Технология монтажа на поверхность не нова, но в отечественной литературе она, к сожалению, освещена недостаточно полно. Предлагаемый ряд статей, посвященный этой тематике, поможет читателям более глубоко разобраться в особенностях технологий монтажа электронных модулей. В данной статье описан ряд конструкций типичных электронных модулей и особенности технологического процесса сборки каждого их типа.

Современные электронные компоненты

Тип монтажа модулей определяется в первую очередь количеством сторон, на которые осуществляется монтаж (одно- или двусторонний), и номенклатурой используемых компонентов. Поэтому описание типов монтажа логично предварить кратким обзором компонентов и корпусов. Основным, наиболее важным для технолога критерием разделения электронных компонентов на группы является метод их монтирования на плату - в отверстия или на поверхность. Именно он в основном и определяет технологические процессы, которые необходимо использовать при монтаже.

В таблице приведена информация по наиболее распространенным корпусам компонентов: названия, изображения, габариты, шаг выводов. Все размеры, за исключением особо оговоренных, приведены в милах (1 mil = 0,0254 мм).

Рис. 1. ТНТ-компоненты

Рис. 2. SMD-компоненты

Таблица

Компоненты, монтируемые в отверстия
Группа	Типы корпусов в группе	Габариты корпусов	Шаг выводов	Рис.
С одним рядом выводов - SIL	TO-92TO-202, TO-220 и др.	380x190, 1120x135,420x185…	100 мил	Рис. 1, а
С двумя рядами выводов - DIL	MDIP, CerDIP	250x381…577x2050	100 мил	Рис. 1, б
С радиальными выводами	TO-3, TO-5, TO-18	-	-	Рис. 1, в
С осевыми выводами		-	-	Рис. 1, г
Решетки - Grid	CPGA, PPGA	286x286…2180x2180 мил	20…100 мил	Рис. 1, д
Компоненты, монтируемые на поверхность
С двумя рядами выводов - DIL	«SOT-23, SSOP, TSOP, SOIC»	55x120…724x315 мил	25…30 мил	Рис. 2, а-б
С выводами по сторонам квадратного корпуса - Quad Package	LCC, CQJB, CQFP, CerQuad, PLCC, PQFP	350х350 мил …20x20 мм	50 мил…0,5 мм	Рис. 2, в
Решетки - Grid	BGA, uBGA	-	0,75 мм (uBGA)	Рис. 3, а-б

Наиболее интересны с практической точки зрения, по мнению автора, корпуса BGA, а точнее mBGA, которые имеют 672 вывода с шагом 0,75 мм. Верхняя часть корпуса BGA не представляет особого интереса, более примечательными являются его нижняя часть и внутреннее устройство этой упаковки компонентов. На рис. 3, а изображена нижняя поверхность корпуса BGA, на которой видны шариковые выводы, а на рис. 3, б - вид этого корпуса в разрезе.

Рис. 3. Корпус BGA

Приведенный выше краткий обзор современных компонентов дает представление о том, насколько велико число возможных вариантов реализации монтажа модулей при различном расположении их на плате. Кроме того, в обзоре не была представлена еще одна группа - группа нестандартных компонентов (odd form components).

Виды монтажа можно разделять по различным параметрам: по количеству используемых для монтажа сторон платы (одно- или двусторонний), по типам используемых компонентов (поверхностный, выводной или смешанный), по их расположению на двустороннем модуле (смешанно-разнесенный или смешанный). Рассмотрим наиболее распространенные из них, а также последовательность технологических операций для каждого вида монтажа.

Виды монтажа

Поверхностный монтаж

Поверхностный монтаж на плате может быть односторонним и двусторонним. Число технологических операций при этом виде монтажа минимально.

