СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА ЭЛЕКТРОРАДИОИЗДЕЛИЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ Российский патент 2019 года по МПК H05K3/34 

Изобретение относится к области радиоэлектронного машиностроения и может быть использовано при изготовлении различной радиоэлектронной аппаратуры и радиоэлектронных устройств ответственного и бытового назначения, включая радиоэлектронную аппаратуру космических аппаратов, работающую при воздействии условий космического пространства, с большими сроками активного существования, а так же оптимизации конструкции радиоэлектронной аппаратуры, направленной на улучшение габаритно-массовых показателей и технологичности в производстве современных образцов космической техники. Изобретение может быть использовано и в других областях техники, где изготавливают и применяют радиоэлектронную аппаратуру с заданными электрическими и прочностными характеристиками (стойкость к механическим и температурным воздействиям) и уменьшенными затратами при производстве.

В настоящее время наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ изготовления электронных модулей сложного смешанного монтажа на основе SMD (Surface Mounted Device) компонентов, т.е. поверхностно монтируемых электрорадиоизделий, (ГОСТ Р 56427-2015. «Пайка электронных модулей радиоэлектронных средств. Автоматизированный смешанный и поверхностный монтаж с применением бессвинцовой и традиционной технологий»), который заключается в последовательном выполнении операций: нанесении припойной пасты на первую сторону печатной платы, установке SMD компонентов на первую сторону печатной платы, групповой пайке SMD компонентов на первой стороне печатной платы, перевороте печатной платы, нанесении припойной пасты на вторую сторону печатной платы, установке SMD компонентов на вторую сторону печатной платы, групповой пайке SMD компонентов на второй стороне печатной платы, установке компонентов, монтируемых в отверстия печатной платы, селективной пайке компонентов, монтируемых в отверстия печатной платы, контроле внешнего вида электронного модуля, ремонте электронного модуля, очистке электронного модуля от остатков флюса, контроле внешнего вида электронного модуля. Этот способ принят за прототип заявляемому техническому решению.

К недостаткам данного способа монтажа электронных модулей следует отнести: применение двукратной групповой пайки сначала на первой стороне печатной платы, затем на второй стороне печатной платы, применение двукратного температурного нагрева электронного модуля (т.е. двойного термоудара при температуре от плюс 150°С до плюс 250°С) сначала при первой пайке, затем при второй пайке, что снижает ресурс изготовленной печатной платы. Способ обладает повышенной сложностью и трудоемкостью при изготовлении, приводит к увеличению цикла изготовления электронных модулей, увеличивает расход электрической энергии в производственном процессе; требования по температурным параметрам снижают ресурс и надежность платы.

Задачами заявляемого изобретения являются снижение сложности и трудоемкости при изготовлении, повышение надежности и ресурса изготовленных предложенным способом печатных плат.

Данная задача решается за счет того, что способ поверхностного монтажа электрорадиоизделий радиоэлектронной аппаратуры проводят одновременно для группы электрорадиоизделий, при этом проводят подготовительные операции сначала на одной стороне печатной платы, а затем на второй стороне печатной платы, в том числе, наносят паяльную пасту на контактные площадки печатной платы в местах установки выводов электрорадиоизделий, наносят клей для крепления электрорадиоизделий; устанавливают электрорадиоизделия, проводят полимеризацию клея при значениях температуры, определяемых техническими условиями (ТУ) на материалы, исключающих активацию флюса и расплавление паяльной пасты; после завершения подготовительных операций на обеих сторонах печатной платы производят пайку электрорадиоизделий одновременно на двух сторонах печатной платы в соответствии с требуемым температурным профилем оплавления припойной пасты.

Способ группового поверхностного монтажа электрорадиоизделий радиоэлектронной аппаратуры заключается в последовательном выполнении следующих технологических операций:

1. Комплектование электрорадиоизделий, деталей, сборочных единиц и материалов согласно чертежу и технологическому процессу;

2. Формовка выводов, заключающаяся в формовке и обрезке выводов электрорадиоизделий согласно чертежу;

3. Подготовка, заключающаяся во включении технологического оборудования и установке режимов его работы согласно ранее отработанным режимам, инструкциям по эксплуатации и технологическому процессу;

4. Сушка, заключающаяся в уменьшении содержания влаги в электрорадиоизделиях и печатной плате до значений, обеспечивающих получение качественных паяных соединений оплавлением паяльной (припойной) пасты;

5. Нанесение пасты и нанесение клея, заключающееся в нанесении паяльной пасты на контактные площадки печатной платы в местах установки выводов электрорадиоизделий, в нанесении при необходимости клея в местах установки электрорадиоизделий на одной стороне печатной платы в количествах, достаточных для пайки и приклеивания;

6. Контрольная, заключающаяся в проверке качества нанесения паяльной пасты и нанесения клея на одной стороне печатной платы;

7. Установка электрорадиоизделий, заключающаяся в установке электрорадиоизделий на одной стороне печатной платы согласно чертежу;

8. Полимеризация клея, заключающаяся в полимеризации клея при значениях температуры, определяемых техническими условиями (ТУ) на материалы, исключающих активацию флюса и расплавление паяльной пасты, на одной стороне печатной платы.

