СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №7/2015

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2015 Новый метод монтажа изделий на керамической подложке В статье рассмотрена технология монтажа компонентов на керамическом носителе с применением нового адгезива, разработанного в АО «НИИ «Субмикрон». Этот метод позволяет автоматизировать процесс сборки изделий и существенно повысить производительность. Тамара Борисова, Надежда Оленина, Александр Серёгин (г. Зеленоград) В последнее время среди производи- телей различных радиоэлектронных устройств, в частности изделий спе- циального назначения, растёт инте- рес к применению в качестве носите- ля электрорадиоизделий (ЭРИ) керами- ческой платы (КП). Несмотря на более высокую стоимость, она имеет ряд пре- имуществ перед печатной платой (ПП). Керамические платы обеспечивают: ● механическую прочность; ● широкий диапазон рабочих темпе- ратур; ● твёрдость; ● вакуумплотность; ● устойчивость к воздействию тепло- вого удара; ● влагостойкость и стойкость к агрес- сивным средам; ● хорошие диэлектрические и тепло- вые свойства; ● удельное объёмное сопротивление не менее 10 14 Ом; ● пробивное напряжение не менее 10 кВ/мм; ● долговечность. Широкому внедрению керамиче- ских плат в производство препят- ствует более трудоёмкий процесс сборки и монтажа ЭРИ на КП. Опти- мизировать и автоматизировать про- цесс монтажа на керамической пла- те невозможно даже при использова- нии поверхностно монтируемых ЭРИ. Поэтому традиционно пайка компо- нентов производится с помощью паяльника на предварительно нагре- тую КП, или же процесс пайки выпол- няется в потоке газа. С увеличением степени интеграции КП и уменьшением размеров применя- емых ЭРИ использование для монта- жа традиционных способов становит- ся проблематичным. При выполнении монтажа в потоке газа силы смачива- ния припоя не могут удерживать на кон- тактной площадке компактные и лёгкие ЭРИ. Пайка же паяльником становится всё более трудоёмкой, в результате чего растёт количество брака. Чтобы решить эту проблему специа- листы АО «НИИ «Субмикрон» предлага- ют для монтажа компонентов на кера- мические платы использовать метод групповой пайки по аналогии с печат- ными платами, что позволило бы повы- сить производительность и снизить количество брака. Однако при реализации этого мето- да необходимо учитывать ряд техно- логических особенностей. Во-первых, термопрофиль пайки керамической платы значительно отличается от профиля пайки печатной платы. Кро- ме того, для облуживания контактных площадок необходимо окунать кера- мическую плату в ванну с припоем или использовать для этой цели паяльник. Оба способа не обеспечивают задан- ную толщину припоя, которая варьи- руется от 40 до 200 мкм. Следователь- но, из-за возможного переизбытка припоя на контактных площадках исключается применение паяльной пасты. Если термопрофиль пайки в печи можно подобрать сравнительно про- сто, то решить проблему использо- вания паяльной пасты практически невозможно. Ведь помимо формиро- вания самого паяного соединения, паяльная паста, а именно, связка, вхо- дящая в состав пасты, удерживает ЭРИ на посадочном месте и удаляет окисел с контактных площадок платы и выво- дов компонентов. Если для формиро- вания паяного соединения можно использовать припой, то для замены связки паяльной пасты нужен матери- ал, который, за счёт клеящих свойств, удерживал бы ЭРИ на посадочном месте и одновременно удалял окисел с пары контактная площадка КП – вывод ком- понента. Такой материал был разработан в АО «НИИ «Субмикрон» и получил назва- ние – адгезив БОС (см. рис. 1). Новый адгезив должен удовлетворять следующим требованиям: ● простота приготовления (отсутствие необходимости использования спе- циальной оснастки и оборудования, а также специально обученного пер- сонала); ● низкая стоимость материалов и до- ступность их приобретения; ● химическая безопасность; ● высокая технологичность исполь- зования. Основная составляющая адгезива БОС – канифоль сосновая. Канифоль имеет 100-процентное природное про- исхождение, вследствие чего химиче- ски безопасна для человека. Адгезив готовится в течение несколь- ких часов и не требует специальных устройств или приспособлений. Нано- сится в разогретом виде на всю плату целиком с помощью шпателя. Остат- ки смываются спиртом при промыв- ке изделий. Технологические процессы по при- готовлению и нанесению адгезива БОС внедрены на производстве, составлены соответствующие технологические карты, обучен и аттестован необходи- мый персонал. Материал и технология его применения согласованы с воен- ным представительством и могут быть использованы при производстве изде- лий специального назначения (космос, авиация, медицина). Примеры изделий специального назначения, собранные Рис. 1. Внешний вид адгезива БОС © СТА-ПРЕСС