Технологический процесс изготовления микромодуля этажерочного типа применительно к серийному производству

В универсальном сборнике (рис. 24) в копирную часть вставляются калиброванные плитки. Тем самым в приемной части образуются выемки, соответствующие высоте микроэлементов.

Специальные сборники или гребенки набираются из пластин различной толщины согласно карте сборки, толщине микроплаты и высоте микроэлемента. При развороте вокруг эксцентрично расположенной оси на 180 градусов пластины образуют пазы для установки микроэлементов и микроплат. Поскольку операция набора такой гребенки трудоемкая, целесообразно иметь комплект гребенок под каждый тип микромодуля.

Калибровочные плитки и пластинки сборников и гребенок изготовляют из материалов с хорошим теплоотводом.

Микроэлементы устанавливают в пазы специальной гребенки или в приемную часть универсальной гребенки с помощью пинцета в ориентированном положении по ключу согласно карте сборки.

Проводники с питающего устройства в натянутом состоянии тем или иным способом в зависимости от применяемого приспособления или установки протягивают ориентированно над пазами микроэлементов, к которым затем прижимаются специальным прижимом или нагревательным элементов.

Операция пайки.

Основным условием, обеспечивающим качественную и надежную пайку соединительных проводников к микроэлементам, является:

Наличие во всех пазах микроэлементов дозированного количества неокисленного припоя, использование свежелуженных неокисленных проводников и строгое соблюдение режимов пайки. Особенно важное значение имеет выбор способа нагрева и температурный режим. Нагрев, с одной стороны , должен быть достаточным для того, чтобы расплавить припой как в пазах микроэлемента , так и на самом проводнике , а с другой стороны , температура нагрева и его длительность не должны приводить к перегрева самих микроэлементов выше 70-80 С во избежание необратимого изменения их электрических параметров.

Экспериментально было определено, что для получения надежного паяного соединения толщина слоя припоя на соединительном проводнике должна составлять 15-20 мкм, а высота заполнения паза припоем на микроплате 0.3-0.5 мм.

С точки зрения качества пайки и минимального теплового воздействия на микроэлементы наилучшим является метод селективной пайки в среде инертного газа (рис.25).

рис. 25

Пайка в этом случае производится нагревателем, причем нагреватель имеет форму и размеры, соответствующие боковой стороне микроэлемента. Это позволяет устанавливать режимы пайки для отдельных микроплат, имеющих различные условия теплоотвода.

Другим преимуществом данного метода является введение защитной среды в зону пайки. Роль защитной среды сводится к уменьшению парциального давления кислорода и влажности в системе, где происходит пайка, для исключения роста окисной пленки, препятствующей слиянию припоя паза микроплаты и припоя проводника. В качестве защитной среды применяется аргон, пропускаемый со скоростью истечения до 3л/мин при давлении на входе системы 0.5 ат.

Проверка качества пайки на прочность шва, определяемого по формуле:

P=G*d*h*p/2

Где G- удельная прочность припоя ПОС-61 г/мм кв. d- диаметр соединительных проводников, мм. h- толщина микроплаты с серебром и припоем, показала , что температура , устанавливаемая на терморегуляторе установки для пайки , может быть рекомендована в пределах 200-400 С , причем температура 380 С , как показал опыт работы , является оптимальной для пайки микроплат различных толщины (при соответствующем времени пайки.)

Установки для селективной пайки в среде инертного газа состоят из нагревателя, автоматизированного механизма перемещения каретки , где устанавливается сборочная рамка, блока регулирования температуры и программного механизма .

Программный механизм в соответствии с предварительно набранной программой при помощи электронных реле времени обеспечивает индивидуальное время пайки микроплат с различным теплоотводом.

Испытания, проведенные рядом предприятий, показали повышенную надежность паяных соединений микромодулей, собранных по методу селективной пайки, по сравнению с паяными соединениями микромодулей, собранных другими методами.

При этом требования к микромодулям должны быть следующими:

· В пазах собранного микромодуля не должно быть трещин между проводом и припоем паза;

· Не должно быть отслоения припоя от керамики плат и провод должен быть хорошо смочен припоем;

· Перекос микроплат не должен приводить к уменьшению зазора между соседними микроэлементами.

Операция резки выводов.

Для образования заданной электрической схемы микромодуля необходимо разрезать некоторые проводники в отдельных интервалах между микроэлементами.

Существенных технологических трудностей эта операция не вызывает, однако следует иметь в виду, что метод разрезки и конструкция инструмента должны быть выбраны с таким расчетом , чтобы при разрезке не нагружались рядом расположенные места пайки и вследствие этого не происходило нарушение паяных соединений проводников с микроэлементами.

На (рис.28) показана схема разрезки микромодульных соединительных проводников. При движении подвижных ножей 1 копир 2 вперед происходит разрезка, а отходы остаются между неподвижными ножами 3. При движении назад происходит выталкивание отходов.

Микромодуль 4 при разрезке должен иметь некоторую подвижность для самоустановки, чтобы не произошло отрыва проводника от места пайки.

После разрезки соединительных проводников производится обрезка выводов и подрезка ключевых выводов.

Контроль производится в специальном контактирующем устройстве, подсоединяемом к измерительному стенду или контрольно – измерительной стойке.

Операция приготовление компаунда.

Состав компаунда ЭК-16Б в частях по массе:

1. Смола эпоксидная ЭД-5 100

2. Трикрезилфосфат 20

3. Кварц пылевидный 40

4. Слюда молотая 20

5. Сажа турбулентная 0.2

6. Полиэтиленполиамин 16

Для приготовления компаунда пылевидный кварц прокаливается в муфельной печи при температуре 850 С в течении 2-3 ч и просеивается . Слюда и сажа сушатся в термостате при температуре 150 С в течении 2 ч и также просеиваются . Все компоненты компаунда взвешиваются , прогреваются в течение 3ч при температуре 100 С и загружаются (кроме отвердителя) в фарфоровые барабаны , предварительно наполненные на 1/3 объема фарфоровыми шарами. Перемешивание композиции производится в течение 3 ч при частоте вращения барабанов 60-70 об/мин, затем

cмесь вакуумируется и охлаждается до температуры 35-40С . После охлаждения в смесь вводится требуемое количество полиэтиленполиамина и смесь вновь вакуумируется в вакуумном шкафу в течение 5-7 мин при температуре 40 С.

Приготовленный таким образом компаунд готов для заливки. Следует отметить, что жизнеспособность компаунда 30 мин, поэтому его готовят в количествах, необходимых для работы лишь в данный момент времени.

1	2	3	4	5