Vypracovani otazek 2012

tavidla),předehřev,vlastní pájení(turbulentní,klidná vlna),chlazení.
Faktory:
Lidský faktor
Metoda procesu
Použité zařízení
Použitý materiál
39. Typy defektů po strojním pájení vlnou (min. 5) a hlavní příčiny (min. 5)
Konstrukční vady
Volba součástky
Návrh DPS
Vady z technologické přípravy výroby
Součástky – špatná pájitelnost, typ povrchové úpravy, skladování, nečistoty, kvalita pokovení
DPS – špatná pájitelnost, typ povrchové úpravy, skladování, nečistoty v pokovení
Chemická koroze
Difůze v tuhých látkách
Vznik intermetalických součástek
Degradace polovodičových součástek
Materiály pro pájení – nevhodný typ tavidla, pájecí pasty, nekompatibilní povrchy pájených kovů a pájky, nečistoty v pájce
Výrobní vady způsobené nesprávným procesem pájení
Odsmáčení a nesmáčení
Nedostatek pájky
Přebytek pájky
Můstky a pavučiny
Krápníky
Dírky v pájených spojích
Studený a prasklý spoj
Matný a zrnitý spoj
Skvrny na povrchu pájky
Opravárenské vady
Nevhodná technika opravy
Nesprávná volba materiálu
Provozní vady
Zvětšování odporu propojování
Snižování izolačního odporu
40. Výhody pájení přetavením pájecí pasty oproti strojnímu pájení vlnou (min.6). Nakreslete 2 typy přetavovacích profilů. Hlavní části přetavovacího profilu a co zejména hodnotíme při porovnávání teplotních profilů (min. 4 parametry).
Pájka a tavidlo se vhodným technologickým postupem aplikují pouze v místech kde je třeba
Úspora materiálu
Pájka a tavidlo se dávkují v přesně definovaném poměru
Je vyloučena nekontrolovatelná přítomnost nečistot, které se mohou dostat na pájený spoj při pájené vlnou
Pájecí proces probíhá bez teplotních rázů
Přesný technologický postup aplikace pasty umožňuje dosáhnout vyšší hustoty montáže
Oboustranná montáž SMD
41. 3 principy přestupu tepla a 3 hlavní metody pájení přetavením pájecí pasty, jejich přednosti a nevýhody. V které oblasti vidíte budoucnost kondenzačního pájení ve vakuu?
vedením
prouděním
zářením
metody pájení přetavením:
konvekční pájení -výhoda: Konvekční pece více vyhovují požadavkům VV DPS
-nevýhoda: menší účinnost, větší energetická zatížitelnost
infraohřev -výhoda: vysoká účinnost procesu
-nevýhoda: nehomogenní ohřev, který je způsoben barvou
pomocí laseru
42. Přednosti dusíkové ochranné atmosféry u pájecího procesu – zejména u strojního pájení vlnou - min. 5 a u pájení přetavením – min.3.
N2 výrazně redukuje tvorbu oxidů, rychlejší proces smáčení, snížení množství defektů po pájeni a reprodukovatelnější, kvalitnější i spolehlivější spoje
"no clean" nízkosušinová tavidla
větší technologické okno
Úspory:
ve spotřebě pájky snížení o 30 až 50%,
v údržbě snížení faktorem 10
ve zlepšené kvalitě (méně můstků)
v redukovaných požadavcích na čištění montážních celků
Zvětšení procesního okna:
ve volbě tavidla
v nárocích na čištění
ve smáčecích charakteristikách
zvyšuje roztékavost
zvyšuje smáčecí sílu
Jaké má N2 funkce při bezolovnatém pájení vlnou?
brání oxidaci pájecí slitiny ve vaně
snižuje povrchové napětí pájecí slitiny
snižuje oxidaci kovových povrchů, které se budou pájet
dodatečný přenos tepla u ručního pájení
43. Selektivní pájení – metody (min.3) a výhody selektivního pájení oproti klasickému strojnímu pájení vlnou.
pájení minivlnou
laserové pájeni
pájecí roboti
V podstatě se jedná o upravené vlnové pájení nebo pájení přetavením. Tvorba spojů však probíhá lokálně, na předem určených místech. Okolní plochy přitom zůstávají nedotčeny. Typické využití je například při pájení konektorů, patic, svorek, stínících krytů, těžko přístupných míst, neobvyklých součástek, teplotně málo odolných materiálů nebo naopak na místech s velkým odvodem tepla, atd.
