Файл: Монтаж электронных устройств Монтаж и пайка полупроводниковых микросхем.docx
Добавлен: 03.05.2024
Просмотров: 70
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Содержание
1.1. Монтаж и пайка полупроводниковых микросхем 1.2. Подготовка радиоэлементов и плат к монтажу 1.3. Приемы монтажа плат навесного монтажа с помощью шаблонов и печатных плат 1.4. Защита мест от коррозии 1.5. Проверка работоспособности схем | |
| | |
| | |
| | |
| | |
Введение
Задачей учебной практики: формирование у обучающихся практических профессиональных умений по основным видам профессиональной деятельности для освоения рабочей профессии, обучение к трудовым приемам, операциям и способам выполнения трудовых процессов, характерных для соответствующей профессии и необходимых для последующего освоения ими общих и профессиональных компетенций по избранной профессии.
Требования к результатам освоения учебной практики. С целью овладения указанными видами деятельности студент в ходе данного вида практики должен ознакомиться с проведением электромонтажных работ.
Монтаж электронных устройств
Технологический процесс (ТП) сборки электронных устройств(ЭУ) реализуется с целью получения механических соединений между конструктивами электронных устройств для придания неподвижности конструктивам на этапе монтажа и (или) для обеспечения прочностных свойств изделия на весь его жизненный цикл. В то же время ТП монтажа реализуется с целью создания электрических соединений между конструктивами электронных устройств. Прочность электрических соединений, как правило, нормирована для каждого метода монтажа.
Сборка всегда предшествует монтажу, но на отдельных этапах всего ТП изготовления электронных устройств (например, общая механическая сборка конструктивов в корпусе разъемной, негерметичной конструкции) может осуществляться без монтажа. В то же время монтаж без сборки не осуществляется, даже если в некоторых ТП сборка и монтаж выполняются совместно (например, при монтаже БИС с шариковыми выводами).
Повторяемость (цикличность) сборочных и монтажных технологических операций (ТО) зависит от:
-
уровня изготавливаемого модуля (ячейки, блока и т.д.); -
степени сложности и разнообразия конструкций корпусов компонентов и самих компонентов (их габаритов и массы, формы выводов и их расположения относительно корпуса, потребности в теплоотводах и т.д.), а также других конструктивов; -
потребности в одно- или двухсторонней сборке и монтаже на печатной плате; -
совместимости технологических режимов сборочных ТО для различных конструктивов, и (или) монтажных ТО для разных конструктивов (при несовместимости – повторяемость сборочных и (или) монтажных ТО увеличивается); -
степени и уровня автоматизации ТП сборки и монтажа (степень автоматизации оценивается отношением количества ТО, выполняемых автоматами к общему количеству ТО данного ТП и выражается в процентах; уровень автоматизации характеризуется количеством ТО либо переходов, одновременно выполняемых автоматами в единицу времени).
На сборку, а затем на монтаж , например, ячеек ЭВС, обычно поступают следующие конструктивы: навесные компоненты (НК) – дискретные пассивные и активные электрорадиокомпоненты (ЭРК), интегральные схемы и прочие изделия электронной техники (ИЭТ); узлы (печатные платы (ПП), объемные соединители, а иногда поступают и контактные панельки, гибкие шлейфы и др.), а в некоторых случаях и детали (рамки, теплоотводы, крепеж и т.д.)
Так как промежуток времени между подготовкой конструктивов и сборкой должен быть минимальным, то обычно подготовительные операции относят к ТП сборки ячеек ЭУ.