При одностороннем монтаже (рис. 4, а) на диэлектрическое основание платы наносят припойную пасту методом трафаретной печати. Количество припоя, наносимое на плату, должно обеспечивать требуемые электрофизические характеристики коммутируемых элементов, что требует соответствующего контроля. После позиционирования и фиксации компонентов выполняют операцию пайки путем оплавления дозированного припоя. В завершение технологического цикла производится контроль паяных соединений, а также функциональный и внутрисхемный контроль. На рис. 4, а изображены поверхностно-монтируемые компоненты различных видов: относительно сложно монтируемые компоненты в корпусах PLCC и SOIC и легко монтируемые чип-компоненты.

Рис. 4. а,б

Для двустороннего поверхностного монтажа (рис. 4, б) возможны различные варианты реализации. Один из них предполагает начало технологического процесса с операции нанесения паяльной пасты на нижнюю сторону платы. Затем в местах установки компонентов наносят расчетную дозу клея и производят установку компонентов. После этого в печи клей полимеризуется и происходит оплавление пасты припоя. Плата переворачивается, наносится паста припоя и устанавливаются компоненты на верхнюю сторону платы, после чего верхняя сторона оплавляется. В этом случае для пайки компонентов используются печи с односторонним нагревом.

При другом варианте реализации двустороннего поверхностного монтажа используются печи с двусторонним нагревом.

Интересен вопрос о необходимости нанесения клея на плату. Эту операцию выполняют с целью предотвращения отделения компонентов от платы при ее переворачивании. Существующие расчеты показывают, что большинство компонентов не упадут с платы даже при ее переворачивании, поскольку будут держаться за счет сил поверхностного натяжения припойной пасты. По этой причине операцию нанесения клея нельзя отнести к обязательным.

Смешанно-разнесенный монтаж

При смешанно-разнесенном монтаже компоненты, устанавливаемые в отверстия (THT-компоненты), располагаются на верхней стороне платы, а компоненты для поверхностного монтажа - на нижней. В этом случае обязательной является операция пайки двойной волной припоя. Смешанно-разнесенный монтаж компонентов показан на рис. 5.

Рис. 5. Смешанно-разнесенный монтаж

Реализация такого вида монтажа предполагает следующую последовательность операций: на поверхность платы наносится дозатором клей, на который устанавливаются SMD-компоненты, клей полимеризуется в печи, после чего производится установка компонентов в отверстия, промывка модуля и выполняются операции контроля.

Возможен альтернативный вариант, при котором сборку начинают с установки компонентов в отверстия платы, после чего размещают поверхностно-монтируемые компоненты. Он применяется тогда, когда формовка и вырубка выводов обычных компонентов осуществляется при помощи специальных приспособлений заранее, иначе компоненты, монтируемые на поверхность, будут затруднять обрезку выводов, проходящих через отверстия платы. Компоненты для поверхностного монтажа при повышенной плотности их размещения целесообразно монтировать в первую очередь, что требует минимального количества переворотов платы в процессе изготовления изделия.

Смешанный монтаж

Примером смешанного монтажа является установка на верхней стороне платы и SMD-, и ТНТ-компонентов (монтируемых в отверстия), а на нижней стороне - только SMD-компонентов. Это самая сложная разновидность монтажа (рис. 6).

Рис. 6. Смешанный монтаж

Возможны различные варианты ее реализации. При одном из них сначала на нижнюю сторону печатной платы методом дозирования наносят клей, а на нанесенный клей устанавливают SMD-компоненты. После проведения контроля установки компонентов проводят отвердение клея в печи. На верхнюю сторону платы наносится паяльная паста, а на нее затем устанавливаются SMD-компоненты. Нанесение паяльной пасты возможно как методом трафаретной печати, так и методом дозирования. В последнем случае операции нанесения клея и паяльной пасты можно проводить на одном оборудовании, что сокращает затраты. Однако нанесение паяльных паст методом дозирования непригодно при промышленном производстве из-за низкой скорости и стабильности процесса по сравнению с трафаретной печатью и оправдано только в условиях отсутствия трафарета на изделие или нецелесообразности его изготовления. Такая ситуация может сложиться, например, при опытном производстве большой номенклатуры электронных модулей, когда из-за большого числа обрабатываемых конструктивов и малых серий затраты на изготовление трафаретов значительны.

