四路配电保护开关的小型化设计及实现

摘要

随着航天产品的不断发展，星上各负载单机的规模和数量在日益发展壮大，但我国目前的航天器载荷平台承载能力相对较低，这与不断增长的载荷使用需求形成了较大的差距，并且这种差距在较短的时间内无法消除。因此，单机电子产品的集成化、小型化逐步成为了电子系统发展的必然要求。
　　本论文围绕航天产品四路配电保护开关的小型化研制进程展开。首先介绍了四路配电保护开关的国内外研究现状，针对同类产品体积大、重量重的不足，基于立体叠装思路设计了“上层板-导通板-下层板”的板间层叠结构，提高了组装密度；采用厚膜混合电路技术进行了小型化实现，满足了用户对产品尺寸和重量的严格要求。
　　对立体叠装结构进行了器件布局和版图设计。利用 MSC/PATRAN软件完成了热力学仿真分析，分析结果表明，该立体叠装结构设计方案可以满足产品的性能指标要求和可靠性试验要求。
　　根据立体叠装结构器件布局方案，按照“先高温，后低温，先下层板，后上层板”的原则设计了组装工艺流程，详细说明了各个工艺步骤的操作内容和注意事项。同时，还对组装过程中的工艺控制点和涉及的主要工艺技术进行了介绍。
　　针对立体叠装结构组装过程中遇到的工艺瓶颈和技术难点，逐一进行了专项工艺攻关。设计了专用植球工装，满足了基板的植球需求；优化了锡膏印刷的压力、间隙等参数，实现了满足要求的植球焊点；调整和优化了多条焊接曲线，满足了有铅无铅混合焊接等各种焊接需求；采用 CCD采集图像重叠对位的方式，实现了叠层基板的精确贴放。
　　最后，对组装完成的四路配电保护开关产品进行了电性能测试，各项指标均满足要求；按GJB548B-2005《微电子试验方法和程序》的相关考核试验项目和要求，进行了生产批产品的筛选及 QML考核试验，均顺利通过，各项指标满足要求。

目录

第1章 绪 论

1.1 本论文研究的目的和意义

1.2 国内外的研究现状

1.3 本文的主要研究内容

1.4 本文结构

第2章 四路配电保护开关的小型化设计

2.1 小型化技术指标及分析

2.2 主要的技术难点及解决思路

2.3 采用立体叠装结构的小型化设计方案

2.4 立体叠装结构抗力学环境仿真和分析

2.5 立体叠装结构元器件排布和版图设计

2.6 立体叠装结构热仿真及分析

2.7 本章小结

第3章 四路配电保护开关的工艺实现

3.1 工艺设计的主要技术难点及解决思路

3.2 封装工艺流程策划

3.3 工艺步骤介绍

3.4 生产过程中的工艺控制

3.5 主要工艺技术介绍

3.6 本章小结

第4章 四路配电保护开关封装关键工艺技术研究

4.1 基板植球工艺攻关及相关参数研究

4.2 有铅无铅混合焊接曲线优化研究

4.3 提高叠装基板合片组装可靠性及对位精度的工艺方法研究

4.4 本章小结

第5章 四路配电保护开关的电性能测试及试验验证

5.1 电性能测试

5.2 可靠性试验

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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