2653

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕОАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

А.М. Донец Л.С. Очнева

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ОСНАСТКА И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА КОМПОНЕНТОВ НА ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ

Учебное пособие

Воронеж 2003

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

А.М. Донец Л.С. Очнева

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ОСНАСТКА И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА КОМПОНЕНТОВ НА ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2003

5

УДК.621.396.6.002.2.

Донец А.М., Очнева Л.С. Технологическое оборудование, оснастка и материалы для поверхностного монтажа компонентов на печатные платы: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2003. 188 с.

В учебном пособии рассматриваются вопросы технологической подготовки производства, связанные с проектированием технологии изготовления радиоэлектронных модулей и представлен широкий спектр технологического оборудования, охватывающего все операции технологического процесса и ориентированного на различные типы производств, а также технологической оснастки и ряда технологических материалов.

Учебное пособие соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 654300 «Проектирование и технология электронных средств», специальности 200800 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств», дисциплине «Технология радиоэлектронных средств».

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD ХР и содержится в файле "ТЕХН ОБОРУД КПМ.doc.

Табл 18. Ил.2.

Научный редактор д-р техн. наук, проф. А.В. Муратов Рецензенты: научное конструкторскотехнологическое

бюро "Феррит" (главный инженер, канд. техн. наук Н.А. Костров); канд. техн .наук Л.Н. Никитин

©Донец А.М., Очнева Л.С., 2003

©Оформление. Воронежский государственный технический университет, 2003

6

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития радиоэлектронных средств (РЭС) характеризуется широким внедрением компонентов поверхностного монтажа (КПМ), которые отличаются большим разнообразием с точки зрения геометрических размеров и технологических характеристик.

Наряду с миниатюрными дискретными компонентами широко применяются крупноформатные микросхемы с большой степенью интеграции. Особенностью интегральных микросхем является малый шаг выводов корпусных монтажных элементов, что приводит к необходимости использования высококачественного сборочно-монтажного оборудования. Другая особенность связана с тенденцией применения микросхем с шариковыми матричными выводами, которые требуют специфичной технологии их монтажа на печатных платах.

Для решения задач изготовления радиоэлектронных модулей разработан широкий спектр технологического оборудования, охватывающего все операции технологического процесса.

Благодаря применению современного технологического оборудования удается снизить себестоимость РЭС в 1,5 -2 раза за счет сокращения трудоемкости сборки радиоэлектронных модулей, экономии дорогостоящих материалов и исключения монтажных отверстий в печатных платах.

Настоящее пособие содержит краткое описание и основные характеристики технологического оборудования, ориентированного на различные типы производств, технологической оснастки и ряда технологических материалов, а также краткий обзор элементной базы.

Так как оборудование существенно различается по стоимости (в некоторых случаях на порядок и более), задача студентов состоит в оптимальном его выборе по критериям минимизации затрат на изготовление РЭС, эффективности и качества производства.

7

Пособие состоит из разделов, расположенных в соответствии с технологическим процессом изготовления радиоэлектронных модулей, включающего следующие операции:

входной контроль контроль и подготовка технологических материалов трафаретная печать дозирование

сборка ручная и полуавтоматическая сборка автоматическая пайка оплавлением, отверждение клея пайка волной отмывка визуальный контроль

внутрисхемный и функциональный контроль ремонт общая сборка влагозащита

климатические испытания.

Изучение студентами технических характеристик представленного оборудования позволит получить полное представление о состоянии и перспективах развития технологии радиоэлектронных средств.

Материал учебного пособия соответствует программе учебной дисциплины «Технология РЭС», Оно может быть использовано при курсовом и дипломном проектировании.

1.ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ

1.1.Устройство контроля паяемости MUST SYSNTM II

Точное определение паяемости печатных плат и электронных компонентов

Соответствие международным стандартам

8

предназначено для контроля паяемости компонентов, монтируемых элементов, в отверстия (КМО) и компонентов поверхностного монтажа (КПМ), контактных площадок и металлизированных отверстий печатных плат (ПП).

количественный метод тестирования, основанный на измерении сил смачивания, возникающих при погружении испытуемого образца в расплавленный припой, в равной мере пригоден для тестирования как традиционных, так и монтируемых на поверхность компонентов. Отличие состоит в том, что в первом случае образец погружается в ванну с расплавленным припоем, а во втором случае в каплю расплавленного припоя.

Встроенный компьютер позволяет полностью автоматизировать процесс тестирования и обработки результатов, обеспечить повторяемость тестирования, автоматически учесть корректирующие поправки для испытуемого образца. Обширная библиотека сводит операцию описания тестируемого образца к простому указанию его кода. Полученные результаты в графическом виде воспроизводятся на экране цветного монитора, сохраняются в памяти для последующего сравнительного анализа и, при необходимости, могут быть распечатаны на принтере.

Универсальная система измерения и большой выбор унифицированных приспособлений для закрепления испытуемых образцов облегчает работу с установкой. Двухкоординатный рабочий стол устройства позволяет легко и

9

быстро выставить испытуемый образец над шариком расплавленного припоя или ванной.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАКТЕРИСТИКИ

2.КОНТРОЛЬ И ПОДГОТОВКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

2.1.Устройство для подготовки паяльной пасты SPS-1

Время подготовки паяльной пасты к использованию не более 15 минут

Перемешивание и подогрев паяльной пасты в одном цикле

Отсутствие в пасте включений воздуха

10

Подготовка пасты в стандартной заводской упаковке

Блокировка крышки устройства при работе центрифуги

Для достижения максимального времени жизни паяльные пасты рекомендуется хранить при постоянной температуре в прохладном месте, предпочтительно в холодильнике. Однако, перед использованием температура пасты естественным путем должна быть доведена до температуры окружающей среды, что по времени может занять несколько часов. По достижении температуры окружающей среды перед нанесением на трафарет паяльная паста также должна быть хорошо перемешана до состояния однородной массы.

Устройство SPS-1 сводит оба процесса, подогрев и перемешивание пасты, в единую автоматически выполняемую операцию, что благоприятно влияет на весь производственный процесс. Таким образом, устройство SPS-1 обеспечивает подготовку паяльной пасты к непосредственному использованию, приводя ее в оптимальное рабочее состояние не более чем за 15 минут, независимо от ее исходной температуры.

Устройство SPS-1 представляет собой центрифугу, содержащую вращающееся коромысло, на одном конце которого закреплен наклонный держатель банки с пастой, а на другом – автоматически регулируемый противовес. Планетарное движение банки, достигаемое за счет того, что держатель медленно вращается в направлении противоположном вращению коромысла, вызывает перемещение пасты внутри банки, приводящее к ее перемешиванию и к повышению ее температуры за счет взаимного трения внутренних слоев пасты. Паяльная паста готова к использованию после 10-15-минутного цикла, достаточного для ее перемешивания и повышения ее температуры от температуры хранения в холодильнике до температуры окружающей среды.

11

Применение устройства SPS-1 позволит радикально повысить качество сборки печатных узлов (ПУ) с поверхностным монтажом, т.к. до 70% брака при производстве ПУ происходит вследствие нарушения технологии нанесения паяльной пасты на печатную плату, в том числе и из-за неправильной подготовки пасты к нанесению.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.2Устройство измерения вязкости РМ-2А

Широкий диапазон измерения вязкости материалов

Соответствие международным стандартам

Рекомендуется для поверхностного монтажа

Компактное, портативное устройство РМ-2А предназначено для оперативного определения вязкости

12