Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Рабинович А.Г. Технология производства гидроакустической аппаратуры учеб. для судостроит. техникумов

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
16.15 Mб
Скачать

соединений между первым и четвертым слоями фольги с помощью металлизированных отверстий.

Способ попарного прессования обладает высокой надежностью и простотой. На платах, изготовленных данным способом, могут быть установлены элементы как с пленарными выводами, распо­ лагаемыми на контактных площадках фольги внахлест, так и с осе­ выми выводами, устанавливаемыми в металлизированные от­ верстия.

Способом попарного прессования можно изготовлять много­ слойные печатные платы с числом слоев не более четырех, что и является его основным недостатком.

П р и с п о с о б е м е т а л л и з а ц и и с к в о з н ы х о т в е р с т и й

собирают

пакет многослойной печатной платы из отдельных

слоев

 

 

 

 

с рисунками схем, выполненными на

 

 

 

 

внутренних слоях, и из стеклоткани, про­

 

 

 

 

питанной

лаком.

Затем

производится

 

 

 

 

склеивание (прессование) пакета и свер­

 

 

 

 

ление сквозных отверстий (рис. 108).

 

 

 

 

Металлизацией

сквозных

отверстий

 

 

 

 

обеспечиваются

межслойные

соединения

 

 

 

 

внутренних и внешних слоев. Рисунок

 

 

 

 

схемы на внешних слоях выполняется

 

 

 

 

комбинированным

способом.

 

 

 

Рис. 109. Основные

этапы

На заготовки внутренних слоев платы

изготовления

многослойной

рисунок

схемы

наносится

фотохимиче­

печатной

платы с использо­

ским способом.

Внутренние

 

слои

платы

ванием

вытравляемого ди­

могут выполняться из одноили двусто­

 

электрика.

 

/ — склеивание

слоев

платы;

роннего

фольгированного

диэлектрика.

/ / — сверление

отверстия;

III —

При необходимости обеспечения меж-

травление

диэлектрика;

IV —

металлизация отверстия.

слойных

соединений на двусторонней за­

готовке они выполняются металлизацией отверстий так же, как и при способе попарного прессования. Заго­ товки наружных слоев выполняются из одностороннего фольгиро­ ванного диэлектрика.

В связи с тем что межслойные соединения, выполненные в виде сквозных металлизированных отверстий, обеспечивают контакт с внутренними слоями только по торцу фольги, данный способ при применении обычных диэлектриков недостаточно надежен.

Надежность способа металлизации сквозных отверстий может быть значительно повышена при использовании для изготовления внутренних слоев платы (рис. 109) специального, так называемого вытравляемого диэлектрика. При этом после сверления сквозных отверстий производится травление диэлектрика внутри отверстий. Медная фольга внутренних слоев выступает в отверстие, благо­ даря чему увеличивается площадь металлизации и соответственно надежность контакта.

Необходимость применения специального вытравляемого ди­ электрика и введения дополнительных операций в технологический процесс снижают ценность данного способа изготовления много-

слойных печатных плат. К несомненным достоинствам способа ме­ таллизации сквозных отверстий следует отнести возможность изго­ товления печатных плат с количеством слоев до шести и более. Платы, изготовленные данным способом, допускают установку эле­ ментов с планарными и осевыми выводами.

Склеивание (прессование) многослойных печатных плат произ­ водится при помощи пропитанной стеклоткани, поставляемой с фольгированными диэлектриками. Пакеты печатных плат соби­ раются в пресс-форме (допускается одновременное прессование до трех плат), которая устанавливается на предварительно нагре­ той плите гидравлического пресса. Прессование производится при

удельном давлении

(64-10) • 10° н/м2

и

температуре

150—180°С.

Время выдержки

на

1 мм толщины пакета составляет

10—\2мин,

но не должно быть менее 40 мин. После

окончания выдержки при

температуре 150—180° С пре:с-форма

охлаждается до

температуры

40° С со скоростью охлаждения 2—3°

С/мин.

 

 

 

 

 

§ 54. Основные направления микроминиатюризации

 

 

радиоэлектронной аппаратуры, применяемой в гидроакустике

 

На первых этапах

развития

гидроакустики

вся

радиотехниче­

ская аппаратура

выполнялась

из небольшего

количества

деталей

и узлов, которые компоновались в виде моноблока.