1.1 Монтаж и пайка полупроводниковых микросхем
Электрический монтаж радиокомпонентов должен обеспечивать надежную работу аппаратуры, приборов и систем в условиях механических и климатических воздействий, указанных в ТУ на данный вид РЭА. Поэтому при монтаже полупроводниковых приборов (ПП), интегральных схем (ИС) радиокомпонентов на печатные платы или шасси аппаратуры должны соблюдаться следующие условия:
-
надежный контакт корпуса мощного ПП с теплоотводом (радиатором) или шасси; -
необходимая конвекция воздуха у радиаторов и элементов, выделяющих большое количество теплоты; -
удаление полупроводниковых элементов от элементов схемы, выделяющих при работе значительное количество теплоты ; -
защита монтажа, расположенного вблизи съемных элементов, от механических повреждений при эксплуатации; -
в процессе подготовки и проведения электрического монтажа ПП и ИС механические и климатические воздействия на них не должны превышать значений, указанных в ТУ; -
при рихтовке, формовке и обрезке выводов ПП и ИС участок вывода около корпуса должен быть закреплен так, чтобы в проводнике не возникали изгибающие или растягивающие усилия. Оснастка и приспособления для формовки выводов должны быть заземлены; -
расстояние от корпуса ПП или ИС до начала изгиба вывода должно быть не менее 2 мм, а радиус изгиба при диаметре вывода до 0,5 мм — не менее 0,5 мм, при диаметре 0,6— 1 мм — не менее 1 мм, при диаметре свыше 1 мм — не менее 1,5 мм.
В процессе монтажа, транспортировки и хранения ПП и ИС (особенно полупроводниковых приборов СВЧ) необходимо обеспечивать их защиту от воздействия статического электричества. Для этого все монтажное оборудование, инструменты, контрольно-измерительную аппаратуру надежно заземляют. Чтобы снять статическое электричество с тела электромонтажника, пользуются заземляющими браслетами и специальной одеждой.
Для отвода теплоты участок вывода между корпусом ПП (или ИС) и местом пайки зажимают специальным пинцетом (теплоотводом). Если температура припоя не превышает 533 К ± 5 К ( 270 °С), а время пайки не более 3 с, пайку выводов ПП (или ИС) производят без теплоотвода или применяют групповую пайку (волной припоя, погружением в расплавленный припой или др.).
Очистку печатных плат (или панелей) от остатков флюса после пайки производят растворителями, которые не влияют на маркировку и материал корпусов ПП (или ИС).
При установке ИС с жесткими радиальными выводами в металлизированные отверстия печатной платы выступающая часть выводов над поверхностью платы в местах пайки должна быть 0,5—1,5 мм. Монтаж ИС этим способом производят после подрезки выводов . Для облегчения демонтажа установку ИС на печатные платы рекомендуется производить с зазорами между их корпусами.
Интегральные схемы в корпусах с мягкими планарными выводами устанавливают на контактные площадки платы без монтажных отверстий. В этом случае их расположение на плате определяется формой контактных площадок .
Установка и крепление ПП и ИС, а также навесных радиокомпонентов па печатные платы должны обеспечивать доступ к ним и возможность их замены. Для охлаждения ИС их следует располагать на печатных платах с учетом движения воздушного потока вдоль их корпусов.
Для электрического монтажа ПП и малогабаритных радиокомпонентов сначала их устанавливают на монтажную арматуру (лепестки, штыри и т. п.) и механически закрепляют на ней выводы. Для пайки монтажного соединения применяют бескислотный флюс, остатки которого после пайки удаляют.
Радиокомпоненты к монтажной арматуре крепят либо механически на собственных выводах, либо дополнительно хомутом, скобой, держателем, заливкой компаундом, мастикой, клеем и др. При этом радиокомпоненты закрепляют так, чтобы они не смещались при вибрации и ударах (тряске). Рекомендуемые виды крепления радиокомпонентов (сопротивлений, конденсаторов, диодов, транзисторов).
Механическое крепление выводов радиокомпонентов на монтажной арматуре производится загибкой или скруткой их вокруг арматуры с последующим обжатием. При этом излом вывода при обжатии не допускается.
При наличии в контактной стойке или лепестке отверстия вывод радиокомпонента перед пайкой механически закрепляют, продевая его через отверстие и огибая на половину или целый оборот вокруг лепестка или стойки с последующим обжатием. Излишек вывода при этом удаляют боковыми кусачками, а место крепления обжимают плоскогубцами.