После установки SMD-компонентов на верхнюю сторону платы производится их групповая пайка методом оплавления припойной пасты, нанесенной на трафаретном принтере, или методом дозирования. После этой операции технологический цикл, связанный с установкой поверхностно монтируемых компонентов, считается завершенным.

Далее, после ручной установки компонентов в отверстия платы производится совместная пайка всех SMD-компонентов, ранее удерживавшихся на нижней стороне платы при помощи отвержденного адгезива и уже установленных выводных компонентов.

В конце технологического цикла выполняют операции визуальной инспекции пайки и контроля.

При другом варианте реализации смешанного монтажа предполагается иная последовательность выполнения операций. Первым этапом является нанесение припойной пасты через трафарет, установка на верхней стороне платы сложных компонентов для поверхностного монтажа (SO, PLCC, BGA) и пайка расплавлением дозированного припоя. Затем, после установки компонентов в отверстия платы (с соответствующей обрезкой и фиксацией выводов), плата переворачивается, на нее наносится адгезив и устанавливаются компоненты простых форм для поверхностного монтажа (чип-компоненты, компоненты в корпусе SOT). Они и выводы компонентов, установленных в отверстия, одновременно пропаиваются двойной волной припоя. Возможно также использование в составе одной линии оборудования, обеспечивающего эффективную пайку компонентов (с верхней стороны платы) расплавлением дозированного припоя и пайку (с нижней стороны платы) волной припоя.

Необходимо отметить, что в технологическом процессе, реализующем смешанный монтаж, возрастает количество контрольных операций из-за сложности сборки при наличии компонентов на обеих сторонах платы. Неизбежно возрастают также количество паяных соединений и трудность обеспечения их качества.

Односторонний выводной и поверхностный монтаж

Такая технология носит в мировой практике название технологии оплавления припойных паст (reflow) и является одной из стандартных в технологии монтажа на поверхность (рис. 7).

Рис. 7. Односторонний монтаж SMD и ТНТ

Сборка модулей такого типа осуществляется следующим образом: на поверхность платы наносится припойная паста, на которую устанавливают SMD-компоненты; затем паста оплавляется в печи, устанавливаются THT-компоненты, проводится пайка волной припоя, после чего осуществляют промывку и контроль собранного модуля.

Односторонний выводной монтаж

Технология сборки таких печатных плат (рис. 8) является стандартным сборочно-монтажным циклом с применением пайки волной припоя. Этот цикл состоит из операций установки выводных компонентов, их пайки на установке пайки волной и контрольных операций. Установка компонентов может быть как ручной, так и полуавтоматической. Выбор оборудования определяется требуемой производительностью. Автоматизация такого типа монтажа является минимальной, а сама реализация - предельно простой.

Рис. 8. Односсторонний монтаж ТНТ

Данная публикация является первой статьей из цикла, посвященного поверхностному монтажу. Логичным ее продолжением станет освещение вопроса состава производственной линии, на которой реализуется этот вид монтажа: необходимость каждого вида оборудования, его технические характеристики и роль в технологическом процессе, требуемый состав персонала и его квалификация, а также другие вопросы, возникающие при создании сборочно-монтажного производства.

Литература

Schmits J., Heiser G., Kukovski J. Взгляд в будущее. Технологические тенденции развития электронных компонентов и сборки электронных модулей на печатных платах. Перевод и адаптация А. Калмыкова. Компоненты и технологии, № 4, 2001.
www.pcbfab.ru.