Изготовление

радиоаппаратуры велось при этом малопроизводительным

ручным

способом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бурное развитие радиотехники, усложнение аппаратуры, рост

количества деталей, узлов и объема

производства привели

в итоге

к

необходимости

конструирования

и

изготовления

 

аппаратуры

в

виде отдельных частей — самостоятельных

блоков

с

объемным

монтажом, выполняющих определенные функции. В результате по­

явился б л о ч н ы й м е т о д

к о н с т р у и р о в а н и я и

п р о и з ­

в о д с т в а .

 

 

Разработка и применение

печатных плат, благодаря

которым

удалось осуществить расположение элементов в одной плоскости, позволили повысить плотность монтажа и приступить к его меха­ низации и автоматизации.

Дальнейшее усложнение аппаратуры привело к вытеснению блочного метода ф у н к ц и о н а л ь н о - у з л о в ы м . Этот метод конструирования характеризуется расчленением аппаратуры на от­ дельные функционально законченные узлы, из которых собираются

блоки. Одним из главных

достоинств функционально-узлового ме­

тода конструирования и

изготовления радиоаппаратуры

является

возможность

тщательной

предварительной

отработки,

настройки

и испытания узлов, а также их унификация.

 

 

Такие узлы получили

название м о д у л е й , а сам метод стал

называться

м е т о д о м

м о д у л ь н о г о

к о н с т р у и р о в а н и я .

Различают два типа модулей — плоские и объемные. Замена элек­ тронных ламп полупроводниками, значительное уменьшение габа­ ритов других электроэлементов — конденсаторов, резисторов и

др.— позволили на

базе печатных

плат создавать

унифицирован­

ные плоские модули

(рис. ПО, а),

представляющие

собой горизон­

тально смонтированные малогабаритные радиодетали и полупро­ водниковые приборы на печатной плате.

Объемные модули (рис. ПО, б) могут быть выполнены в виде двух печатных плат, между которыми размещены навесные радио­ элементы с осевыми выводами. Для обеспечения механической прочности и защиты от влияния окружающей атмосферы объем­ ные модули часто заливают компаундами. Заливка жесткими ком­ паундами делает модуль неремонтопригодным. В последнее время

5)

/• ?• J* 5» f 7* 8»3* (!•

¥2

Рис. ПО. Плоский (а) и объемный (б)

модули.

/ — печатная плата; 2 —навесные радиоэлементы;

3—разъем.

широкое применение для заливки объемных модулей нашли эла­ стичные компаунды. Кроме обеспечения ремонтопригодности мо­ дуля, заливка эластичным компаундом исключает уход парамет­ ров радиодеталей под влиянием усадочных напряжений в заливоч­ ном компаунде.

Показателем степени миниатюризации принято считать количе­ ство элементов электрической схемы, размещенных в 1 см3 объема. В плоских и объемных модулях можно получить плотность мон­ тажа до 3—5 радиодеталей в 1 см3.

 

Разработка микроэлементов дала возможность

создать новый

тип

малогабаритных

модулей — м и к р о м о д у л и .

При использо­

вании микромодулей

удается значительно уменьшить габариты и

вес

радиоаппаратуры.

 

 

Блочные, модульные и микромодульные конструкции радио­ аппаратуры существенно отличаются друг от друга по конструк­ ции, технологии изготовления и используемой элементной базе. Но все они разрабатываются на основе дискретных элементов, что обеспечивает максимальную плотность заполнения объема не более 20 элементов в 1 см3.

Дальнейшее существенное уменьшение размеров радиоаппара­ туры и повышение количества радиоэлементов в единице объема может быть достигнуто применением интегральных микросхем.

Микросхемы, представляющие собой сочетание (сумму) эле­

ментов, выполненных на одной подложке

и неотделимых

друг

от

друга,

называются

и н т е г р а л ь н ы м и

м и к р о с х е м а м и .

Они

бывают трех типов: пленочные, твердые и гибридные.

 

 

При

построении

радиоаппаратуры

на

интегральных

микросхе­

мах можно достигнуть плотности

монтажа

до 1000

элементов

в 1 см3

и выше.

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

основным направлением

микроминиатюризации

радиоэлектронных устройств является применение микромодулей, пленочных, твердых и гибридных микросхем.

§ 55. Технология изготовления микромодулей Микромодуль представляет собой законченный функциональ­

ный узел стандартной

формы и размеров. Это герметично залитый

узел, не подлежащий

ремонту. В случае

неисправности

микромо­

дуль заменяется целиком. Применение

микромодулей

позволяет

 

6)

 

 

Рис. 111. Конструкция этажерочного

микромодуля:

а — общий

вид; б — микроплата.