Как правило, способы установки радиокомпонентов и крепления их выводов оговариваются в сборочном чертеже на изделие.
Для уменьшения расстояния между радиокомпонентом и шасси на их корпуса или выводы надевают изоляционные трубки, диаметр которых равен или несколько меньше диаметра радиокомпонента. В этом случае радиокомпоненты располагают вплотную друг к другу или к шасси. Изоляционные трубки, надеваемые на выводы радиокомпонентов, исключают возможность замыкания с соседними токопроводящими элементами.
Длина монтажных выводов от места пайки до корпуса радиокомпонента приводится в ТУ и, как правило, оговаривается в чертеже: для дискретных радиокомпонентов она должна быть не менее 8 мм, а для ПП — не менее 15 мм. Длина вывода от корпуса до изгиба радиокомпонента также оговаривается в чертеже: она должна быть не менее 3 мм.
Выводы радиокомпонентов изгибают шаблоном, приспособлением или специальным инструментом. Причем внутренний радиус изгиба должен быть не меньше удвоенного диаметра или толщины вывода. Жесткие выводы радиокомпонентов (сопротивлений ПЭВ и т. п.) при монтаже отгибать не разрешается.
1.2. Подготовка радиоэлементов и плат к монтажу
Подготовка элементов к монтажу включает рихтовку, формовку, обрезку и лужение выводов. Рихтовка – исправление (выравнивание) формы выводов применяется, в основном, для осевых выводов. Формовка – предание определенной формы выводам . Обрезка – удаление излишков выводов. Лужение выполняется в случае, если выводы микросхем или ЭРЭ не облужены при поставке.
Операции подготовки элементов к монтажу выполняют на отдельных или совмещенных приспособлениях.
Элементы загружаются в вибробункер 1 (или в кассету) и поштучно поступают к многопозиционной установке роторного типа. В позиции I происходит загрузка элемента, долее после поворота на позицию II выводы формуются и обрезаются, на позиции III выполняется зигформовка, на IV – выводы обслуживаются и на V - элемент поступает в тару для дальнейшего использования. В производстве используются следующие схемы технологических процессов сборки и монтажа узлов на печатных платах:
1. Сборка узлов с ручной установкой ЭРЭ и индивидуальной пайкой паяльником. Применяется в единичном м мелкосерийном производстве. Существенным достоинством является возможность постоянного визуального контроля пайки, платы, ЭРЭ.
2. Сборка узлов с ручной установкой ЭРЭ и групповой пайкой методом «волны припоя». Применяется в единичном и серийном производстве. При пайке таким способом возможно непропаи (допускается не более 1% непропаев), которые устраняются при последующей ручной допайке.
3. Механизированная сборка узлов с помощью специальных держателей, вакуумных захватов или специальных сборочных столов, или автоматизированная сборка с помощью специальных технологических устройств – автоматизированных укладочных головок, автоматического модуля сборки. Методы монтажа – групповые методы пайки. Схема применяется в серийном и массовом производстве и требует специальных автоматизированных станков с управлением.
Этап подготовки к монтажу включает техпроцесс подготовки ПП, ЭРЭ, ИМ и конструкционных деталей. Операции подготовки ЭРЭ и ИМС в мелкосерийном производстве выполняется в ручную на рабочем месте монтажника, простейшими приспособлениями и с дальнейшим размещением элементов в технологической таре по номиналам. В крупносерийном производстве применятся автоматырихтовки и обрезки выводов, флюсования и лужения, промывки и сушки подготовленных навесных элементов. В некоторых автоматах все эти операции объединены в одном цикле и выполняются в виде переходов. Автоматизированная подготовка требует специальных кассет ля загрузки и выгрузки элементов. Для ЭРЭ с осевыми выводами, которые кассетируют путем вклеивания в ленту.
Установка на плату начинают со штырей, лепестков, навесных шин, прокладок после подготовки (рихтовка, обезжиривание) их базовых поверхностей. Установка ЭРЭ и ИМС в зависимости от типа производства осуществляется несколькими способами: в ручную со световой индикацией, по шаблону.