Очистка заготовки, сверловка

После завершения травления и промывки платы необходимо очистить ее поверхность от защитного покрытия. Сделать это можно каким-либо органическим растворителем, например, ацетоном.

Далее необходимо просверлить все отверстия. Сверление - один из самых распространённых методов получения отверстий резанием. Режущий инструмент - сверло, которым можно получать отверстия в сплошном материале (сверлением), а также увеличивать диаметр уже просверленного отверстия (рассверливанием).

При сверловке обрабатываемую деталь закрепляют на столе сверлильного станка прихватами, в тисках, на призмах и т. п., а сверлу сообщают два совместных движения - вращательное и поступательное (направление вдоль от сверла). Вращательное движение сверла называется главным (рабочим) движением, или движением резания, а поступательное, - движением подачи.

Сверлильные станки по технологическому признаку подразделяются на несколько основных типов: вертикально-сверлильные; одношпиндельные полуавтоматы; многошпиндельные полуавтоматы; радиально-сверлильные; горизонтально-сверлильные (расточные) и разные сверлильные.

3.5 Нанесение флюса, лужение

Следующим этапом является покрытие платы. Можно использовать специальные флюсы промышленного изготовления (лучше всего смываемые водой или вообще не требующие смывания) либо просто покрыть плату слабым раствором канифоли в спирте. Плата погружается в расплав, а затем вынимается с одновременным удалением излишков припоя ракелем из твердой резины.

3.6 Пайка

Одним из основных элементов электромонтажных и радиомонтажных работ является пайка. Качество монтажа во многом определяется правильным выбором необходимых припоев и флюсов, применяемых при пайке проводов, сопротивлений, конденсаторов и т. п.

Пайка - сложный физико-химический процесс получения соединения в результате взаимодействия твердого паяемого (основного) и жидкого присадочного металла (припоя).

Таблица 1.1 – Паяное соединение

Паяемый металл

Диффузионная зона

Прикристаллизованная зона

Спай

Прикристаллизованная зона

Диффузионная зона

Паяемый металл

Паяное соединение неоднородно по строению и составу. Паяный шов включают в себя спаи, диффузионные зоны и место припоя кристаллизовавшегося в зазоре между деталями с прикристаллизованными ионами.

Спай – переходный слой, образующийся в результате вследствие физико-химического взаимодействия расплавленного припоя с паяемым металлом. Контактная поверхность плавится в результате теплообмена с припоем.

Диффузионная зона – результат взаимной диффузии припоя и паяемого

металла.

Прикристаллизованная зона – результат концентрирования в области спая тугоплавких компонентов при кристаллизации расплава.

Прочностные характеристики паяного соединения определяется возникновением химических связей между пограничными слоями припоя и паяемого металла, а также сцеплением частиц внутри припоя или паяемого металла между собой.

Особенности процесса кристаллизации вызваны:

- малым зазором (0,05…0,07 мм) между деталями;

- различием химических составов припоя и паяемого металла;

кратковременностью физико-химических взаимодействий между

соединяемыми металлами расплавом припоя и газовой средой.

Вследствие малого зазора, в процессе пайки между деталями образуется незначительное количество жидкого припоя, активно взаимодействующего с паяемыми металлами. В жидкий припой, вследствие диффузии, попадают примеси, а в металл переходят некоторые компоненты припоя. Изменение жидкой фазы приводит к изменению структуры металла шва и температуры кристаллизации.

Кристаллизацию шва рассматривают как двустороннее, направленное к центру, заращивание зазора. Характер кристаллизации определяется скоростью остывания и величиной зазора.

При пайке получают соединения с межатомными связями с помощью нагрева их до температуры ниже температуры их автономного плавления, смачиванием поверхностей расплавом припоя с дальнейшим затеканием его в зазор и кристаллизацией. При этом имеет место взаимодействие.

Получение паяного соединения состоит из нескольких этапов:

- предварительная подготовка паяемых соединений;

- нагрев соединяемых деталей до температуры ниже температуры

- плавления паяемых деталей;

- удаление окисной плёнки с поверхностей паяемых металлов с

помощью флюса;

- введение в зазор между паяемыми деталями жидкой полоски

припоя;

- взаимодействие между паяемыми деталями и припоем;

- кристаллизация жидкой формы припоя, находящейся между

спаиваемыми деталями.

Пайкой можно соединять любые металлы и их сплавы. В качестве припоя используются чистые металлы (они плавятся при строго фиксированной температуре) и их сплавы (они плавятся в определенном интервале температур).

3.7 Припои

Припоями называются металлы и их сплавы, применяемые для пайки и лужения (лужение - процесс нанесения на паяемые детали тонкого слоя припоя для улучшения смачиваемости деталей при пайке) и имеющие температуры плавления паяемых металлов.

Припои должны отвечать следующим требованиям:

- обладать высокой жидкотекучестью и смачивающей

способностью;

- интенсивно проникать в зазор между деталями;

- обеспечивать прочную связь металлов в зоне спая при

статических и знакопеременных нагрузках;

- иметь высокую коррозийную стойкость.