44. Faktory ovlivňující spolehlivost pájeného spoje
proces by měl být optimalizován a správně řízen z pohledu optimálního přenosu tepla, efektivní pájecí doby a teploty, malá tepelná zátěž součástky a metalurgicky dobrý pájený spoj
Proces pájení ovlivňuje :
rozpouštění substrátu
strukturu a tloušťku IZ
morfologie pájeného spoje
škodlivé jsou vícenásobné tepelné expozice
quazi neomezené množství pájky i pájení s definovaným množstvím pájky je z hlediska aplikací zajímavé, jsou-li dodržovány úzké procesní parametry
pozornost musí být věnována nejen výsledkům pájení, ale i jevům, které způsobují křehnutí intermetalických sloučenin a mohou mít vliv na pevnost pájených spojů.
Vliv nečistot je nutno sledovat. Jen tak lze dosáhnout výborných smáčecích charakteristik.
Je-li zdůrazňována spolehlivost, musí být zdůrazněno i odpovídající dávkování tepla do každého pájeného spoje.
45. Klasifikujte vady pájeného spoje podle fáze vzniku.
Konstrukční vady
Volba součástek – typ pouzdra, povrchové úpravy vývodu, rozdíly mezi průměrem velikosti otvoru a průměrem vývodu
návrh DPS - pájecích plošek a otvorů, vodičů, izolační vzdálenosti
Vady z technologické přípravy výroby
součástky, DPS -pájitelnost, PÚ, nečistoty, skladování, kvalita pokovení
projevy dílčích degradačních mechanismů: chemická koroze, difůze v tuhých látkách, vznik intermetalických sloučenin, degradace polovodičových součástek
materiály pro pájení-nevhodný typ tavidla, pájecí pasty, nekompatibilní povrchy pájených kovů a pájky, nečistoty v pájce.
Výrobní vady způsobené nesprávným procesem pájení
odsmáčení a nesmáčení(dewettinga nonwetting)
nedostatek pájky (soldervoids)/přebytek pájky (excesssolder)
můstky a pavučiny (bridginga webbing), krápníky (icicles)
dírky vpájených spojích (blowholes)
studený a prasklý spoj (coldandcrackedjoint)
matný a zrnitý spoj (dullandgrainy)
skvrny na povrchu pájky (stains)
opravárenské vady
nevhodná technika opravy, nesprávná volba materiálu
provozní vady
zvětšování odporu propojení, snižování izolačního odporu
46. Ruční pájení, zásady práce s páječkou, údržba hrotů
Hlavní zásada: efektivní přenos tepla při optimálních pracovních teplotách. Cílem je dosažení co nejspolehlivějšího spoje volbou vhodného času a teploty.
Pro eutektickou pájku Sn63Pb37 s teplotou tání 183°C se doporučuje teplota hrotu asi o 80°C vyšší, kterou je nutno ale ještě povýšit o tepelné ztráty na DPS během vlastního pájecího procesu. Dále je nezbytné zvolit vhodný typ tavidla a pájecí slitiny v trubičkové pájce, zajistit dobrou pájitelnost spojovaných částí při respektování správné techniky ručního pájení.
Pro dlouhou životnost je vhodné dodržovat tato doporučení:
1) Používat co nejnižší pracovní teploty
2) Volit hrot s maximální kontaktní plochou
3) Volit hrot co možná nejkratší
4) Udržovat hrot pocínovaný a čistý bez oxidů
5) Používat pájku pro zlepšení přenosu tepla
6) Aplikovat trubičkovou pájku na spoj, ne na hrot
47. Napište alespoň 5 hlavních zásad pro demontáž součástek kontaktní metodou. a alespoň 5 hlavních zásad pro demontáž součástek bezkontaktní metodou.
bezkontaktní metoda:
součástku nepoškodit teplotně nebo mechanicky (včetně vývodů)
teplotně ani mechanicky nepoškodit montážní plošky, korespondující plošky i plošné vodiče nebo substrát
vyhnout se nadměrnému ohřevu okolních součástek nebo pájených spojů nad 150°C, nebezpečí rekrystalizace pájeného spoje
kontaktní metoda:
dobrý přenos tepla
48. Popište látky polární a látky nepolární a kde se vyskytují během výroby neosazené DPS a během montáže součástek na DPS. Popište alespoň 2 metody, jak budete vyhodnocovat tavidlové zbytky po pájení.
