Глоссарий

"BGA-компонент (Ball Grid Array) — тип корпуса компонента, имеющий матрицу шариковых выводов на нижней стороне. Преимуществом BGA-компонентов является высокая плотность выводов, что позволяет размещать достаточно сложные микросхемы на относительно небольшой площади. Современные BGA-компоненты содержат до полутора тысяч выводов с шагом до 0,4 мм.

BGA-компоненты — одни из самых сложных изделий с технологической точки зрения, что обусловлено необходимостью прогрева компонента под корпусом при монтаже, а также затрудненной инспекцией, требующей применения рентгеновского контроля."

"THT-монтаж (Through hole technology) — метод монтажа компонентов на печатную плату, при котором выводы компонентов устанавливаются в сквозные отверстия платы и припаиваются к контактным площадкам и/или металлизированной внутренней поверхности отверстия.

Синонимы: выводной монтаж, монтаж в отверстия, штырьковый монтаж"

Адгезив (Adhesive) — материал для склеивания: клей, смола, цемент и другие.

Апертура (Aperture) — отверстие в трафарете, размер которого соответствует требуемому отпечатку паяльной пасты на печатной плате.

Бессвинцовая технология (Lead-free technology) — технология изготовления радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) без применения свинца. Переход на бессвинцовую технологию обусловлен введением в Европе законодательных актов, ограничивающих использования свинца в электронике из-за сложности его утилизации. Исключение составляет техника специального назначения. В России подобных ограничений нет, но отечественные производства вынуждены переходить на бессвинцовую технологию, так как ряд компонентов уже не поставляется в свинцовосодержащем исполнении. Этот фактор стал причиной появления «смешанной» технологии, когда в одном производственном процессе осуществляется монтаж как свинцовосодержащих, так и бессвинцовых компонентов.

Вакуумная камера (Vacuum chamber) — камера, применяемая для удаления пустот из паяных соединений, используется, например, в системах пайки в паровой фазе.

Влагозащитное покрытие (Conformal Coating) — покрытие, предназначенное для защиты печатных узлов от внешних воздействий окружающей среды и механических воздействий при эксплуатации, что существенно увеличивает срок службы печатных узлов. В основном есть четыре основных метода нанесения такого покрытия: погружением, селективное нанесение автоматом, распыление и нанесение кистью.

Синоним: конформное покрытие.

Вывод (Termination, Pin) — контактная поверхность компонента для соединения с контактной площадкой на плате.

Выводной монтаж (Through hole technology, THT) — метод монтажа компонентов на печатную плату, при котором выводы компонентов устанавливаются в сквозные/монтажные отверстия платы и припаиваются к контактным площадкам и/или металлизированной внутренней поверхности отверстия.

Синонимы: монтаж в отверстия, штыревой монтаж, THT-монтаж.

"Вязкость (Viscosity) — один из важнейших параметров таких материалов, как паяльная паста, компаунды, конформные (влагозащитные) покрытия, материалы подзаливки (Underfill), герметики и прочие, оказывающий влияние на способ нанесения, технологические параметры и качество нанесения материала.

Наиболее распространенные методы определения вязкости — методы Брукфильда и Малкома. Описание методов приводится в стандарте IPC-TM-650.

В международной системе единиц (СИ) динамическая вязкость измеряется в Паскаль-секундах [Па·с], существуют также внесистемные величины измерения динамической вязкости. Наиболее распространенная в системе СГС – пуаз [П] и ее производная сантипуаз [сП]."

Галтель паяного соединения (Solder fillet) — форма застывшего припоя, формирующего паяное соединение на печатных платах.

Градиент температуры (Thermal gradient) — скорость роста температуры на поверхности печатного узла при пайке.

Двойная волна (Dual wave) — разновидность пайки волной припоя, при которой последовательно применяются две волны припоя: ламинарная и турбулентная. Применяется для изделий на базе смешанного монтажа.

Дозирование (Dispensing) — метод селективного нанесения, применяемый для нанесения заданных доз материала на основание из шприца.

Зазор в технологии дозирования (Needle distance, Z-height) — расстояние между печатной платой и наконечником при дозировании, которое является одним из ключевых факторов правильного нанесения доз материала с высокой повторяемостью.