9. Нанесение пасты и нанесение клея, заключающееся в нанесении паяльной пасты на контактные площадки печатной платы в местах установки выводов электрорадиоизделий и нанесении при необходимости клея в местах установки электрорадиоизделий на второй стороне печатной платы в количествах, достаточных для пайки и приклеивания;

10. Контрольная, заключающаяся в проверке качества нанесения паяльной пасты и нанесения клея на второй стороне печатной платы;

11. Установка электрорадиоизделий, заключающаяся в установке электрорадиоизделий на второй стороне печатной платы согласно чертежу;

12. Полимеризация клея, заключающаяся в полимеризации клея при значениях температуры, исключающих активацию флюса и расплавление паяльной пасты на первой и второй стороне печатной платы;

13. Групповая пайка электрорадиоизделий оплавлением, заключающаяся в пайке поверхностно монтируемых электрорадиоизделий оплавлением паяльной пасты в соответствии с требуемым температурным профилем оплавления (температурный профиль указывается в программе оплавления) одновременно на двух сторонах печатной платы в один этап. При этом печатную плату помещают в установку оплавления, включают ранее разработанную программу, рассчитанную по времени и температуре. После завершения программы, печатную плату извлекают из установки (печки).

14. Промывка, заключающаяся в промывке печатной платы от остатков флюсовых загрязнений;

15. Контрольная, заключающаяся в проверке качества промывки, качества групповой пайки электрорадиоизделий визуальным способом;

16. Контрольная, заключающаяся в проверке качества групповой пайки электрорадиоизделий рентгеновским способом;

17. Испытания электрические, заключающиеся в проверке электрически разъединенных цепей, проверке сопротивления изоляции цепей, электрически соединенных цепей печатной платы, блока, узла.

Примечание: нанесения клея в местах установки электрорадиоизделий определяют, необходимостью повышения надежности закрепления на печатной плате ряда электрорадиоизделей, например, обладающих относительно большим весом, или габаритами.

Таким образом, проведение групповой пайки одновременно на двух сторонах печатной платы в один этап позволяет существенно снизить трудоемкость и сложность способа монтажа, увеличить надежность и ресурс печатных плат за счет уменьшения количества температурных циклов пайки и сокращения времени высокотемпературного нагревания.

Изобретение относится к области радиоэлектронного машиностроения и может быть использовано при изготовлении различной радиоэлектронной аппаратуры и радиоэлектронных устройств ответственного и бытового назначения, включая радиоэлектронную аппаратуру космических аппаратов, работающую при воздействии условий космического пространства, с большими сроками активного существования. Техническим результатом является снижение сложности и трудоемкости при изготовлении, повышение надежности и ресурса изготовленных предложенным способом печатных плат. Результат достигается тем, что поверхностный монтаж электрорадиоизделий радиоэлектронной аппаратуры проводят одновременно для группы электрорадиоизделий, при этом проводят подготовительные операции сначала на одной стороне печатной платы, а затем на второй стороне печатной платы, после завершения подготовительных операций на обеих сторонах печатной платы производят пайку электрорадиоизделий одновременно на двух сторонах печатной платы в соответствии с требуемым температурным профилем оплавления припойной пасты. Проведение групповой пайки одновременно на двух сторонах печатной платы в один этап позволяет существенно снизить трудоемкость и сложность способа монтажа, увеличить надежность и ресурс печатных плат за счет сокращения количества температурных циклов пайки и времени высокотемпературного нагревания.

Способ поверхностного монтажа электрорадиоизделий радиоэлектронной аппаратуры, заключающийся в том, что монтаж электрорадиоизделий проводят одновременно для группы электрорадиоизделий, при этом проводят подготовительные операции сначала на одной стороне печатной платы, а затем на второй стороне печатной платы, в том числе наносят паяльную пасту на контактные площадки печатной платы в местах установки выводов электрорадиоизделий, отличающийся тем, что при выполнении подготовительных операций нанесения клея в местах установки электрорадиоизделий определяют необходимость повышения надежности закрепления на печатной плате ряда электрорадиоизделий, например, обладающих относительно большим весом или габаритами, после установки электрорадиоизделий проводят полимеризацию клея при значениях температуры, определяемых техническими условиями (ТУ) на материалы, исключающих активацию флюса и расплавление паяльной пасты, после завершения подготовительных операций на обеих сторонах печатной платы производят пайку электрорадиоизделий одновременно на двух сторонах печатной платы в соответствии с требуемым температурным профилем оплавления паяльной пасты.