Tehnologia lipirii moderne a componentelor electronice

ARGUMENT

Pe măsură ce aplicațiile electronicii se diversifica, încercarea de a-i da o definiție si de a-i marca teritoriul devine din ce in ce mai greu de realizat. S-ar putea spune, totuși, ca electronica este ansamblul tehnicilor si științelor care utilizează proprietățile electronilor si, în general, anumite particule pentru a primi, trata si transmite date.

Electronica este azi principalul „generator” de progres tehnic, în contextul industrial al țărilor dezvoltate, contribuind în mod hotărâtor la creșterea productivității muncii, la ridicarea calității produselor, la introducerea în fabricație a tehnologiilor noi, la perfecționarea metodelor de conducere și de organizare a producției.

Progresele rapide înregistrate in ultimul timp pe plan mondial, în elaborarea de componente microminiaturizate au fost concretizate în dezvoltarea, cu prioritate și în țara noastră, a domeniului echipamentelor și componentelor electronice.

Privind atât retrospectiv cât și în perspectivă dezvoltarea dinamică, ascendentă, a celor două mari ramuri ale industriei electronice - fabricația de componente și fabricația de echipamente electronice - asistăm la un profund și complex proces de transformări care relevă multiple mutații care au avut loc în structura industriei electronice, tendința evolutiv - istorică pe parcursul diferitelor etape de dezvoltare fiind ca fabricantul de componente electronice să preia din ce în ce mai multe sarcini ale fabricantului de echipamente.

Devenite din ce în ce mai specializate, cu performanțe electrice tot mai ridicate și cu siguranță în funcționare ridicată, componentele electronice au o largă utilizare în construcția de echipamente. De exemplu: calculatoare, televizoare, aparate radio, aparate foto, camere video. etc.

Generațiile care au urmat, au adăugat fiecare câte ceva la acest efort de eliberare a omului de activitățile dificile, obositoare, importanța dispozitivelor create fiind în directă evoluție cu nivelul cunoștințelor tehnice.

În această industrie numită electronică, o mare diversitate de elemente se asamblează prin lipire: conductoare filare (între ele, pe terminale / pini, pe conductoare imprimate, pe sașie, carcase etc.), componente electronice montate „în găuri” pe cablaje imprimate, componente montate pe suprafață, piese metalice de variate forme și dimensiuni (distanțiere, elemente de fixare/rigidizare, table etc.).

Procedeul de lipire se alege/adoptă în funcție de „ce se lipește, unde și când se lipește” - componente electronice - la asamblare sau la depanare, cu montarea în găuri sau pe suprafața cablajelor imprimate etc.; conductoare filare masive sau multifilare - la formarea capetelor sau la îmbinare etc.

În cea mai generală clasificare, procedeele de lipire pot fi:

- manuale, utilizate destul de frecvent la asamblare și întotdeauna la depanare;

- automate, utilizate numai la asamblare și de regulă la lipirea pe cablaje imprimate.

Capitolul I

1. LIPIREA. GENERALITĂȚI

În general lipirea în industria electronicii se poate realiza la rece sau la cald cu sau fără un material de adaos. Părțile metalice ale pieselor îmbinate reprezintă metalele de bază, iar metalul de adaos reprezintă aliajul de lipit. Acesta are temperatura de topire inferioară celei pe care o au metalele de bază ale pieselor îmbinate. Se menționează că îmbinarea părților metalice ale pieselor se poate face prin sudură, dar în acest caz are loc topirea acestora, pe când lipirea se face numai prin încălzirea lor și compactizarea mecano-electrică datorată aliajului de lipit.

Se precizează că în zona de lipire este necesar să se realizeze încălzirea la o temperatură care să asigure fluidizarea aliajului de lipit și totodată curgerea acestuia în spațiile libere dintre suprafețele metalelor ce urmează a fi lipite. Concomitent, se încălzesc straturile superficiale ale metalelor de bază. Atomii din rețeaua cristalină a aliajului topit capătă energii mari și intră în contact nemijlocit cu atomii metalului de bază. în acest fel, în interiorul rețelei cristaline au loc schimbări datorită solubilității reciproce dintre aliajul topit și metalul pieselor de bază.

Apare fenomenul de „umezire” a metalelor de bază, de către aliajul de lipit. Tensiunile superficiale de la suprafețele metal solid-aliaj lipire trebuie să fie minime, pentru a obține o „umezire” bună ale pieselor metalice ce urmează a fi lipite. Pentru ca forța de atracție metale de bază-aliaj topit să fie maximă este necesar ca, în procesul de lipire, suprafețele metalelor de bază să fie protejate contra oxidării, care are loc datorită încălzirii. Pentru acest lucru, locul lipirii se acoperă cu un flux decapant, care formează o barieră lichido-gazoasă între metalele de bază și aer. Fluxul decapant mai are rolul de a dizolva straturile peliculare de oxizi, favorizând „umezirea” metalelor de bază cu aliajul de lipit.

Aliajul de lipit în stare fluidă, ca orice lichid care „umezește”, are proprietăți de capilaritate și în acest fel el pătrunde în interstițiile dintre piesele care se lipesc. Atunci când suprafețele metalelor de bază prezintă o rugozitate mai mare, acest lucru provoacă fenomenul de capilaritate și astfel „umezirea” este mult favorizată.

Când rugozitatea pieselor metalice prezintă o serie de caroiaje care se inter­sectează în multe părți, „umezirea”-metalelor de bază se face în condiții optime, fapt care permite în final obținerea unei lipiri de bună calitate. Se menționează că o rugozitate prea mare nu este de dorit, deoarece în acest caz „umezirea” metalelor de bază va fi limitată.

Pentru realizarea lipiturilor între părțile metalice ale componentelor, fapt întâlnit în mod frecvent la realizarea montajelor electronice, sunt necesare următoarele:

-sursa de energie termică necesară atât încălzirii părților metalice ale pieselor și a aliajului de lipit;

-fluxul decapant, care are rolul de facilitare a lipirii;

-aliajul de lipit care constă in fludor sau orice alt component.