Зазор в технологии трафаретной печати (Snap-off distance, Print gap) — зазор между трафаретом и печатной платой, определяющий способ нанесения пасты: контактный (с нулевым зазором, трафарет полностью прилегает к печатной плате) и бесконтактный (с наличием зазора).

Закупоривание трафарета (Stencil clogging) — нарушение в выполнении операции трафаретной печати, при котором материал полностью или частично не проходит через апертуру.

Затекание пасты под трафарет (Bleed-out) — дефект трафаретной печати, возникающий из-за большого усилия ракеля, низкой вязкости пасты и проч. Затекшая на обратную сторону трафарета паста после оплавления припоя может стать причиной образования перемычек и загрязнения поверхности платы.

Затекание припоя (Solder wicking) — дефект пайки оплавлением, при котором припой затекает вверх по выводам компонента либо остается на контактной площадке, не образуя паяного соединения. Причинами дефекта может быть недостаточная смачивающая способность припойной пасты.

Зона оплавления (Reflow zone) — зона температурного профиля пайки или печи, в которой происходит оплавление припоя.

Зона предварительного нагрева (Preheat zone) — зона температурного профиля пайки или печи, в которой сборка выдерживается для подсушивания и испарения растворителя из паяльной пасты, а также подогрева компонентов перед пайкой.

Кавитация (Cavitation) I — дефект процесса дозирования, вызванный подачей слишком маленькой дозы материала по сравнению со скоростью вращения винта в шнековом дозаторе из-за чего возникают пропуски при подаче материала по винту, образуется прерывистый поток материала из наконечника.

II — эффект, возникающий в результате местного понижения давления в жидкости при прохождении ультразвуковой волны в процессе отмывки. Заключается в образовании в объеме пузырьков (каверн), которые затем «схлопываются», образуя ударную волну.

Компьютерная радиография CR; система с запоминающей фосфорной пластиной (computed radiography CR, storage phosphor imaging plate system) — полноценная система, включающая в себя запоминающую фосфорную пластину (IP) и соответствующее устройство считывания (сканер или считыватель), которое преобразует информацию с IP в цифровое изображение (ГОСТ ISO 17636-2-2017).

Конденсационная пайка (Condensation soldering) — технология пайки оплавлением, при которой передача тепла сборке происходит вследствие конденсации насыщенного пара, образующегося при кипении жидкости на основе фтороуглерода.

Синоним: пайка в паровой фазе

Конформное покрытие (Conformal Coating) — покрытие, предназначенное для защиты печатных узлов от внешних воздействий окружающей среды и механических воздействий при эксплуатации, что существенно увеличивает срок службы печатных узлов. В основном есть четыре основных метода нанесения такого покрытия: погружением, селективное нанесение автоматом, распыление и нанесение кистью.

Синоним: влагозащитное покрытие

Координатная метка (Fiducial) — геометрический элемент на поверхности монтажного основания, трафарета или корпуса компонента, служащий для повышения точности совмещения выводов компонента с контактными площадками при установке или трафарета при совмещении с монтажным основанием. Считывая положение реперных знаков, система технического зрения автомата вносит коррекцию в свою систему координат, компенсируя различия между измеренным и номинальным положением знака.

Синоним: реперный знак

Малый шаг (Fine pitch) — шаг выводов электронного компонента, равный или меньший 0,65 мм (fine pitch). Различают компоненты со сверхмалым шагом — менее 0,4 мм (ultra fine pitch). Использование компонентов с малым шагом приводит к необходимости использования высокоточных процессов монтажа.

Матричный поддон (Tray) — упаковка электронных компонентов, преимущественно микросхем, в корпусах QFP, BGA и подобных, требующих бережного обращения. Стандартизованы JEDEC — комитетом инженеров, специализирующихся в области электронных устройств.

Монтаж в отверстия (Through hole technology, THT) — метод монтажа компонентов на печатную плату, при котором выводы компонентов устанавливаются в сквозные отверстия платы и припаиваются к контактным площадкам и/или металлизированной внутренней поверхности отверстия.

Синонимы: выводной монтаж, штыревой монтаж, THT-монтаж

Надгробный камень (Tombstoning) — дефект пайки оплавлением, при котором компонент поднимается с какой-либо стороны подобно надгробному камню, образуя паяное соединение только с одной стороны компонента.