Автор выражает благодарность Р. Тахаутдинову за помощь в подготовке иллюстраций.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В работе представлен технологический процесс (технологическая документация) сборки и монтажа «Устройства для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров в диапазоне частот от 1 до 330МГц» CPNA-330 для мелкосерийного производства, разработанный по результатам анализа конструкторской документации и сборочного состава, расчета технологичности конструкции, расчета и анализа такта выпуска и разработано приспособление для выполнения операции и нарезки выводов в размер.

Список условных обозначений, сокращений и терминов

зиг-замок -- вид формовки выводов

ИЭТ -- изделие электронной техники

КД -- конструкторская документация

КМО -- компоненты, монтируемые в отверстия

КМП -- компоненты, монтируемые на поверхность

МТП -- маршрутный технологический процесс

ПП -- печатная плата

ТЗ -- техническое задание

ТП -- технологический процесс

ЭРЭ -- электрорадиоэлемент

Введение

Целью дипломной работы является разработка технологического процесса сборки и монтажа устройства CPNA-330 и оснастки для выполнения технологических операций.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

Проведен анализ ТЗ;

Проведен конструкторско - технологический анализ конструкторской документации;

Проведен расчет и анализ технологичности ячейки электронной;

Разработана схема сборки устройства для серийного производства (для заданной программы выпуска), на основе которой разработан маршрутный ТП;

Разработан технологический процесс сборки и монтажа устройства для серийного производства;

Для решения поставленных задач использовался системный подход; методы анализа и синтеза; метод сборки электронных средств с базовой деталью; методы табулирования и формулярной визуализации данных; проектирование технологического процесса сборки и монтажа на основе синтеза типовых операций; комплектование технологической документации типовыми технологическими операциями; проектирование оснастки с использованием современных САПР.

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ И МОНТАЖА УСТРОЙСТВА CPNA-330

1.1 Описание устройства

Назначение «Устройства для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров в диапазоне частот от 1 до 330МГц» CPNA-330:

Измерение частоты и эквивалентных динамических параметров пьезоэлектрических резонаторов;

Непрерывный визуальный контроль параметров пьезоэлектрических резонаторов в процессе их настройки;

Непрерывный визуальный контроль параметров монолитных пьезоэлектрических фильтров в процессе их настройки;

Измерение и построение графика зависимости изменения параметров резонаторов (Fs, R1, Q) от времени;

Измерение АЧХ и ФЧХ пьезоэлектрических резонаторов и монолитных пьезоэлектрических фильтров.

1.2 Анализ конструкторской документации

Установка для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров представляет собой блок с габаритными размерами 130х256х300 мм. В состав прибора входят следующие сборочные единицы: основание корпуса, крышка корпуса, передняя панель, задняя панель, а также набор электронных ячеек в количестве 15 штук.

Несущей конструкцией прибора является металлическое основание корпуса. Конструкция корпуса обеспечивает надежное крепление узлов.

На основание корпуса устанавливаются и крепятся с помощью винтов несколько ячеек, среди которых материнская плата. В материнскую плату устанавливаются остальные ячейки. Некоторые ячейки соединяются с задней панелью. Соединение с разъемами на передней панели и соединение между некоторыми ячейками осуществляется с помощью проводов.

Крышка, передняя и задняя панель крепятся к основанию с помощью винтов.

Для коммутации с внешними приборами используется разъемное соединение с помощью проводов.

Основание корпуса. Основание корпуса имеет П-образную симметричную форму с толщиной стенок 2мм. С нижней стороны на корпусе имеются резиновые стойки.

Крышка корпуса. Крышка корпуса также имеет П-образную форму. Она крепится она с помощью винтов к рейке, к которой крепится и основание.

Передняя и задняя панели выполнены из такого же материала что и крышка с основанием. Крепятся они к соединительной рейке также винтами. На панелях имеются отверстия для крепления разъемов и кнопок.

Электронные ячейки. Устройство включает в себя 15 электронных ячеек, на которых установлены ЭРЭ различных типов. Платы выполнены по второму классу точности и покрыты защитной паяльной маской зеленого цвета. Все отверстия в платах металлизированные. На некоторых платах имеются монтажные отверстия для установки в корпус.

