Прочности соединения

определяется допустимой деформацией присоединяемого проводника или максимально допустимым давлением на присоединяемую деталь. Деформация для золотой проволоки составляет 50... ... 70%, для алюминиемой — 60—80%. Температура нагрева не должна превышать температуру образования эвтектики соединяемых материалов и колеблется для различных материалов от 250 до 450 °С. Длительность выдержки устанавливается в зависимости от сочетания свариваемых материалов и определяется экспериментально путем оценки прочности соединений.

Механический контроль осуществляют путем приложения статистических или динамических нагрузок с целью проверки прочности соединений и креплений, а также контроля качества материалов, использованных в деталях, подвергающихся механическим воздействиям. Для проведения механического контроля могут использоваться как динамометры, так и центрифуги, вибрационные и ударные стенды.

Наиболее широкая классификация методов контроля проводится по физическим принципам, положенным в их основу. Визуальный контроль — это внешний осмотр с целью выявления поверхностных дефектов. При визуальном контроле используются всевозможные оптические приборы, в том числе средства голографии. Геометрический контроль заключается в проверке соответствия размеров и формы изделий чертежам или образцам. .Механический контроль имеет свогй целью проверку прочности соединений и механических свойств материалов, из которых изготовляют детали, подвергающиеся механическим воздействиям. Физико-химический контроль проводят для проверки физических и химических свойств матеэиалов и деталей, печатных плат, микросхем, покрытий и др. Основным видом контроля электромеханических и электронных измзрительных приборов является электрический контроль, .направленный на проверку правильности электрических соединений, сопротивления и электрической прочности изоляции, соответствия электрических параметров стандартам или техническим условиям. Тепловой контроль основан на измерении энергии, получаемой в инфракрасной области спектра любым телом, температура которого отличается от абсолютного нуля. Интенсиввость превращения всех форм энергии в тепловую зависит (при прочих равных условиях) от параметров элементов схемы и наличия в них дефектов. Рентгеновский контроль применяется для обнаружения внутренних дефектов в изделиях. Он основан «а взаимодействии контролируемого вещества с рентгеновским излучением. Метод ш у-мо во г о контроля основан на том, что дефекты электрических соединений и кратковременные замыкай ия или обрывы внутри элементов схемы являются источниками радиочастотного шума, Шумовой контроль позволяет обнаружить дефекты внутри интегральных схем, диодов, транзисторов, конденсаторов, резисторов и др.

в МЭ и ИМ. Коррозия металлизации и проволочных выводов приводит к снижению механической прочности соединений и обрывам верхних обкладок тонкопленочных конденсаторов.

Рассчитанные для промежуточных температур сплавы на основе индия широко применяются в качестве припоев, поскольку они лучше смачивают поверхности деталей, обладают более высокой электропроводностью, более низкими температурами ликвидуса и большей пластичностью. Индиевые припои широко используются в тонкопленочной технологии, особенно там, где существует опасность растворения золотых пленок. Помимо температуры плавления следует учитывать также зависимость механической прочности соединений от типа припоя. Припой сам по себе является обычно наименее прочным участком соединения, и чрезмерное напряжение способно быстро вывести его из строя. Например, при припаивании проволочек к выводам обычно его обвивают проволочкой с тем, чтобы придать соединению механическую прочность, а припой выполняет лишь функцию электрического контакта.

Припои должны удовлетворять следующим основным требованиям: при температурах пайки сохранять параметры термочувствительных полупроводниковых компонентов; не растворять покрытия выводов и контактных площадок, так как^в этом случае происходит ухудшение качества и прочности соединений; обла-

При длительной эксплуатации происходит постепенное ухудшение физических свойств материалов, нарушение прочности соединений отдельных узлов и деталей, рост статических, динамических и термических напряжений, старение, износ, коробление и растрескивание материалов. Отдельные узлы и детали приходят в неисправное состояние, хотя в целом агрегат продолжает сохранять работоспособность. Такое состояние определяется как постепенный отказ, возникновение которого, связанное с дли-

Повышение прочности соединений, пчянных мягкими припоями, возможно применением замковых швов или

Марка припоя Предел прочности соединений из различных материалов в кГ/мм-

Представляет интерес отметить, что, несмотря на разницу в основных металлах, для которых построены 41 и 42, пики кривых располагаются примерно в одной и той же области. Далее, изменение прочности соединений при срезе связано, несомненно, с дисперсионным твердением. Медь, которая может являться основной упрочняющей присадкой для оловянно-свинцо-вого припоя, дала наибольшую прочность при срезе. Затем идет латунь, а для мягкой стали прочность соединения получилась