Непропай (Solder skip) — дефект паяного соединения, возникающий вследствие недостаточного количества припоя, нарушения режимов пайки.

Обратное давление (Back pressure) — сопротивление истечению материала из шнекового дозатора, возникающее тогда, когда давление в области перед наконечником и давление, создаваемое винтом дозатора, отличаются друг от друга.

Обугливание печатной платы (PCB charring) — дефект пайки оплавлением из-за превышения допустимой температуры в зоне оплавления.

Органическая модель (NURBS модель) — электронная геометрическая модель изделия сложной формы, поверхность которой описывается математически неоднородными рациональными B-сплайнами, (англ. Non-uniform rational B-spline - NURBS). Используется в моделировании гладких изделий, а также при порождающем проектировании.

Отмывка печатных плат (Cleaning) — технологическая операция, во время которой происходит удаление загрязнений и остатков технологических материалов после сборки и пайки.

Пайка в паровой фазе (Vapor phase soldering) — технология пайки оплавлением, при которой передача тепла сборке происходит вследствие конденсации насыщенного пара, образующегося при кипении жидкости на основе фтороуглерода.

Синоним: конденсационная пайка

Пайка волной припоя (Wave soldering) — технология пайки, предназначенная как для групповой пайки компонентов, монтируемых в отверстия, так и для смешанного монтажа. Плата устанавливается на конвейер и последовательно проходит области флюсования, предварительного нагрева и пайки. Пайка осуществляется с помощью волны расплавленного припоя, создаваемой в ванне под нижней плоскостью печатной платы с помощью помпы. Форма волны припоя может быть различной и зависит от применяемой модели оборудования. Для изделий на базе смешанного монтажа применятся двойная волна припоя.

Пайка оплавлением (Reflow soldering) — метод пайки, который заключается в оплавлении припоя, содержащегося в предварительно нанесенной на контактные площадки паяльной пасте. Расплавленный припой смачивает поверхности контактной площадки и установленного на плату компонента, образуя при затвердевании паяное соединение в форме галтели.

Пайка оплавлением с инфракрасным нагревом (Infrared reflow soldering) — технология пайки оплавлением, при которой источником теплоты служат инфракрасные нагреватели, установленные в печи оплавления.

Паровое облако (Vapor cloud) — облако пара, образующееся при испарении рабочей жидкости в процессе пайки в паровой фазе и целиком накрывающее паяемое изделие.

Паяемость (Solderability) — свойство контактной площадки, вывода компонента, характеризующееся способностью данного элемента смачиваться расплавленным припоем и образовывать прочное паяное соединение.

Паяное соединение (Solder joint) — неразъемное соединение, выполненное пайкой с помощью припоя.

Перемычка припоя (Solder bridging) — дефект процесса трафаретной печати, пайки оплавлением, который заключается в образовании непредусмотренного паяного соединения между соседними контактными площадками или выводами.

Пиковая температура в процессе оплавления (Peak reflow temperature) — максимальная температура, которой в процессе оплавления подвергается печатная плата и компоненты. Имеет нижний и верхний пределы. Нижний предел — минимальная температура, необходимая для получения надежных паяных соединений. Верхний предел — максимальная температура, при которой не происходит повреждение печатных плат и электронных компонентов.

Пневматический дозатор (Time/pressure dispenser) — шприц с иглой на конце, в который нагнетается воздух. Давление на материал осуществляется через специальный поршень, который плотно прилегает к стенкам шприца и эффективно распределяет давление на материал. Пневматические дозаторы в основном применяются там, где не требуется высокая повторяемость нанесения.

Поршневой дозатор (Positive displacement pump) — поршень, осуществляющий точное вертикальное перемещение с помощью сервопривода постоянного тока и датчика положения. Поршень изменяет объем дозирующего резервуара, который заполняется из шприца. Движение поршня в резервуаре вызывает эквивалентную подачу материала через наконечник.

Припой (Solder) — технологический материал, применяемый для образования паяного соединения в технологиях пайки электронных компонентов и других деталей на монтажные основания, герметизации, присоединения выводов и пр.

