一种分离器件与印制电路板一体化安装方法与流程

本发明涉及一种分离器件与印制电路板安装方法。

背景技术：

随着航天类电子产品的快速发展，产品小型化、产品内部器件的高密度、产品功能输出的高效率是目前航天电子产品的发展趋势，但是伴随而来的是器件安装困难、产品调试拆装操作困难等诸多问题；很多电子产品完成装配后变成单向操作，一旦发生问题，产品的再次拆装变得极为困难，尤其以一些分离器件例如TO封装器件、E型平面变压器、EL型继电器的安装尤为突出。

传统分离器件的装配流程复杂与繁冗，其操作流程一般为：分离器件与辅助装配工装试装→辅助装配工装与产品结构件装夹→分离器件与印制电路板导线焊接→拆除辅助装配工装→分离器件与产品结构件固定→分离器件固封。如果产品完成装配后需调整相关设计时，产品的反复拆装会降低产品的装配精度、焊点的反复解焊与复焊降低了焊点的可靠度、导热填料反复涂抹增加了接触热阻降低了产品的散热效能、紧固件的反复拆卸降低了螺纹强度进而降低了分离器件与印制电路板的抗力学能力。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种分离器件与印制电路板一体化安装方法，优化分离器件传统装配流程、提高装配精度、提高导线焊点可靠性、提高印制电路板与分离器件的整体散热效能、提高分离器件与印制电路板的整体抗力学性能，实现了分离器件与印制电路板的整体拆卸装配。

本发明的技术解决方案是：一种分离器件与印制电路板一体化安装方法，包括步骤如下：

步骤一、将TO封装器件一体化安装组件安装在印制电路板上，TO封装器件一体化安装组件包括TO封装器件、导热垫及导热填料、垫座、支撑柱，安装方法如下：

1.1、将导热垫及导热填料均匀涂抹并粘贴在垫座上，垫座上有凸起结构，导热垫及导热填料粘贴在没有凸起结构的一侧；将TO封装器件固定安装在导热垫及导热填料上；

1.2、将支撑柱分别固定安装在垫座未安装TO封装器件一侧的两角上，支撑柱一端安装在垫座上，另一端安装在印制电路板，使得TO封装器件上表面与印制电路板距离≥2mm；

步骤二、将E型平面变压器一体化安装组件安装在印制电路板上，与TO封装器件一体化安装组件位于印制电路板同侧，E型平面变压器一体化安装组件包括导热垫及导热填料、变压器垫座、变压器压板、单组份硫化硅橡胶、E型平面变压器，安装方法如下：

2.1、将E型平面变压器通过单组份硫化硅橡胶粘接于变压器垫座上，单组份硫化硅橡胶位于E型平面变压器和变压器垫座之间；

2.2、将导热垫及导热填料均匀涂抹并粘贴在变压器压板上，将变压器压板压紧E型平面变压器，导热垫及导热填料在变压器压板、E型平面变压器之间；将变压器压板两端与变压器垫座两侧安装座对接并固定安装，使得E型平面变压器压紧在变压器垫座与变压器压板之间；

2.3、通过变压器垫座四周的连接柱将变压器垫座安装在印制电路板上；

步骤三、将EL型继电器一体化安装组件安装在印制电路板上，与TO封装器件一体化安装组件位于印制电路板同侧，EL型继电器一体化安装组件包括继电器垫座、静电泄放印制板、EL型继电器，安装步骤如下：

3.1、将静电泄放印制板安装在继电器垫座上，将EL型继电器安装在静电泄放印制板上，将EL型继电器两端通过紧固件与静电泄放印制板、继电器垫座；

3.2、将继电器垫座通过四周的支撑柱与印制电路板连接；

步骤四、将TO封装器件、E型平面变压器、EL型继电器通过导线与印制电路板上相应的焊盘进行焊接；

步骤五、调整垫座、变压器垫座、继电器垫座的底面，使垫座、变压器垫座、继电器垫座的底面距离印制电路板的高度一致，将垫座、变压器垫座、继电器垫座分别固定在外部结构件安装面上。

