Устройство для ремонта сменных элементов радиоэлектронной аппаратуры

Заявленное устройство относится к области войскового ремонта радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) изделий вооружений и военной техники (ВВТ) с применением мобильных ремонтно-диагностических комплексов (РДК) и может быть использовано при ремонте сменных элементов РЭА различного назначения, содержащих в своем составе интегральные схемы в корпусах с шариковыми выводами (корпусах BGA).
Из уровня техники известно технологическое оборудование для установки интегральных схем (ИС) в корпусах BGA на печатные платы в процессе серийного производства РЭА на заводах изготовителях. Точное позиционирование (совмещение шариковых выводов корпусов BGA с точечными контактами на печатных платах) обеспечиваются в этом оборудовании с помощью программноуправляемых трехкоординатных манипуляторов.
Достоинством такого оборудования является обеспечение необходимой точности установки (позиционирования) интегральных схем в корпусах BGA на точечные контакты печатных плат изготавливаемой РЭА.
Недостатком данного решения является громоздкость такого оборудования, что не позволяет применять его в условиях ограниченного технологического пространства, в частности - в технологических отсеках мобильных РДК при проведении работ по войсковому ремонту изделий ВВТ на местах их дислокации (например, при проведении работ по патенту RU 2376164).
Наиболее близким к заявленному решению является технологическое рабочее место (ТРМ) электрорадиомонтажа по патенту RU 2376164, содержащее в своем составе рабочий стол с установленным на нем технологическом оборудовании, включая паяльное устройство со сменными насадками.
Достоинство данного ТРМ является возможность его размещения в составе ограниченного пространства технологического отсека мобильного РДК, а также возможность выполнения работ по демонтажу неисправных электрорадиоэлементов (ЭРЭ), установке взамен их исправных ЭРЭ из состава ремонтного комплекта запасного имущества и принадлежностей (ЗИП).
Недостатками ТРМ по патенту RU 2376164, принимаемого в качестве прототипа по отношению к заявленному техническому решению, являются:
- фактическая невозможность точного совмещения шариковых выводов ИС в корпусах BGA с точечными контактами печатных плат ремонтируемых сменных составных частей (ССЧ) РЭА;
- большая продолжительность ремонта ССЧ, содержащих ИС в корпусах BGA, обусловленная сложностью точного позиционирования таких ИС при монтаже в условиях РДК или необходимостью передачи ССЧ с такими ИС в ремонт в стационарных ремонтных центрах или на предприятия-изготовители;
- большой процент брака при ремонте ССЧ с ИС в корпусах BGA из-за невозможности точного позиционирования, что приводит к смещению установок ИС и замыканиям между соседними точечными контактами на печатных платах (под корпусами ИС).
Техническими результатами заявленного решения являются:
- обеспечение необходимой точности позиционирования ИС в корпусах BGA на печатных платах, ремонтируемых ССЧ РЭА, благодаря чему шариковые выводы ИС совмещаются с точечными контактами на печатной плате;
- повышение производительности ремонта ССЧ РЭА в условиях ограниченного технологического пространства за счет сокращения времени монтажа ИС в корпусах BGA на ремонтируемые печатные платы этих ССЧ;
- исключение брака за счет обеспечения необходимой точности установки ИС в корпусах BGA на точечные контакты печатных плат с нанесенными на них точечными капельками припоя.
Указанный технический результата достигается тем, что в составе ТРМ электрорадиомонтажа, содержащего рабочий стол с установленным технологическим оборудованием, включающим паяльное устройство со сменными насадками, на поверхности рабочего стола ТРМ установлено устройство позиционирования ЭРЭ, в частности ИС в корпусах BGA, содержащее перпендикулярно расположенные по сторонам ремонтируемой платы направляющие, на которых установлены планки обладающие возможностью перемещения над поверхностью платы и фиксации в заданном положении, на одной из планок установлен фиксатор ЭРЭ (в частности - ИС в корпусах BGA), обладающий возможностью перемещения вдоль направляющей и по вертикали - с фиксацией в позиции установки ЭРЭ (в частности - ИС в корпусе BGA), в фиксатор, имеющий форму в соответствии с формой корпуса ЭГЭ (в частности - форму прямоугольного уголка для позиционирования ИС в корпусе BGA), устанавливается шаблон ЭРЭ (в частности - шаблон ИС в корпусе BGA), выполненный в виде тонкой пластины из материала, не смачиваемого припоем, и имеющий отверстия, по размеру и расположению соответствующий точечным контактам на печатной плате и обеспечивающий точное размещение капелек припоя на точечных контактах под монтаж ЭРЭ (в частности - под монтаж ИС в корпусах BGA).
Реализация заявленного технического решения поясняется на фиг. 1.
