СПОСОБ ИСПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ УЗЛОВ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ С ВЫСОКОИНТЕГРИРОВАННОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗОЙ
METHOD OF CORRECTING DEFECTS IN MULTILAYER PRINTED-CIRCUIT BOARD ASSEMBLIES WITH HIGHLY INTEGRATED HARDWARE COMPONENTS

Область техники
Заявленное изобретение относится к области радиоэлектронной техники, в частности к способу исправления дефектов и проведения ремонта узлов многослойных печатных плат (МПП), и может быть использовано при доработке разводки проводников МПП (разрыв и прокладка новых цепей). Изготавливаемые изделия на основе многослойных печатных плат широко используются в ракетно-космическом и наземном приборостроении, к которым предъявляются высокие требования по надежности.
Уровень техники
Из уровня техники известен способ ремонта, доработки и наладки радиоэлектронной аппаратуры на печатных платах (см. авторское свидетельство SU 1016854, опубл. 07.05.1983), включающий отпайку и изолирование отдельных выводов элементов от контактных площадок печатной платы с помощью промежуточного диэлектрического элемента, закрепление последнего и отпаянных выводов на печатной плате, припаивание навесных проводников, при этом используют диэлектрическую прокладку с двухсторонней локальной металлизацией, а закрепление отпаянных выводов и прокладки на печатной плате осуществляют пайкой.
Недостатком данного способа является низкое качество печатных плат.
Из уровня техники известен способ восстановления области металлизации, которая поднялась от основания печатной платы (см. патент на изобретение US 5814174, опубл. 29.09.1998), согласно которому используют сухую эпоксидную смолу пленки, размещенную между поднятой металлизацией и основанием. При нагреве сухая эпоксидная смола пленки будет плавить и вулканизировать очень быстро, не требуя никакой дальнейшей обработки.
Недостатком данного технического решения является низкое качество и надежность печатных плат.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение качества и надежности печатных плат за счет возможности исправления дефектов узлов многослойных печатных плат с высокоинтегрированной элементной базой методами микроэлектроники за счет формирования и укладки дополнительных микроперемычек в микротрассы, что повышает качество и надежность многослойных печатных плат, а также снижает трудоемкость и затраты на повторную закупку ЭРИ и повторное изготовление МПП.
Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что способ исправления дефектов узлов многослойных печатных плат с высокоинтегрированной элементной базой характеризуется тем, что:
- производят разрез проводящих цепей дефектного узла многослойной печатной платы;
- намечают и снимают верхний защитный слой от одной контактной площадки до другой, не нарушая металлизации контактных площадок;
- укладывают в образовавшуюся микротрассу микроперемычку;
- присоединяют концы микроперемычки к контактным площадкам;
- заливают уложенную и присоединенную к контактным площадкам микроперемычку и места разреза проводящих цепей клеем-герметиком или лаком;
- проводят сушку клея-герметика или лака.
В предпочтительном варианте, разрез проводящих цепей производят микроскальпелем или лазерной установкой под микроскопом, укладку микроперемычки в микротрассу производят пинцетом, в качестве микроперемычки используют золотую проволоку, концы микроперемычки присоединяют к контактным площадкам с помощью контактной сварки.
Краткое описание чертежей
Признаки и сущность заявленного изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежом.
На фиг.1 схематично представлена область исправления дефектов на внешнем слое многослойной печатной платы под BGA компонентом, где показано следующее:
1 - контактная площадка;
2 - отступ паяльной маски;
3 - микроперемычка, например золотую проволоку;
4 - микротрасса, проложенная для микроперемычки;
5 - место контактной микросварки микроперемычки к контактной площадке;
6 - переходное отверстие, закрытое паяльной маской;
7 - место разреза проводящих цепей.
Осуществление и примеры реализации заявленного изобретения
Способ исправления дефектов и ремонта узлов многослойных печатных плат с высокоинтегрированной элементной базой с помощью микротрасс осуществляется следующим образом.
Производится демонтаж элементов (по необходимости), под которыми необходимо выполнить доработку узлов (топологии) на многослойных печатных платах.
Разрез проводящих цепей (7) производится, например, с помощью микроскальпеля (или лазерной установки) под микроскопом. Ширина реза ~100…200 мкм, глубина реза ~60-100 мкм.
Производят дополнительную электрическую связь между отдельными контактными площадками (1). Для этого намечают и снимают верхний защитный слой (паяльную маску) многослойной печатной платы микроскальпелем (или лазерной установкой) от одной контактной площадки до другой, не нарушая металлизации контактных площадок.
В образовавшуюся микротрассу (4) укладывают, например, пинцетом микроперемычку (3), например золотую проволоку (Au 999,9) диаметром 40-60 мкм.
Методом контактной микросварки (5) присоединяют концы микроперемычки (3), например золотой проволоки, к необлуженным или облуженным контактным площадкам (1), в зависимости от того, на каком этапе проводится доработка, до или после облуживания всех контактных площадок (1). Микросварка производится ближе к краю контактной площадки (1).
Уложенную микроперемычку (3), например золотую проволоку, заливают клеем-герметиком, например Эласил 137-180, для ее фиксации и защиты. Возможно покрывать микротрассу с микроперемычкой, например золотой проволокой, лаком, например УР-231, вместо клея-герметика (Эласил 137-180). Также покрывают клеем-герметиком или лаком все места разрезов на проводнике (7). Клей-герметик или лак наносят по всей длине микроперемычки, например золотой проволоки, небольшим слоем (заподлицо с паяльной маской), при этом не попадая на сами контактные площадки многослойной печатной платы. Далее производят сушку клея-герметика или лака при температуре 20-24°C в течение 2 часов.
Затем МПП передается на операцию поверхностного монтажа, где устанавливается первично (или вторично) элементная база после доработки и ремонта.
Таким образом, заявленное изобретение позволяет обеспечить возможность проводить надежный ремонт и доработку узлов МПП с высокой степенью интеграции элементной базы, а также снижение трудоемкости и затрат на повторное изготовление МПП из-за брака.
Результаты ремонта многослойных печатных плат данным способом подтвердили качество и надежность проведенной доработки, тем самым положительно оценив эффективность и целесообразность применения заявленного изобретения для создания радиоэлектронной аппаратуры ракетно-космической техники.