МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

А. М. Донец

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ

Учебное пособие

Воронеж 2002

УДК 621. 396. 6

Донец А.М. Технология и оборудование производства радиоэлектронных модулей: Учеб. пособие/ А.М. Донец. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2002. 89 с.

В учебном пособии рассматриваются вопросы технологии печатных плат, сборки и монтажа радиоэлектронных модулей и их ремонта. Приводятся характеристики современного оборудования, используемого в производстве радиоэлектронных средств.

Издание предназначено для изучения курса «Технология производства РЭС» студентами обучающимися по направлению 654300 «Проектирование и технология электронных средств» специальности 200800 «Проектирование и технология РЭС».

Учебное пособие подготовлено на магнитном носителе в текстовом редакторе MS WORD 97.0 и содержится в файле «Технология. doc.»

Табл. 8. Ил. 12. Библиогр.: 16 назв.

Научный редактор д–р техн. наук А. В. Муратов

Рецензенты: Федеральное государственное унитарное предприятие

научное конструкторско-технологическое бюро «Феррит»

(главный инженер, канд. техн. наук Н. А. Костров);

ведущий инженер Воронежского центрального конструкторского бюро «Полюс», канд. техн. наук

В. И. Миронов.

Издается по решению редакционно–издательского совета Воронежского государственного технического университета

© Донец А. М., 2002

© Оформление. Воронежский

государственный

технический университет, 2002

Введение

В соответствии с учебным планом специальности 200800 «Проектирование и технология РЭС» студенты изучают курс «Технология производства РЭС». Значительное место в программе дисциплины отводится технологии радиоэлектронных модулей.

Вопросы технологии радиоэлектронных модулей изложены в учебнике «Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры» под редакцией А. П. Достанко и Ш. М. Чабдарова. Содержащийся в нем материал не в полной мере отражает современные аспекты технологии радиоэлектронных модулей и не позволяет получить необходимые знания, требующиеся на данном этапе развития производства РЭС. Устранение этого пробела является целью написания настоящего пособия. При подготовке пособия учитывалось содержание изданной кафедрой учебно-методической литературы по технологии печатных плат, сборки и монтажа модулей.

Пособие в большей степени ориентировано на технологию поверхностного монтажа компонентов, поскольку технология монтажа выводов компонентов в отверстия печатных плат достаточно подробно описана в упомянутой литературе.

В первом разделе приведены возможные варианты конструктивного исполнения модулей на основе компонентов, широко используемых в настоящее время. Отмечаются преимущества применения компонентов поверхностного монтажа вместо выводных компонентов.

Во втором разделе описана технология печатных плат, совместимых по температурному коэффициенту линейного расширения с керамическими корпусами крупноформатных компонентов, имеющих жестко ориентированные выводы или контакты.

Третий раздел посвящен припоям, паяльным пастам и моющим жидкостям. Особое внимание уделяется новым материалам, обеспечивающим автоматизацию сборочно-монтажных работ, высокий уровень технологии и качества изделий.

В четвертом разделе последовательно рассматривается технология изготовления модулей согласно представленным схемам технологических процессов, соответствующих конструктивным исполнениям этих изделий.

В пятом разделе приведены характеристики наиболее популярного технологического оборудования для производства печатных плат, сборки и монтажа модулей, а также для их контроля, тестирования и анализа производственных дефектов. Сборочно-монтажное оборудование выбрано с учетом эффективного его использования при различных типах производств.

1. Конструктивно-технологические особенности радиоэлектронных модулей

Радиоэлектронные модули (сборочные единицы на печатных платах) являются основными конструктивами РЭС, определяющими их функциональные и эксплуатационные характеристики. В традиционных конструкциях радиоэлектронных модулей (РМ) используются компоненты с выводами, монтируемыми в отверстия печатных плат (ПП). Начиная с 80-х годов по мере появления компонентов поверхностного монтажа (КПМ), получили развитие РМ, конструкции которых основываются либо на КПМ, либо на сочетании выводных компонентов (КМО) и КПМ.

Применение КПМ и технологии поверхностного монтажа (ТПМ) дает ряд преимуществ, к которым относятся следующие.

1. Большая плотность компоновки компонентов из-за возможности их монтажа с двух сторон ПП.

2. Меньшие по сравнению с КМО паразитные емкости, индуктивности и сопротивления монтажных элементов, что приводит к повышению быстродействия и расширению диапазона рабочих частот РМ.

3. Высокая виброустойчивость и вибропрочность РМ вследствие малой массы КПМ и жесткого их соединения с элементами ПП.

4. Хороший отвод тепла от теплонагруженных КПМ через основания.

5. Исключение из технологического процесса (ТП) изготовления РМ операций сверления и металлизации монтажных отверстий в заготовках ПП, формовки и обрезки выводов компонентов.

6. Высокая эффективность ТП даже в условиях мелкосерийного производства при небольших партиях РМ, если сборка осуществляется на многофункциональном оборудовании, позволяющем устанавливать КПМ, различающихся по своим типоразмерам.

7. Улучшение массогабаритных характеристик РЭС. Использование пассивных КПМ вместо КМО позволяет уменьшить площадь ПП примерно в 3 раза, объем аппаратуры в 8 раз, а ее массу в 8-20 раз при повышении надежности и качества изделий.

Несмотря на указанные преимущества ТПМ, технология монтажа выводов в отверстия (ТМВО) сохранила свою актуальность до настоящего времени. Радиоэлектронные модули, выполненные по ТМВО, все еще используются в целом ряде стационарных изделий, масса и габариты которых не относятся к числу главных характеристик.

ТМВО является составной частью технологии смешанного монтажа КПМ и КМО, реализуемая в том случае, если отсутствует необходимая комплектность КПМ. Особенность технологии смешанного монтажа заключается в возможности производства РМ средней и относительно высокой сложности.

Упомянутые технологии позволяют изготавливать РМ нижеприведенных конструктивных исполнений. (рис. 1)

Рис. 1. Базовые конструкции радиоэлектронных модулей

На рис.1 приняты следующие обозначения: КПМ₁ и КМО₁- компоненты, устанавливаемые на верхней стороне ПП, КПМ₂ и КМО₂- компоненты, устанавливаемые на нижней стороне платы.

Наибольшие затраты труда имеют место при шестом конструктивном исполнении РМ. Кроме конструктивного исполнения, трудоемкость изготовления РМ во многом определяется конструкцией ПП и элементной базой.