所述步骤1.1中，控制导热垫及导热填料的厚度在0.3mm～0.5mm范围内，控制TO封装器件边缘与垫座凸起结构的距离在1mm～2mm范围内。

所述步骤2.1中，控制单组份硫化硅橡胶厚度在0.3mm～0.5mm范围内，控制E型平面变压器与变压器垫座边缘的距离在1mm～2mm内。

所述步骤2.2中，控制导热垫及导热填料的厚度在0.25～0.38mm范围内。

所述步骤3.1中，将连接EL型继电器与继电器垫座、静电泄放印制板的紧固件端部穿过单向焊片，再穿过绝缘套后，进行固定；所述紧固件为螺钉。

所述步骤3.1中，控制静电泄放印制板厚度在1.6mm～2mm范围内，控制EL型继电器与继电器垫座边缘距离在1mm～2mm范围内。

所述TO封装件、E型平面变压器或EL型继电器导线焊点与印制电路板的距离范围为10mm～15mm。

所述导热垫及导热填料中导热填料为导热硅脂。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明改变传统分离器件与印制电路板彼此独立安装及导线连接的传统安装方法，提高印制电路板功能组件安装的效率与安装精度，实现了分离器件与印制电路板的整体拆卸装配。

(2)本发明改变传统分离器件与印制电路板连接导线由于反复拆装导致的焊点受力，印制电路与分离器件一体化安装避免了焊点的反复解焊，提高了焊点可靠性；同时改变了产品装配、维修、调试等环节中分离器件与印制电路板间连接导线的反复解焊-复焊-解焊-复焊的繁冗操作程序及流程，实现分离器件与印制电路的一体化拆装；

(3)本发明改变传统印制板与分离器件相对分散及单一的散热路径，印制板与分离器件一体化安装实现了交叉多通道的散热路径建立，提高印制电路板与分离器件的整体散热效能；

(4)本发明改变了传统印制电路板与分离器件分散安装、独自受力的抗力学模式，印制板与分离器件一体化安装提高了印制电路板的整体刚性，改变各分离器件的受力环境，提高抗力学环境能力。

附图说明

图1为本发明分离器件与印制电路板一体化安装三维示意图。

图2为本发明TO封装器件一体化安装基本结构示意图；

图3为本发明TO封装器件一体化安装三维示意图；

图4为本发明E型平面变压器一体化安装基本结构示意图；

图5为本发明E型平面变压器一体化安装三维示意图；

图6为本发明EL型继电器一体化安装基本结构示意图；

图7为本发明EL型继电器一体化安装三维示意图。

具体实施方式

如图1所示，分离器件与印制电路板一体化安装包括：TO封装器件一体化安装组件1、EL型继电器一体化安装组件2、E型平面变压器一体化安装组件3的安装。

如图2、图3所示，TO封装器件一体化安装组件1包括：TO封装器件7、导热垫及导热填料8、垫座9、支撑柱10(可拆卸)；

如图4、图5所示，E型平面变压器一体化安装组件3包括：导热垫及导热填料8、变压器垫座11、变压器压板12、单组份硫化硅橡胶13、E型平面变压器14；

如图6、图7所示，EL型继电器一体化安装组件2包括：继电器垫座17、静电泄放印制板18、单向焊片19、绝缘套20、EL型继电器21；

如图1所示，一种分离器件与印制电路板一体化安装方法，包括步骤如下：

(1)如图2、图3所示，通过紧固螺钉和预留的螺纹孔完成TO封装器件一体化安装组件1与印制电路板4的一体化安装，设计加工及安装步骤如下：

a)首先设计加工零件垫座9、支撑柱10(可拆卸)；设计时应注意图中L1、H、h、a四个尺寸的选择:H由h、L1及印制板距结构安装面高度决定；h为TO封装器件距印制板的安全间距，应≥2mm，h值设计应包括导热垫+导热胶8厚度，导热垫及导热填料8厚度为0.3～0.5mm；L1为焊接导线5的折弯半径即TO封装件7导线焊点与印制电路板4的距离，一般为10～15mm，以10mm为宜；“a”值为TO封装器件7距垫座9边缘间距，一般1～2mm(一周)，该值为点胶固封使用。垫座9厚度以1.5～2mm为宜；垫座9应预留与结构件(模块或整机的底座)6连接螺纹，同时应避开甩线、器件管脚和点胶固封的位置，以M2.5螺纹为宜，深度一般以3～5个螺距为宜。