Для расчета прочности соединений можно воспользоваться уравнением \u.^j. ххиже приведены расчетные формулы для трех рассмотренных типов соединения

Экстремальный характер имеет зависимость прочности сварного соединения от давления: его занижение замедляет пластическую деформацию в контактной зоне соединения и снижает плотность дислокаций, необходимых для активирования поверхности. Завышение давления увеличивает трение и снижает амплитуду колебаний рабочего торца инструмента. Оптимальное значение давления колеблется от 0,5 до 20 Н/мм2. Повышение частоты колебаний инструмента в некоторых случаях ускоряет процесс соединения. Время сварки подбирается экспериментально с целью получения максимальной прочности соединения.

В качестве припоя используют различные цветные металлы, а чаще сплавы. Выбирают припой в зависимости от конструкции изделия, материала соединяемых поверхностей, необходимой прочности соединения и т. п. Средне- и высокоплавкие припои обладают высокими механическими свойствами (с пределом прочности 0В^ ^500 МПа). Прочность соединений не уступает прочности основного материала. К таким припоям, широко используемым в электроприборостроении для пайки деталей из стали, серебра, меди, никеля, латуни и бронзы, пайки деталей из алюминия и его сплавов, относятся медные и медно-цинковые (ПМУ), серебряные (ПСр-45, ПСр-72), медно-фтористые (ПМФ), алюминиевые (П34А, ПО90Ц) припои.

Для обеспечения высокого качества паяного соединения необходимо, чтобы соединяемые поверхности были свободны от оксидов, жира и загрязнений. В противном случае не происходит взаимного растворения припоя и основного металла, снижаются силы сцепления их частиц, что приводит к резкому уменьшению прочности соединения. Степень взаимного проникновения припоя и основного металла зависит также от температуры нагрева паяемых деталей в месте пайки. Она должна быть несколько выше температуры плавления припоя.

Так, например, критерием оценки может быть принята максимальная механическая прочность паяного соединения по сопротивлению срезу по ширине диффузионной зоны. В качестве независимых переменных, оказывающих наибольшее влияние на прочность соединений, реально рассматриваются три фактора: рабочая температура пайки, продолжительность процесса *л температура подогрева соединяемых деталей и элементов перед пайкой. Хотя имеются уравнения, позволяющие рассчитывать и выбирать оптимальные режимы пайки для обеспечения необходимой прочности соединения

[1], такой расчет требует больших затрат времени. Кроме того, известно [25], что строгая зависимость прочности соединения от режимов пайки наблюдается только при необлужснных выводах соединяемых элементов.

тактными площадками платы или нарушение прочности соединения жесткого вывода с кристаллом в результате наличия термомеханических напряжений в системе кри^ сталл — плата. 3xHt напряжения возникают из-за раз-новысотности контактных площадок на пассивной плате и нестабильности режимов монтажа. Короткие замыкания и токи утечки активных МЭ и ИМ, вызванные загрязнением поверхности полупроводника или плохим качеством защитного слоя (пористость и недостаточная прочность), также сильно распространены.

ними выводами с помощью тончайших золотых проволочек ( 21.12). Для повышения прочности соединения и уменьшения переходного сопротивления между контактной площадкой и проволочкой применяют термокомпрессионную (нагрев и давление) или ультразвуковую сварку.

Из условия прочности соединения см относительно кромки контактной площа,

Из условия прочности соединения см относительно кромки контактной площа,

затем в отверстия пластин впрессовывается облуженная латунная ось или колонка для статора. При гарантированном натяге между отверстиями пластин и осью обеспечивалось хорошее молекулярное схватывание. В дальнейшем для увеличения прочности соединения такие секции прогревали до оплавления припоя.

В практике машиностроения известны конструкции сборных шестерен и блоков шестерен, для сочленения элементов которых применяется шлицевое, шпоночное, заклепочное соединения, пайка, электроннолучевая сварка, посадка с натягом. Из всех перечисленных соединений наиболее простым по конструкции и технологии является соединение деталей посадкой с натягом. Прочность соединения с натягом кроме геометрических размеров определяется величиной давления р кГ/мм2 и коэффициентом трения / на сопряженных поверхностях. Величина давления определяется выбором посадки, а коэффициент трения зависит от материалов. Для обеспечения высокой прочности соединения и передачи необходимых крутящих моментов с гарантированным запасом прочности для шестерен приме-нительна горячая посадка, которую можно осуществить лишь при нагреве охватывающей детали до 350—450° С.