В настоящее время в производстве электроники находят применение несколько основных типов припоя: традиционные, для предотвращения эффекта «надгробного камня», бессвинцовые. Традиционные припои – это, главным образом, оловянно-свинцовые эвтектические припои или близкие к ним. Для технологии поверхностного монтажа рекомендуется применять паяльные пасты на основе припоя Sn62/Pb32/Ag2. Серебро добавляется для предотвращения миграции серебра, используемого при производстве чип-компонентов, в припой и для повышения прочности паяного соединения.

Для предотвращения эффекта «надгробного камня» применяется паяльная паста со специальным припоем типа 63S4 (Sn62,5/Pb36,5/Ag1). Сплав 63S4 получается путем смешивания частиц припоя с разными размерами (типа 3 и типа 5 по стандарту J-STD-005) и разными сплавами Sn62 и Sn63. Частицы меньшего диаметра с более низкой температурой плавления (179 °C) расплавляются быстрее, чем более крупные частицы сплава Sn63 (183 °C), в этом случае изменение сил поверхностного натяжения происходит медленнее и равномернее, чем у эвтектических припоев. В результате испытаний было установлено, что количество дефектов типа «надгробного камня» в таком случае сокращается в десятки раз по сравнению с традиционными припоями.

Бессвинцовые припои Sn95,5/Ag3,8/Cu0,7 с температурой плавления 217 °C позволяют заменить традиционный припой Sn62/Pb32/Ag2 по электрическим и механическим параметрам. Бессвинцовые сплавы обладают высокой прочностью по сравнению со сплавами олово-свинец, более высокой устойчивостью к термоциклированию и рекомендуются для пайки компонентов с разными тепловыми коэффициентами линейного расширения. Главные недостатки этих сплавов: матовость паяных соединений, высокая цена из-за большого содержания олова и серебра и высокая температура плавления, требующая увеличения температуры пайки до 245-260 °C.

Ракель (Squeegee) — технологическая оснастка, применяемая в трафаретной печати для продавливания наносимого материала в апертуры трафарета при горизонтальном перемещении ракеля по поверхности трафарета.

Рама для трафарета (Stencil frame) — специальная рама, закрепляющая трафарет для использования в установках печати. Рама обеспечивает необходимую плоскостность и натяжение трафарета для равномерного распределения паяльной пасты по всем апертурам, недопущения смещения рисунка апертур трафарета относительно контактных площадок.

Реболлинг (reballing) — процесс восстановления матрицы шариковых выводов на нижней стороне корпуса компонента взамен поврежденных при операции его демонтажа. Для подавляющего большинства электронных компонентов в корпусах типа BGA операция демонтажа необратимо повреждает его выводы, и операция их восстановления становится абсолютно необходимой, если данный электронный компонент предполагается использовать вновь.

Синоним: восстановление шариковых выводов компонентов BGA

Реперный знак (Fiducial) — геометрический элемент на поверхности монтажного основания, трафарета или корпуса компонента, служащий для повышения точности совмещения выводов компонента с контактными площадками при установке или трафарета при совмещении с монтажным основанием. Считывая положение реперных знаков, система технического зрения автомата вносит коррекцию в свою систему координат, компенсируя различия между измеренным и номинальным положением знака.

Сателлиты (Satellites) — дефект процесса дозирования, представляющий собой образование маленьких отдельных точек материала, окружающих основную дозу.

Селективная пайка (Selective soldering) — процесс избирательной пайки отдельных компонентов на плату. Пайка компонентов селективным методом осуществляется в локальных точках платы, не воздействуя на остальные, что позволяет применять данную технологию при пайке двухсторонних плат с плотным монтажом, компонентами с расположением выводов под корпусом, мелким шагом пр.

Смачиваемость (Wettability) — в поверхностном монтаже – это параметр при пайке, характеризующий степень сцепления ПП с паяльной пастой.

Струйный (каплеструйный) дозатор (Jetting dispenser) — вид дозатора, в котором материал подается в камеру, где поршень продавливает материал через специальную насадку. Конструкция головки и скорость перемещения поршня каплеструйного дозатора сильно отличает его от поршневых дозаторов. Основное отличие состоит в использовании специальной насадки (вместо иглы), в которую упирается поршень при продавливании материала.

Температурный градиент (Thermal gradient) — скорость роста температуры на поверхности печатного узла при пайке.