b)将导热垫+导热填料8均匀粘贴和涂抹于垫座9上；导热垫及导热填料8中导热填料为导热硅脂。

c)将TO封装器件7放置于导热垫+导热填料8上，通过紧固螺钉与垫座9固定；

d)将支撑柱(可拆卸)10通过紧固螺钉与垫座9固定，支撑柱(可拆卸)10上留有与印制电路板4安装的螺纹孔；

(2)如图4、图5所示，通过紧固螺钉和预留的螺纹孔完成E型平面变压器一体化安装组件3与印制电路板4的一体化安装，设计加工及安装步骤如下：

a)首先设计加工零件变压器垫座11、变压器压板12；

设计时应注意图中L2、H、h1、h2、b四个尺寸的选择；其中H的尺寸选择由L及印制板距结构安装面高度影响，L2为绕组15上焊接导线5的折弯半径，一般为10～15mm，以10mm为宜；h1为导热垫+导热填料8的厚度，以0.25～0.38mm为宜，目的为防止刚性接触，损坏磁芯；h2为单组份硫化硅橡胶13厚度，一般为0.3～0.5mm；b为E型平面变压器14与变压器垫座11边距值，一般1～2mm(一周)，该边距为点胶固封。变压器垫座的设计应考虑包括绕组15在内的的最大包络空间。变压器垫座11上立柱应设计成通螺纹孔，以M2.5的通螺纹为宜，上部为与印制电路板一体化安装使用，螺纹下部为预留的与结构件(模块或整机的底座)6连接螺纹。

b)E型平面变压器14通过单组份硫化硅橡胶13粘接于变压器垫座11上，粘接过程中应控制好胶层厚度h2及变压器与变压器垫座边距b值；

c)将导热垫+导热填料8均匀粘贴和涂抹于变压器压板12上，粘贴和涂抹过程中应控制变压压板12与变压器磁芯之间间隙h1；

d)检查变压器压板12是否压紧E型平面变压器14；

e)将变压器压板12通过紧固件与变压器垫座11固定，变压器垫座11上留有与印制电路板4安装的螺纹孔；

(3)如图6、图7所示，通过紧固螺钉和预留的螺纹孔完成EL型继电器一体化安装组件2与印制电路板4的一体化安装，设计加工及安装步骤如下：

a)首先设计加工零件继电器垫座17，绝缘套20；设计时应注意图中L3、H、h、c四个尺寸的选择；其中H的尺寸选择由h、L3及印制板距结构安装面高度影响；h为EL型继电器21距印制板的安全间距，应≥2mm，h值设计应包括静电泄放印制板18厚度，静电泄放印制板18一般为1.6～2mm；L3为焊接导线5的折弯半径，一般为10～15mm；c值为EL型继电器21与继电器垫座17间距，一般1～2mm(一周)，该间距为点胶固封。继电器垫座厚度以1.5～2mm为宜；继电器垫座17上应预留与结构件(模块或整机的底座)6连接螺纹，继电器垫座17上立柱上螺纹同变压器垫座11设计，非立柱上螺纹同垫座9设计。继电器绝缘套20(绝缘材料，一般为聚酰亚胺)实现继电器绝缘安装。

b)将静电泄放印制板18置于继电器垫座17之上，EL型继电器21之下安装；

c)利用螺钉紧固件按照先单向焊片19后绝缘套20的顺序将EL型继电器21固定于继电器垫座17上；

d)通过焊接导线5完成单向焊片19与将静电泄放印制板18的焊接；继电器垫座17上预留有与印制电路板4安装的螺纹孔。

(4)完成TO封装器件7、E型平面变压器14、EL型继电器21与印制电路板4焊接导线5的焊接。

(5)通过紧固螺钉将分离器件与印制电路板一体化安装后的组件固定于结构件(模块或整机的底座)6上，完成产品装配。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。