на надёжность и прочность пайки.
На рисунке разреза платы показан запаянный вывод. Здесь надо обратить внимание на галтель 1. Она может быть маленькой или большой в зависимости от количества припоя при пайке. А размеры галтели 2 зависят от нескольких факторов: соотношение диаметра отверстия и диаметра вывода; залуженности вывода; залуженности и шероховатости края меди площадки. Как видно из рисунка минимальное расстояние между галтелями и определяет механическую прочность соединения. Следовательно, чем меньше разница диаметров отверстия и выводом, тем надежнее соединение. Рассмотрим второй вариант. Как влияет лужение вывода на прочность соединения. Если точнее, это зона лужения.
Как видно из рисунка, вывод залужен только в начале и в припое образовались узкие кольцевые зоны между галтелью 1 и галтелью 2. И если нижняя зона из-за большего диаметра имеет достаточную прочность, то у верхнего кольца прочность будет существенно меньше!
На этом участке показан вариант когда галтель 2 выпрямилась и прочность пайки стала ещё меньше. И здесь уже к недостаточной прочности добавился ещё один существенный фактор – увеличение переходного сопротивления пайки. Значит, если вывод работает со значительными токами – пайка будет испытывать нагрев с соответствующими последствиями…
А на этом рисунке показан самый худший вариант ( не отрицаю возможность ещё более худшего! ). Здесь галтели направлены друг к другу и внешне красивая пайка может вызвать отказ уже через несколько часов работы.
Из всего вышеизложенного напрашивается вывод, что если деталь имеет еще и значительный вес, и вибрирует во время работы, припой начнет трескаться и когда трещина станет кольцевая, начнется искрение. Вначале оно будет незаметное, но в работе устройства появятся сбои, а когда «прогар» станет существенным и «потянет» за собой отказ других элементов.
Возникает вопрос: а откуда вибрация если аппарат стоит на столе?
Все очень просто! Импульсные трансформаторы вибрируют ВСЕ!!! Просто мы этого не слышим! Но вибрация есть и от нее практически избавиться нельзя! Даже два проводника длиной несколько миллиметром, расположенные не далеко друг от друга, но по ним протекает ток одной обмотки или даже разных будут притягиваться или отталкиваться друг от друга. Совсем маленькая вибрация, но помноженная на частоту и длительное время уже даст результат, правда, отрицательный! А если учесть, что импульсный трансформатор компьютерного блока питания выдает 20 Ампер по одному напряжению и по другому, даже представить трудно как и с каким усилием весь участок схемы вибрирует.
Подведем итог всему, что написано. При ремонте блоков, содержащих импульсные трансформаторы всегда надо начинать с осмотра паек именно вибрирующих комплектующих. Пайка самый ненадежный элемент схемы!!!
Спасибо за прочтение!!! Надеюсь, что все написанное поможет начинающим и не только начинающим!!!
Желаю успехов в творчестве и при ремонте!!! И не забывайте, что вся СОЛЬ В ПАЙКЕ!!!
