Профессия
сборщик РЭА

       

§ 58. Технология изготовления микромодулей

Микромодульное конструирование обеспечивает создание радиоэлектронных узлов (микромодулей) из отдельных дискретных субминиатюрных радиоэлементов путем размещения и монтажа их в небольшом объеме с последующей герметизацией. С помощью такого плотного монтажа создают плоские, таблеточные и этажерочные микромодули.

Микромодуль — это малогабаритная конструктивно и функционально законченная сборочная единица радиоэлектронной аппаратуры, допускающая механизированное и автоматизированное производство.

Плоские микромодули выполнены из субминиатюрных деталей, смонтированных с одной или двух сторон печатной платы, защищенные от внешних воздействий металлическим колпачком или герметизированные эпоксидным компаундом.

Таблеточные микромодули — плоские модули, в которых используются детали специальной формы (преимущественно цилиндрической) — микроэлементы, бескорпусные полупроводниковые приборы (триоды и диоды), устанавливаемые в отверстия печатной платы и соединенные между собой с помощью печатного монтажа.

Этажерочные микромодули (рис. 120) выполнены из набора микроплат (деталей квадратной формы), собранных в столбик и соединенных между собой проводниками; электромонтажные соединения между микроплатами и проводниками осуществляются пайкой или сваркой. Собранный микромодуль по своей конструкции напоминает этажерку, горизонтальными полками которой являются микроплаты 2, а вертикальными звеньями — соединительные проводники 1.

Рис. 120. Этажерочный микромодуль:
1 — соединительные проводники, 2 — микроплаты

Объем этажерочного микромодуля может меняться в зависимости от числа элементов, входящих в него. После герметизации микромодуля с двух его противоположных сторон (рис. 121) выходят проволочные выводы 2, которые служат для механического и электрического соединения с другими сборочными единицами печатными платами.

Рис. 121. Герметизированный микромодуль:
1 — корпус, 2 — проволочные выводы

Технологический процесс изготовления плоских микромодулей состоит из нескольких операций. Изготовляют печатную плату и устанавливают на ней контактные выводы и субминиатюрные радиокомпоненты. После выполнения электромонтажных соединений микромодули герметизируют или на них устанавливают защитные металлические колпачки и проводят контроль электрических параметров. Защитные металлические колпачки изготовляют из алюминиевой фольги пооперационной штамповкой или методом обратного выдавливания из плоской алюминиевой заготовки.

Таблеточные микромодули изготовляют так же, как и плоские, только микроэлементы устанавливают не на контактные площадки платы, а в ее отверстия. Электромонтажные соединения осуществляют пайкой, токопроводящим клеем или микросваркой. Технологический процесс изготовления плоских и таблеточных микромодулей возможен при наличии механизированного и автоматизированного оборудования.

Основным элементом этаже-рочного микромодуля является микроплата (рис. 122), выполненная из керамического материала (стеатит, конденсаторная керамика, радиофарфор). Такой материал обладает достаточной механической прочностью, теплостойкостью, а также имеет высокие изоляционные и диэлектрические свойства. Заготовки микроплаты квадратной формы получают прессованием или литьем. На каждой стороне микроплаты имеются три металлизированных паза, в которые при сборке микромодуля впаиваются соединительные проводники. Пазы металлизируют путем вжигания серебра.

Рис. 122. Микроплата этажерочного микромодуля:
1—12 — площадки для пайки выводов

Для ориентации микроплаты в момент сборки используют «ключ» — прямоугольный вырез размером 1,0 х 0,5 мм, который сделан в одном углу микроплаты. Ключ также используют для определения цоколевки микрорадиокомпонента, расположенного на микроплате. Нумерация пазов микроплаты ведется по часовой стрелке, начиная от ключа, при таком положении платы, при котором ключ находится в левом верхнем углу и большая его сторона расположена горизонтально.

На каждой микроплате (рис. 123,а) допускается располагать один микрорадиокомпонент: резистор, конденсатор, триод, диод, трансформатор и. др. Каждый вывод микрорадиокомпонента присоединяется только к одному пазу. На микроплате (рис. 123,б) могут устанавливаться навесные радиокомпоненты типа дросселей, трансформаторов и др.