/ — микроплата;

2—соединительные

провода.

значительно повысить производительность труда за счет механиза­ ции и автоматизации производства.

Наибольшее распространение получили микромодули этаже­

рочного

типа

(рис. 111),

состоящие из

микроэлементов

на

микро­

платах,

которые соединяются

между

собой

проводами

согласно

электрической

схеме.

 

 

 

 

 

 

 

Основным элементом конструкции микромодуля является

м и к ­

р о п л а т а

(рис. 111, б),

представляющая собой пластинку

из

изо­

ляционного

материала

(обычно из

радиокерамики)

толщиной

0,3 мм. Плата имеет двенадцать металлизированных

пазов

на

краях (по три паза с каждой

стороны). Для

ориентации

платы

при

монтаже в одном из ее углов имеется прямоугольный вырез (ключ), от длинного паза которого по часовой стрелке ведется ну­ мерация пазов. При сборке плату можно установить в восьми различных положениях, однозначно определяемых положением ключа. Микроплата несет на себе микроэлементы, которые могут

быть выполнены непосредственно на микроплате

или

смонтиро­

ваны на ней

в виде навесных элементов. Отдельно

изготовляются

микродиоды,

микротранзисторы,

микротрансформаторы,

микроин­

дуктивности в виде катушек на

кольцевых ферритовых

сердечни­

ках, керамические конденсаторы

и др.

 

 

Микромодульные резисторы выполняют путем нанесения на стандартную плату тонких приводящих пленок, обладающих боль­ шим сопротивлением. Конденсаторы могут быть изготовлены путем

двусторонней металлизации микроплаты. На микроплату

может

быть также нанесен полупроводниковый переход, спираль

ка­

тушки индуктивности и

т. д. Проводники,

соединяющие

элементы

с пазами, выполняются

методом

вжигания

серебра или

печати.

Такими же методами на микроплаты наносятся перемычки.

 

 

Максимальная

высота

микроэлементов,

устанавливаемых

на

микроплате, не превышает 4 мм.

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим

технологический

процесс

изготовления

этажероч-

ных микромодулей,

схема

которого

изображена на рис.

112.

 

В х о д н о й

к о н т р о л ь

м и к р о э л е м е н т о в

включает

в себя получение от изготовителя микроэлементов, вскрытие завод­ ской тары, внешний осмотр и проверку электрических параметров на соответствие техническим условиям. После проведения входного контроля годные микроэлементы немедленно укладываются в па­ кеты из полиэтиленовой пленки и хранятся в герметичной упаковке до использования.

Входному контролю

подвергаются 100%

микроэлементов.

К о м п л е к т а ц и я

м и к р о м о д у л е й

производится подбор­

кой микроэлементов необходимого номинала и цоколевки. Подоб­ ранные микроэлементы укладывают в специальную тару с соблю­ дением ориентации и последовательности их установки в микромо­ дуль. В каждое гнездо тары укладывают один микроэлемент. Тару с комплектом микроэлементов маркируют и помещают в эксикатор.

И з г о т о в л е н и е п е р е м ы ч е к н а м и к р о п л а т а х вы­ полняется методом вжигания серебра. Для этого на обезжиренную микроплату наносят слой серебросодержащей пасты. Микроплату с нанесенной пастой после выдержки на воздухе сушат в сушиль­ ном шкафу при температуре 40—50° С в течение 40—50 мин. После сушки микроплату помещают в муфельную печь, где производится

вжигание серебра при температуре

700—800° С с

выдержкой при

этой температуре в течение 2,5 ч.

 

 

Г о р я ч е е

л у ж е н и е

п а з о в

м и к р о п л а т

с перемычками

осуществляется

методом

погружения покрытого

флюсом торца

платы в припой ПОССр2. Глубина погружения в припой не должна превышать 1,5—2 мм. Операция облуживания повторяется после­ довательно со всеми четырьмя торцами платы.

| Входной контроль микроэлементов

1

 

Комплектация

микроэлементов

 

Сборка

и пайка

микромодулей

 

Контроль

геометрических

размеров

 

 

и качества

пайки

 

 

 

1

 

|

Контроль

электрических

параметров

 

Герметизация

микромодулей

 

эпоксидным

компаундом

 

 

 

 

 

 

Маркировка

микромодулей

Изготовление

перемычек на микроплатах

Горячее лужение пазов микроплат с перемычками

і

Утолщенное

лужение медной проволоки

|

Контроль

электрических

параметров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

112. Схема

технологи­

 

 

 

 

ческого процесса

изготовле­

 

Электротермотренировка

ния

этажерочных

микромо­

 

 

дулей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

1

- контрольные

 

 

і .