Proces čištění montážních a propojovacích struktur a sestav slouží k odstranění jak polárních, tak nepolárních látek, zpravidla tavidel
polární (aktivátory v tavidlech typu organických kyselin, aktivovaných pryskyřic (RA), zbytky solí po procesu leptání, případně pokovování desky plošného spoje, otisky prstů aj.)
nepolární (např. neaktivovaná kalafuna, zbytky syntetické pryskyřice, zbytky lepidel, oleje)
49. Podle čeho volíte čistící kapalinu na osazené montážní celky (min. 5 hledisek)? Čím doporučíte čištění tavidlových zbytků u tavidla typu ROL1, uveďte alespoň 2 čistící kapaliny. Uveďte alespoň 2 důvody proč čistit tyto tavidlové zbytky.
čistící účinnost na různé typy tavidel, lepidel i pájecích past
kompatibilita s různými povrchy DPS, součástek i tiskových šablon
technika čištěni (ponor, sprej, ultrazvuk), znalost podmínek čištění (teplota a doba čištění)
schopnost pronikat (penetrovat) pod součástky SMD (ovlivňuje ji povrchové napětí, viskozita a nášivost)
toxicita – nejenom negativní vliv na lidský organismus, ale také možný nepříznivý vliv na životní prostředí (narušování ozónové vrstvy)
spotřeba, cena
schopnost odstranit pájecí medium při kondenzačním pájení
rozpouštědlo
voda
Tavidlo by se mělo v průběhu pájení odpařit, když se tak nestane, vznikají tavidlové zbytky.
- čistota zvyšuje spolehlivost výrobku
Kontrola kvality
50. Kritéria pro volbu metody na kontrolu kvality (5), přednosti x-ray metody (5)
rychlost kontroly
rozlišovací schopnost
snadnost manipulace se vzorky
hloubka ostrosti (pro optické systémy)
zorné pole
minimalizace lidského faktoru
cena kontrolního systému
X-ray (rentgenová) metoda
použití tam kde nelze použít optickou kontrolu – odrazem
princip: transmisní metoda kontroly, kdy fokusované rentgenové paprsky záření prochází přes kontrolované objekty a vyhodnocuje se intenzita proniknutého záření (např. pod pouzdry BGA u VV DPS)
metoda 2D, tak i 3D laminární s prostorovým vyobrazením jednotlivých vrstev. Metoda se používá zejména na sledování strukturálních chyb. Např. zkraty/přerušení, špatná snášivost, nedostatek/přebytek pájky, ohnuté/zvednuté vývody, kontaminovaný spoj aj.
Výhody X-ray metody:
pozorování skrytých defektů
rychlá kontrola
velká rozlišovací schopnost
kontrola polarity
51. Mezioperační kontrola kvality - význam a metody provádění kontrol.
Technologická nekázeň
Zhoršená kvalita
Snížená spolehlivost
Metody:
Elektrický test neosazené DPS
2D, 3D vizuální kontrola
Vizuální kontrola
X-ray kontrola
Elektrický test IN-CIRCUIT
Elektrický test funkční

52. Vstupní kontrola neosazených DPS a výstupní kontrola osazených DPS, co kontrolujeme
Vstupní kontrola:
Ověřuje, že dodaný materiál (montážní propojovací struktury, součástky, pájecí pasta, lepidlo, tavidlo) vyhovuje příslušným normám
Kontroly:
Vizuální kontroly
Rozměrové kontroly
Chemické
Mechanické
Elektrické
Fyzikální diagnostika poruch
Výstupní kontrola:
Antistatická prevence (pracoviště, zásady, balení)
Montáž mechanických skupin
Vizuální kontrola – správné části i pořadí montáže
Montáž mechanických prvků
Montáž elektrických součástek: axiální, radiální, SMD
Pájení: zapájené spoje
Čistota: zbytky tavidel
Značení
Ochranné povlaky působení klimatických a mechanických vlivů
Mechanické rázy
Tepelné šoky
Vibrace, mechanické rázy aj.