Припои классифицируют по следующим признакам:

- химическому составу;

- температуре плавления;

- технологическим свойствам.

По химическому составу припои делятся на свинцово-оловянные, серебряные, медно-фосфорные, цинковые, титановые и др.

По температуре плавления делятся на низкотемпературные t<450°C и высокотемпературные t>450°C.

По техническим свойствам делятся на самофлюсующиеся (частично удаляют окислы с поверхности металла) и композиционные (состоят из тугоплавких и легкоплавких порошков, позволяющих производить пайку с большими зазорами между деталями).

3.8 Мягкие припои

Пайка мягкими припоями получила широкое распространение, особенно при производстве монтажных работ. Наиболее часто применяемые мягкие припои содержат значительное количество олова.

При выборе типа припоя необходимо учитывать его особенности и применять в зависимости от назначения спаиваемых деталей. При пайке деталей, не допускающих перегрева, используются припои, имеющие низкую температуру плавления.

Наибольшее применение находит припой марки ПОС-40. Он применяется при пайке соединительных проводов, сопротивлений, конденсаторов. Припой ПОС-30 используют для пайки экранирующих покрытий, латунных пластинок и других деталей. Наряду с применением стандартных марок находит применение и припой ПОС-60 (60% олова и 40% свинца).

Мягкие припои изготовляются в виде прутков, болванок, проволоки (диаметром до 3 мм) и трубок, наполненных флюсом. Технология указанных припоев без специальных примесей несложна и вполне осуществима в условиях мастерской: свинец расплавляют в графитовом или металлическом тигле и в него небольшими частями добавляют олово, содержание которого определяют в зависимости от марки припоя. Жидкий сплав перемешивают, снимают нагар с поверхности и расплавленный припой выливают в деревянные или стальные формочки. Добавление висмута, кадмия и других присадок не обязательно.

Для пайки различных деталей, не допускающих значительного перегрева, применяются особо легкоплавкие припои, которые получают добавлением в свинцово-оловянные припои висмута и кадмия или одного из этих металлов. В таблице 1.3 приведены составы некоторых легкоплавких припоев.

При использовании висмутовых и кадмиевых припоев следует учитывать, что они обладают большой хрупкостью и создают менее прочный спай, чем свинцово-оловянные.

Таблица 1.3 – Легкоплавкие припои

Химический состав в %	Температура плавления оC
Олово	Свинец	Висмут	Кадмий
			__
			__
			__
			__
			__
12,5			12,5

3.9 Твердые припои

Твердые припои создают высокую прочность шва. В электро и радиомонтажных работах они используются значительно реже, чем мягкие припои.

В зависимости от содержания цинка изменяется цвет припоя. Эти припои применяются для пайки бронзы, латуни, стали и других металлов, имеющих высокую температуру плавления. Припой ПМЦ-42 применяется при пайке латуни с содержанием 60—68% меди. Припой ПМЦ-52 применяется при пайке меди и бронзы. Медно-цинковые припои изготовляются путем сплавления меди и цинка в электропечах, в графитовом тигле. По мере расплавления меди в тигель добавляют цинк, после расплавления цинка добавляется около 0,05% фосфорной меди. Расплавленный припой разливается в формочки. Температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления припаиваемого металла. Кроме указанных медно-цинковых припоев, находят применение и

Серебряные припои. Серебряные припои обладают большой прочностью, спаянные ими швы хорошо изгибаются и легко обрабатываются. Припои ПСР-10 и ПСР-12 применяются для пайки латуни, содержащей не менее 58% меди, припои ПСР-25 и ПСР-45 — для пайки меди, бронзы и латуни, припой ПСР-70 с наиболее высоким содержанием серебра — для пайки волноводов, объемных контуров и т. п.

Первый из них применяется для пайки меди, стали, никеля; второй,

обладающий высокой проводимостью— для пайки проводов; третий может применяться для пайки меди, но не пригоден для черных металлов; четвертый припой обладает особой легкоплавкостью, является универсальным для пайки меди, ее сплавов, никеля, стали. В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь с температурой плавления 1083°С. 1.6 Припои для пайки алюминия

Пайка алюминия вызывает большие затруднения вследствие его способности легко окисляться на воздухе. В последнее время находит применение пайка алюминия с помощью ультразвуковых паяльников.

При пайке алюминия в качестве флюсов применяют органические вещества: канифоль, стеарин и т. п.

Последний припой (твердый) применяется со сложным флюсом, в состав которого входит: хлористый литий (25-30%), фтористый калий (8-12%),

хлористый цинк (8-15%), хлористый калий (43-59%). Температура плавления

флюса около 450°С.

Ниже фотографии собранных модулей, На фотографии индикатор типа ACM1602K-FL-GBH-02 (Рисунок 4-6).

Рисунок 4-Аудиопроцессор

Рисунок 5 - Микросхема с микроконтроллером

Рисунок 6-Темброблок с микроконтроллерным управлением TDA8425