Синоним: градиент температур

Температурный профиль, термопрофиль (Temperature Profile) — зависимость изменения температуры от времени при пайке. Температурный профиль пайки состоит из четырех стадий: предварительного нагрева, стабилизации (зоны температурного выравнивания), оплавления и охлаждения.

Трафарет (Stencil) — технологическая оснастка, применяемая при нанесении материала на печатную плату методом трафаретной печати. Трафарет представляет собой фольгу из нержавеющей стали или меди, в которой лазером либо травлением выполняются отверстия – апертуры. Расположение и размер апертур соответствует требуемым отпечаткам паяльной пасты на печатной плате.

Трафаретная печать (Stencil Printing) — нанесение заданного количества паяльной пасты на контактные площадки через трафарет с определенной точностью и контролируемой повторяемостью. Паяльная паста продавливается ракелем через отверстия (апертуры) металлического трафарета на печатную плату.

Угол наклона рабочей поверхности ракеля (Print angle) — настраиваемый параметр устройства трафаретной печати, задающий угол между трафаретом и рабочей поверхностью ракеля. Большой угол облегчает качение валика пасты, малый – обеспечивает большее давление.

Флюс (Flux) — технологический материал, применяемый при пайке для улучшения смачиваемости припоем путем очистки поверхности, удаления окислов, снижения поверхностного натяжения и т.п. В паяльных пастах флюсом также называют весь комплекс веществ, входящих в ее состав, за исключением припоя.

Существует флюс, не требующий отмывки (No-clean flux), остатки которого после пайке не приводят к нарушению свойств изделия при правильной эксплуатации.

Формовка выводов (Lead forming) — одна из основных операций монтажа электронных компонентов в отверстия, которая заключается в придании выводам определенной формы. Формовка выводов обеспечивает необходимое монтажное расстояния между выводами, зазор между печатной платой и компонентом, фиксацию электронного компонента на печатной плате в процессе пайки.

Формовка выводов может осуществляться вручную, механизированно или автоматически.

Чувствительность к нагрузке (Load sensitivity) — характеристика печи оплавления, представляющая собой изменение температуры в печи при прохождении сборки через зону нагрева.

Шаг выводов (Lead pitch) — характеристика корпуса компонента, определяемая расстоянием между осями симметрии соседних выводов электронного компонента в группе либо между геометрическими центрами соседних выводов матрицы.

Минимальный шаг выводов компонентов, устанавливаемых на печатную плату, в большой степени определяет ее класс точности и технологию сборки электронного узла.

Шарики припоя (Solder balls) — дефект пайки оплавлением, представляющий собой сферические образования из припоя, остающиеся после процесса пайки. Бусинки припоя — это обычно мелкие шарики размером с зерно припоя исходной паяльной пасты, разбрызгиваемые вокруг паяного соединения в процессе пайки оплавлением.

Шкаф сухого хранения (Dry cabinet) — установка с герметичными камерами, предназначенная для надежного хранения электронных компонентов, чувствительных к воздействию влаги, в некоторых случаях – для приведения компонентов к сухому состоянию.

Шнековый дозатор (Heli-flow valve , Screw valve , Archimedean Screw valve, Rotary pump) — вид дозатора, в котором дозирование осуществляется с помощью архимедова винта (шнека). Шнековые дозаторы применяются в тех случаях, когда важны качество, точность и повторяемость доз. Они нашли широкое применение для задач нанесения паяльной пасты и клея. С их помощью можно получить дозы диаметром 200 мкм и меньше с очень высокой повторяемостью.

Эффект образования «кратеров» (Bond cratering) — дефект разварки, заключающийся в образования воронок («кратеров») в материале кристалла в местах крепления проволочных выводов к контактным площадкам.

Эффект самоцентрирования (Self-centering effect) — самоцентрирование компонентов на контактных площадках в процессе оплавления, происходящее за счет сил поверхностного натяжения припоя. Данный эффект позволяет устанавливать компоненты с небольшим смещением относительно номинального положения. Если контактные площадки спроектированы неправильно, эффект может отсутствовать или приводить к смещению компонента, препятствуя образованию паяного соединения.

Эффект уплотнительной прокладки (Gasketing effect) — формирование выступов по периметру апертур трафарета в процессе его изготовления методом гальванопластики. Данный эффект препятствует затеканию пасты под трафарет в процессе печати.