Плата опорного генератора на 1000МГц имеет металлизированные отверстия для крепления выводных компонентов, разъема и микросборки. Остальные компоненты монтируются на поверхность.

ЭРЭ можно разделить на группы:

1. Выводные элементы, не требующие формовки: разъем на 32 контакта, светодиод (выводы заранее отформованы), микросборка с микросхемой ADF4360-7;

2. Выводные элементы, требующие формовки:

Кварцевый генератор на 10МГц имеет 15 выводов, устанавливается на прокладку, для единичного и мелкосерийного производства фиксацию рекомендуется производить с помощью пружинения выводов; при крупносерийном и массовом производстве фиксацию рекомендуется осуществлять за счет выводов, сформированных в ЗИГ-замок;

Резисторная сборка, подстроечный резистор фиксируются либо пружинением выводов, либо с помощью ЗИГ-замка.

3. Безвыводные элементы устанавливаются на поверхность платы.

Монтаж элементов на плате односторонний. При единичном и мелкосерийном производстве возможно осуществлять ручную пайку ЭРЭ; при крупносерийном и массовом производстве рекомендуется осуществлять пайку групповой заготовки в печи с последующей пайкой волной выводных элементов.

Пространственная компоновка имеет 2 уровня:

1-й уровень - безвыводные резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы, диоды и микросхемы;

2-й уровень - трансформаторы и выводные компоненты.

Установка компонентов ведется начиная с наименьшего уровня для удобства пайки.

На основе анализа конструкторской документации для разработки ТП сборки и монтажа устройства необходимо предусмотреть поузловую сборку:

1. Сборка электронных ячеек.

2. Сборка основания корпуса и монтаж электронных ячеек.

3. Сборка передней и задней панели с предварительным образованием посадочным мест под коммутационные элементы.

4. Сборка крышки корпуса.

5. Проверка прибора на работоспособность.

Для сборки электронной ячейки и сборки прибора также следует предусмотреть следующие операции:

2. Формовка и обрезка выводов ЭРЭ.

3. Установка и пайка КМП.

4. Установка и пайка КМО.

5. Отмывка платы.

6. Сушка платы.

7. Разделение групповой платы.

8. Выходной контроль электронной ячейки.

9. Обрезка и зачистка проводов.

10. Маркировка прибора.

11. Упаковка прибора.

1.3 Анализ сборочного состава

Конструкция электронной ячейки включает в себя большое количество навесных элементов различных типоразмеров и номиналов. Элементы группируются по способу установки на плату. Обозначения ИЭТ согласно спецификации, число выводов элементов и количество элементов на плате, варианты установки элементов для единичного производства приведены в таблице 1.3.1.

Таблица 1.3.1 - Установка элементов на ПП опытного образца

Наименование	Эскиз варианта установки		Примечания
R1, R2,R4…R15, R17…R22, C1…C20, L1…L3
		Установка без зазора, фиксация припайкой диагональных выводов
U3, D1, D2, D3, Q1		Установка без зазора, фиксация припайкой одного вывода

		Установка с прокладкой, фиксация пружинением выводов

		Установка без зазора, фиксация пружинением выводов
		Установка без зазора, фиксация пружинением выводов
		Установка с зазором, фиксация подпайкой вывода	Зазор обеспечивается конструкцией выводов
		Установка с зазором, фиксация за счет конструкции выводов	Зазор обеспечивается конструкцией выводов

Варианты установки ЭРЭ для заданного объёма выпуска N = 1700 (производство мелкосерийное), представлены в таблице 1.3.2.