Рис. 123. Конструкции микроплаты:
а — краевая, б — для навесных радиокомпонентов (трансформаторов, дросселей, магнитных усилителей), в — с перемычками, г - для установки диодов, д — для установки транзисторов, е, ж, з — с нанесенными резистором, конденсатором, индуктивностью

Микроплаты соединяют между собой монтажными проводниками пайкой или сваркой. Для соединения пазов внутри микроплаты используют перемычки — объемные или печатные (рис. 123,в).

Промышленностью выпускаются микрорадиокомпоненты, которые присоединяются выводами:

  • к пазам 1 и 6, 1 и 4, 2 и 5 — диоды (рис. 123,г), причем положительный вывод диода соединен с пазом, имеющим меньший номер;
  • к пазам 1, 5 и 8 — транзисторы соответственно: база— эмиттер — коллектор (рис. 123,д);
  • к пазам 1 и 4 — резисторы (рис. 123,е), 1 и 8 — конденсаторы (рис. 123,ж), 1 и 8 — индуктивности (рис. 123,з).

Сборку микромодулей производят с помощью специальных приспособлений — гребенок. Шаг сборки в микромодулях равен 0,25 мм (определяется сборочными устройствами). Расстояние между ближайшими частями рядом расположенных микрорадиокомпонентов должно быть не менее 0,2 мм (для предотвращения коротких замыканий и обеспечения прохождения в зазор между микрорадиокомпонентами герметизирующего компаунда). Перед сборкой все сборочные приспособления тщательно очищают и промывают трихлорэтаном или спиртобензиновой смесью (1:1).

При сборке микромодуля микрорадиокомпоненты рекомендуется располагать в определенной последовательности: в нижней части микромодуля, находящегося вблизи шасси, устанавливают микроплаты с микрорадиокомпонентами, рассеивающими значительные мощности (резисторами и трансформаторами). Выше располагают конденсаторы, катушки индуктивности, кремниевые полупроводниковые элементы, германиевые полупроводниковые радиокомпоненты и, наконец, микрорадиокомпоненты, служащие для настройки. На концах микромодуля устанавливают обычно свободные микроплаты; они выполняют защитную функцию от механических воздействий. Все микрорадиокомпоненты соединяются между собой двенадцатью проводниками пайкой или сваркой.

Предварительно проводники облуживают припоем ПОС-61 или ПСр-2. Для получения высокого качества пайки на припаиваемые проводники по длине соединения их с пазами после лужения наносят тонкий слой флюса. Проводники припаивают к пазам микроплат без дополнительного припоя. Проводники нагревают до 250—260 °С, кратковременно пропуская по ним электрический ток (рис. 124).

Рис. 124. Схема пайки соединений:
а — на одной стороне микромодуля, б — на одной плате, 1 — проводники, 2 — провод, 3 — шина, 4 — паяльник, 5 — микроплата, 6 — прокладка

Более качественное и надежное соединение проводников с пазами микроплат достигается путем электроннолучевой сварки. После пайки (или сварки) специальным инструментом выкусывают лишние перемычки между микроплатами и получают готовый микромодуль. Места пайки подвергают контролю, затем микромодуль герметизируют — заливают компаундом ЭК-166, ПЦ-3, ПУ-6, обычно компаундами холодного отверждения. Вместо заливки компаундами возможна опрессовка различными пластмассами. После герметизации микромодули направляют на маркировку. Маркировка модулей осуществляется с помощью резиновых штампиков, на которые наносится маркировочная краска на основе эпоксидной смолы.

Микромодули после герметизации и контроля проходят технологическую тренировку с целью выявления скрытых дефектов. Их помещают в термошкаф, где температуру постоянно поддерживают на уровне +70°С, подают питающее напряжение и входные сигналы. Во включенном состоянии они находятся в течение 100—150 ч, после чего производят окончательный выходной контроль параметров и заполнение паспорта.

Все этажерочные микромодули, широко применяемые в РЭА, имеют одинаковое напряжение питания 6,3 В ±10%, высоту 10—25 мм, массу от 5 до 7 г и плотность упаковки 5—20 деталей/см3.

Top.Mail.Ru
Рейтинг@Mail.ru