На поверхность стола 1 ТРМ электромонтажа устанавливаются под прямым углом две направляющие 2 и 3, по которым перемещаются подвижные планки 4 и 5 с возможностью фиксации в требуемом положении. При этом планка, установленная на одной из направляющих (например - планка 5, установленная на направляющей 3), перемещается по верхней поверхности планки, установленной на другой направляющей (например - по планке 4, установленной на направляющей 2), на верхней из перемещающихся планок установлен фиксатор 6, по форме соответствующий корпусу устанавливаемых электрорадиоэлементов. Фиксатор 6 обладает возможностью перемещения вдоль планки, на которой он установлен и по вертикали - в сторону перпендикулярно поверхности ремонтируемой платы 7 с возможностью фиксации в требуемом положении. Ремонтируемая печатная плата 7 помещается на поверхность стола 1 ТРМ в упор в угол между направляющими 2 и 3 с фиксацией в этом положении, планки 4 и 5 установлены таким образом, чтобы при перемещении над ремонтируемой платой ни планки 4 и 5, и установленный на планке фиксатор 6 не задевали корпус самого высокого из электрорадиоэлементов (ЭРЭ) 8, установленных на ремонтируемой плате 7. В фиксатор 6, после его точного позиционирования в требуемом положении, устанавливается шаблон 9 соответствующего ЭРЭ (см. фиг. 2), подлежащего монтажу на плату 7. При этом отверстия 10 шаблона ЭРЭ 9, в частности - шаблона/ИС в корпусе BGA (см. фиг. 2), совпадают с необходимой точностью с точечными контактами на ремонтируемой плате 7, к которым должен быть припаян устанавливаемый при ремонте ЭРЭ, в частности - ИС в корпусе BGA.
Устройство позиционирования фиг. 1 и ТРМ электромонтажа, построенное с их применением, используется для ремонта плат РЭА следующим образом.
Перед началом ремонта на поверхности стола 1 ТРМ освобождают место для размещения ремонтируемой платы 7. С этой целью в устройстве позиционирования фиг. 1 подвижные направляющие 4 и 5 выводят за границы ремонтируемой платы.
Плату 7, подлежащую ремонту, устанавливают на поверхность стола 1 и фиксируют к направляющим 2 и 3. С помощью технологического оборудования, входящего в состав ТРМ электромонтажа, например - с помощью паяльной установки с соответствующей насадкой, демонтируют неисправный ЭРЭ и подготавливают освободившееся место для установки исправного ЭРЭ, в частности - ИС в корпусе BGA. При этом очищают точечные контактные площадки от возможных загрязнений и остатков припоя.
Перемещают подвижные части (позиции 4, 5 и 6) устройства позиционирования фиг. 1 таким образом, чтобы фиксатор 6 обеспечивал установку монтируемого ЭРЭ (в частности - ИС в корпусе BGA) на заданное место с требуемой точностью совмещения шариковых выводов корпуса ЭРЭ с точечными контактами на печатной плате 7. С помощью фиксатора 6 устанавливают шаблон 9 (фиг. 2) монтируемой ИС и через отверстия 10 в шаблоне наносят капельки припоя или паяльной пасты на точечные контакты ремонтируемой платы 7. После нанесения капель припоя шаблон 9 удаляют и визуально убеждаются в точном нанесении капель припоя и в отсутствии замыканий припоем соседних точечных контактов платы 7.
С помощью фиксатора 6 устанавливают корпус монтируемой исправной ИС на предназначенное для нее место в ремонтируемой печатной плате 7 и с помощью паяльной установки, входящей в состав ТРМ электромонтажа, монтируют установленную ИС на плату 7. После монтажа всех ЭРЭ, подлежащих замене, отремонтированную ССЧ передают на рабочее место контроля в составе РДК для подтверждения восстановления работоспособности и выполняют необходимые последующие операции по технологическому процессу ремонта РЭА в составе РДК, например - по патенту RU 2376164.
Заявленное техническое решение промышленно реализуемо с использованием оборудования и материалов, известных из уровня техники. В качестве рабочего стола ТРМ электромонтажа и технологического оборудования, включая паяльное устройство со сменными насадками, используется оборудование, серийно выпускаемое промышленностью и аналогичное используемому для реализации решения по патенту RU 2376164.
Все детали устройства позиционирования фиг. 1 изготавливаются, например, из инструментальной стали с использованием технологического оснащения инструментального цеха приборостроительного предприятия - для обеспечения необходимой точности позиционирования устанавливаемых ЭРЭ. Погрешности позиционирования устанавливаемых ИС в корпусах BGA (с шариковыми выводами не должна превышать 0,25 промежутка между соседними точечными выводами ИС.
Таким образом, заявленное техническое решение промышленно реализуемо с использованием оборудования и материалов, известных из уровня техники и обеспечивает заявленный технический результат, а именно:
- обеспечивает необходимую точность позиционирования ИС в корпусах BGA, благодаря чему оказывается возможным ремонт ССЧ РЭА с ИС в корпусах BGA в ограниченном технологическом пространстве мобильных РДК;
- повышает производительность ремонта ССЧ РЭА с повышенной плотностью монтажа за счет сокращения времени позиционирования в устанавливаемых ИС с шариковыми выводами на точечные контакты печатных плат;
- фактически исключает брак монтажа ИС за счет предварительного нанесения капель припоя на точечные контакты печатных плат и последующего точного позиционирования монтируемых ИС без замыканий соседних точечных контактов.