Таблица 1.3.2 - Варианты установки элементов на ПП для заданного объёма выпуска (мелкосерийное производство)

Наименование	Эскиз варианта установки	Характеристика варианта установки и способа фиксации	Примечания
R1, R2,R4…R15, R17…R22, C1…C20, L1…L3
U2, U4, U3, T1, D1, D2, D3, Q1		Установка без зазора, фиксация паяльной пастой
		Установка с зазором, фиксация пружинением выводов	Зазор обеспечивается конструкцией выводов
		Установка с прокладкой, фиксация подпайкой вывода
		Установка без зазора, фиксация пружинением выводов
		Установка без зазора, фиксация пружинением выводов

		Установка без зазора, фиксация подпайкой вывода	Зазор обеспечивается конструкцией выводов
		Установка с зазором, фиксация с натягом	Зазор обеспечивается конструкцией выводов

1.4 Расчет и анализ коэффициента технологичности электронных средств

сборка электронный ячейка провод

Оценку технологичности ячеек проводят по комплексному показателю технологичности, который рассчитывается по базовым показателям технологичности по формуле

где и _ базовые показатели технологичности, и их весовые коэффициенты.

Расчет технологичности ячейки для заданной программы выпуска.

Коэффициенты для расчета и анализа технологичности для мелкосерийного производства опорного генератора на 1000МГц представлены в таблице 1.4.1.

Таблица 1.4.1. - Коэффициенты для расчета и анализа технологичности ячейки для заданного объема выпуска

Наименование	Обозначение	Значение
Количество ИМС
Количество контактных соединений, полученных механизированным путем
Общее количество соединений
Количество элементов, подготавливаемых механизированным путем
Количество операций механизированного контроля и настройки
Общее количество операций контроля и настройки
Количество типов номиналов ИЭТ
Количество типов номиналов оригинальных ИЭТ

Базовые показатели технологичности опорного генератора на 1000МГц для заданного объема выпуска представлены в таблице 1.4.2.

Таблица 1.4.2 - Базовые показатели технологичности ячейки для заданного объема выпуска

Наименование базового показателя	Расчетная формула	Коэффициент значимости, i	Примечания
Коэффициент использования ИМС			Hимс-кол-во ИМС Hиэт = Hимс + Hэрэ Конструкторский показатель
Коэффициент автоматизации монтажа			Hам-кол-во монтажных соединений, полученных автоматизированным или механизированным способом. Hм-общее количество паяных соединений Технологический показатель
Коэффициент механизации подготовки к монтажу			Hмп.иэт-число элементов, автоматически подготавливаемых к монтажу Hиэт-общее число ИЭТ Технологический показатель
Коэффициент механизации контроля и настройки			Hмкм-количество операций механизированного контроля и настройки Hкм-общее число операции контроля и настройки Технологический показатель
Коэффициент повторяемости ИЭТ			Hт.иэт- число типноминалов ИЭТ. Hиэт-общее число ИЭТ Конструкторский показатель
Коэффициент применяемости ИЭТ			Hт.ор.иэт- число оригинальных ИЭТ. Hт.иэт-число типовых ИЭТ Конструкторский показатель
Коэффициент использования прогрес-сивных форм			Дпр.-число деталей пространственной компоновки прогрессивной формы. Д-общее число деталей пространственной компоновки Конструкторско-технологический показатель

Комплексный показатель технологичности опорного генератора на 1000МГц для заданного объема выпуска определяется на основании базовых показателей по формуле:

Полученное значение комплексного показателя технологичности соответствует нормативному комплексному показателю для мелкосерийного производства. В мелкосерийном производстве используются специальное и специализированное оборудование, при этом квалификация рабочих должна быть высокой.

1.5 Разработка схемы сборки опытного образца

Для сборки и монтажа прибора используется общая схема сборки с базовой деталью. В качестве базовой детали выбирается сборочная единица - основание корпуса, на которое устанавливается ячейка электронная. Для каждой сборочной единицы разрабатываются промежуточные схемы сборки, которые объединяются в общую схему сборки. На первом этапе производится сборка передней панели устройства. Схема сборки передней панели опытного образца представлена на рисунке 1.5.1.