Vlhké teplo
Suché teplo
53. Kontrola kvality – metody (min. 5), charakteristika metod, jejich přednosti a nedostatky
Vizuální a optické – optické hodnocení, porovnávání s daty uloženými v databázi při strojní kontrole
Laserové – bodová, 2D bodová a 2D rastrovací kontrola, kontrola tisku pájecí pasty, sledování komplanarity vývodů
Rentgenové
použití tam kde nelze použít optickou kontrolu – odrazem
princip: transmisní metoda kontroly, kdy fokusované rentgenové paprsky záření prochází přes kontrolované objekty a vyhodnocuje se intenzita proniknutého záření (např. pod pouzdry BGA u VV DPS)
metoda 2D, tak i 3D laminární s prostorovým vyobrazením jednotlivých vrstev. Metoda se používá zejména na sledování strukturálních chyb. Např. zkraty/přerušení, špatná snášivost, nedostatek/přebytek pájky, ohnuté/zvednuté vývody, kontaminovaný spoj aj.
Akustické – rastrovací akustická mikroskopie (SCAM)
Sledování odezvy ultrazvukového signálu
Princip: piezoelektrický měnič s fokusovaným zářením rastruje vzorek a sleduje odezvy signálu přijatého zevnitř vzorku. Odezvy se používají k modulaci jasu monitoru. Kvalita zobrazené struktury závisí na použité vlnové délce.
Elektrické testování DPS
In Circuint ( vnitro obvodové testování), ICT
Výhody
Rychlé testování
Identifikace závady
Lokalizace vadné součástky
Vysoká účinnost odhalení závad touto metodou až 90%
Nevýhody
Dlouhá příprava programu
Vysoká cena
Součástky nejsou testovány v dynamickém režimu
Funkční
Výhody
Jednoduché připojení desky
Prověření dynamických parametrů
Nevýhody
Obtížené a časově náročné určení závady
54. AOI – definice a co kontrolujeme (min.5)
AOI – automatická vizuální kontrola
Kontrola THT a SMT
Odhalení defektů typu:
Chyby pájení
Zkraty
Nezapájené spoje
Málo pájky
Chyby v součástkách
Chybějící
Otočení
zaměněné
55. Elektrické testování DPS, přednosti a nevýhody jednotlivých metod
In Circuint ( vnitro obvodové testování), ICT
Výhody
Rychlé testování
Identifikace závady
Lokalizace vadné součástky
Vysoká účinnost odhalení závad touto metodou až 90%
Nevýhody
Dlouhá příprava programu
Vysoká cena
Součástky nejsou testovány v dynamickém režimu
Funkční
Výhody
Jednoduché připojení desky
Prověření dynamických parametrů
Nevýhody
Obtížené a časově náročné určení závady
56. Vybavenost pracovního prostoru pro manipulaci s ESDS (součástkami citlivými na elektrostatický výboj)
Jde o pracovní prostor, v němž je omezen vznik elektrostatického pole nebo náboje.
Vybavení:
Podlahová krytina - vyžadována pro uzemnění osob
Pracovní stoly – z málo se nabíjejícího materiálu
Židle – z málo se nabíjejícího materiálu, bavlněný potah
Náramky – upevněny na zápěstí, spojeny propojovacím kabelem s 0,9 – 5 mega ohmovým rezistorem
Oděv, obuv, rukavice – z elektricky nevodivého materiálu, bavlna
Uzemňovací rozvod – pokud je to možné, musí se použít uzemnění napájecí sítě jako uzemňovací rozvod pro ESD
Uzemňovací svorka – musí být umístěna v blízkosti každého pracovního stolu nebo na povrchu a je určena pro připojení kabelu náramku
57. Zásady manipulace se součástkami citlivými na vlhko (MSL), co znamená LEVEL 4 na obalech PBGA?
Součástky přepravovány a skladovány v ochranných obalech proti vlhku. Uvnitř obalu silikagel pro pohlcování vlhkosti.
Pouzdra pro absorpci vlhka se děli do 6-ti kategorií (LEVEL 1 až LEVEL 6).
Pokud jsou pouzdra originálně balena je jejich skladovatelnost 12 měsíců při teplotě