 

операции ОТК.

 

 

 

 

 

- основные

опе­

 

Контроль

электрических

параметров

 

 

 

 

 

 

рации

 

 

 

 

 

 

 

- операции,

вы­

 

 

 

 

 

 

полняемые

ра­

бочими и кон­ тролируемые

ОТК

Упаковка

I — вспомогатель- _ _ | ные операции

После облуживания остатки флюса удаляют спиртом. Облуженные микроплаты с перемычками заваривают в пакеты из поли­

этиленовой пленки.

 

У т о л щ е н н о е л у ж е н и е м е д н о й

п р о в о л о к и произво­

дится на специальной установке, схема

которой представлена на

рис. 113. Установка представляет собой систему ванн обезжирива­ ния У, флюсования 2 и лужения 3. Направляемая роликами мед­ ная проволока проходит последовательно все операции и в облуженном виде наматывается на барабан 4. Скорость движения про­ волоки 19 ± 0,5 мі мин при температуре припоя ПОССр2 240±5°С. Толщина лужения должна быть от 7 до 20 мкм. Для обезжирива­ ния применяется трихлорэтилен, а в качестве флюса — спиртоканифоль КСФ.

Рис. 113. Схема установки для лужения медной проволоки.

 

С б о р к а и п а й к а

м и к р о м о д у л е й выполняется в

спе­

циальном приспособлении

(рис. 114), представляющем собой

раз-,

движную систему, собранную из пластин, образующих две парал­ лельные гребенки. Толщина каждой пластины 0,25 мм. Шаг гре­ бенки, кратный 0,25 мм, устанавливается в соответствии со схемой раскладки микромодуля поворотом пластин вокруг оси. Стержень, на котором нанизаны пластины, может под действием рычагов и пружин перемещаться, чем обеспечивается закрепление микроплат.

В пазы гребенки последовательно вставляют микроплаты для данного микромодуля. Над пазами плат натягивают проводники. Пайка проводников в пазы микроплат производится малогабарит­ ным паяльником мощностью 20 вт при кратковременном прогреве без дополнительной подачи припоя к местам паек. Необходимое для пайки количество припоя имеется в пазах микроплат и на поверхности соединительных проводников.

После того как этажерка спаяна, выводы микромодуля обре­ зают. Для получения заданной электрической схемы производят

вырубку проводников между микроплатами согласно чертежу. Во избежание поломки керамических микроплат при вырубке про­ водников эту операцию выполняют с помощью специального при­ способления (рис. 115). Нож 5 этого приспособления, имеющий форму крючка, поднимается штоком / при нажатии на рычаг 2 и прорубает проводник на длине 0,2 мм. Винт 6 служит для ограни­ чения хода штока, а пружина 4, помещенная в корпусе 3, возвра­

щает шток в исходное положение.

 

К о н т р о л ь

к а ч е с т в а

п а й к и производится

визуально,

с помощью лупы

4—8-кратного

увеличения (рис. 116).

Пайка сое-

Рис. 114.

Гребенка

для сборки микро-

Рис.

115. Приспособление

 

 

модулей.

 

для

вырубки проводника.

/ — рамка;

2,

4 — рычаги;

3—втулка; 5 —

 

 

пластина;

6,

10 — пружины;

7 — стержень;

 

 

 

8 — тяга;

9 — собачка.

 

 

динительных проводников в пазах должна быть без пор, трещин, непропая и наплывов припоя.

П р и г е р м е т и з а ц и и м и к р о м о д у л е й эпоксидным ком­ паундом на выводы этажерки надевают резиновые насадки с целью оформления торцевых поверхностей микромодуля и защиты выво­ дов от компаунда. Кроме того, насадки служат для фиксации эта­ жерки в заливочной форме. Надевание насадок выполняется на приспособлении следующим образом (рис. 117). Этажерку микро­ модуля устанавливают между двумя подвижными призмами. Ре­ зиновую насадку вставляют в специальное гнездо рабочей поверх­ ностью наружу. Поворотом среднего рычага производят выравни­ вание и ориентацию выводов этажерки. Поворотом верхнего рычага насадка надевается на выводы этажерки. После этого этажерка переворачивается на 180° и насадка надевается на вы­ воды с противоположной стороны.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