Рисунок 1.5.1 - Схема сборки передней панели

На следующем этапе собирается задняя панель, на которую устанавливаются разъемы. Схема сборки задней панели представлена на рисунке 1.5.2.

Рисунок 1.5.2 - Схема сборки задней панели

Схема сборки электронной ячейки показана на рисунке 1.5.3.

Рисунок 1.5.3 - Схема сборки ячейки электронной

К основанию прибора крепятся 3 ячейки. Остальные ячейки вставляются в основную плату. Схема сборки всего прибора показана на рисунке 1.5.4.

Рисунок 1.5.4 - Схема сборки опытного образца

1.6 Разработка маршрутного технологического процесса сборки опытного образца электронной ячейки

Маршрутный технологический процесс (МТП) сборки установки для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров отражает последовательность выполнения технологических операций, содержит информацию об оборудовании и времени выполнения каждой операции. МТП разрабатывается на основе анализа конструкторской документации и схемы сборки устройства.

На первом этапе выполняются подготовительные операции: сборка передней и задней панели устройства, распаковка, комплектование ЭРЭ, расфасованных в тару для удобного и быстрого поиска; входной контроль качества, формовка и обрезка выводов элементов.

Подготовленные ЭРЭ устанавливается на плату в порядке, указанном на схеме сборки.

После установки ЭРЭ проводится пайка выводов паяльником, контроль качества пайки, отмывка и сушка платы.

Собранные ячейки устанавливаются на основание корпуса, после чего прибор закрывают крышкой.

Собранный прибор проходит функциональный контроль.

Годный прибор маркируется и упаковывается.

Последовательность операций сборки опытного образца устройства представлена в таблице 1.6.1.

Таблица 1.6.1 - Исходные данные для заполнения маршрутной карты для сборки опытного образца преобразователя

№ операции	Наименование операции	Оборудование	Время, сек
	Сборка основания корпуса
		Стол монтажный

		Стол монтажный
	Сборка передней панели
		Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
	Сборка задней панели	Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
	Сборка ячейки электронной
	Распаковка и комплектование ЭРЭ	Стол монтажный
	Установка ЭРЭ на печатную плату	Стол монтажный
	Пайка паяльником	Стол монтажный
	Обрезка выводов	Стол монтажный
	Промывка платы	Установка промывки
	Сушка платы	Установка сушки
		Стенд контроля
	Сборка прибора
	Комплектование прибора	Стол монтажный
	Установка передней панели	Стол монтажный
	Установка задней панели	Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
	Монтаж проводов	Стол монтажный
	Установка крышки прибора	Стол монтажный
	Функциональный контроль	Стенд контроля
	Маркировка	Стол монтажный
	Упаковка	Стол монтажный

Суммарное штучное время сборки опытного образца ячейки Тшт = 5030 сек = 84 мин.

1.7 Расчет и анализ такта выпуска

Анализ объема выпуска изделия проводится с целью определения возможности выпуска изделий по данному ТП в заданном объеме в установленные сроки путем сравнения штучного времени сборки изделия с заданным тактом выпуска. По результатам анализа такта выпуска принимается решения о необходимости изменения технологического процесса, и даются рекомендации по выбору более производительных оборудования и оснастки, использованию групповых методов обработки, объему партии изделий.

Заданный объём выпуска Nвып= 1700 шт./год.

По заданному объёму выпуска определяется такт выпуска:

Тв= Ф*60/Nвып,

где Тв - такт выпуска; Ф - годовой фонд рабочего времени (Ф? 2070 часов) при односменной работе; где Nзап- программа запуска.

Тв = 2070*60/1700 = 73 мин/шт

Следовательно, производительность:

Q = 60/Тв = 60/73 = 0.82 шт/час

Из сравнения штучного времени сборки ячеек Tшт (Tшт= 84 мин) и такта выпуска Тв (Тв = 73 мин) следует, что технологический процесс сборки и монтажа, в котором используются ручные методы сборки, требует изменения с целью сокращения штучного времени. Для этого рекомендуется использовать автоматизированную установку компонентов на плату; селективную пайку элементов, устанавливаемых в отверстия; пайку поверхностно монтируемых компонентов в печи; оснастку для групповой отмывки печатных плат после пайки, проводить групповую сушку печатных плат после промывки.

1.8 Разработка схемы сборки электронной ячейки в серийном производстве

Схема сборки необходима для описания последовательности основных сборочных операций и служит источником данных для разработки маршрутного ТП.

На первом этапе производится сборка передней панели устройства. Схема сборки передней панели опытного образца представлена на рисунке 1.8.1.

Рисунок 1.8.1 - Схема сборки передней панели

На следующем этапе собирается задняя панель, на которую устанавливаются разъемы.

Схема сборки задней панели представлена на рисунке 1.8.2.

Рисунок 1.8.2- Схема сборки задней панели

Схема сборки ячейки показана на рисунке 1.8.3.

Рисунок 1.8.3- Схема сборки ячейки электронной

К основанию прибора крепятся 3 ячейки. Остальные ячейки вставляются в основную плату. Схема сборки всего прибора показана на рисунке 1.8.4.

Рисунок 1.8.4- Схема сборки опытного образца

1.9 Разработка маршрутного технологического процесса сборки электронной ячейки в серийном производстве

Учитывая рекомендации по совершенствованию технологического процесса с целью снижения штучного времени, для сборки устройства в серийном производстве выбирается автоматизированная установка компонентов и пайка компонентов в печи; разрабатывается приспособление для намотки нарезки проводов.

Исходные данные для заполнения маршрутной карты для сборки устройства в серийном производстве представлены в таблице 1.9.1.

Таблица 1.9.1- Исходные данные для заполнения маршрутной карты для сборки устройства в серийном производстве

№ операции	Наименование операции	Оборудование	Время, сек

	Сборка основания корпуса
	Комплектование основания корпуса	Стол монтажный
	Подготовка основания корпуса к сборке (сверление отверстий)
	Монтаж пластин к основанию корпуса	Стол монтажный
	Сборка передней панели
	Комплектование деталей передней панели	Стол монтажный
	Подготовка передней панели к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Монтаж элементов на переднюю панель	Стол монтажный
	Сборка задней панели
	Комплектование деталей задней панели	Стол монтажный
	Подготовка задней панели к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Монтаж элементов на заднюю панель	Стол монтажный
	Сборка ячейки электронной
	Распаковка и комплектование ЭРЭ	Стол монтажный
	Нанесение паяльной пасты
	Установка КМП на плату	Автомат для установки КМП
	Пайка в многозонной печи	Многозонная печь
		Стол монтажный
	Пайка паяльником	Стол монтажный
	Обрезка выводов	Стол монтажный
	Промывка платы	Установка промывки
	Сушка платы	Установка сушки
	Функциональный контроль ячейки	Стенд контроля
	Сборка прибора
	Комплектование прибора	Стол монтажный
	Установка передней панели	Стол монтажный
	Установка задней панели	Стол монтажный
	Установка электронных ячеек на основание корпуса	Стол монтажный
	Установка электронных ячеек на основную плату	Стол монтажный
	Фиксация ячеек, установленных на основную плату	Стол монтажный
	Монтаж проводов	Стол монтажный
	Установка крышки прибора	Стол монтажный
	Функциональный контроль	Стенд контроля
	Маркировка	Стол монтажный
	Упаковка	Стол монтажный

Суммарное штучное время сборки ячейки в серийном производствеTшт = 73 мин. Полученное значение штучного времени сборки преобразователя напряжения равно такту для заданного объема выпуска (Тв = 73 мин/шт), что обеспечивает сборку устройства в серийном производстве в соответствии с производственной программой выпуска.

1.10 Разработка маршрутно-операционного технологического процесса

На основе маршрутного технологического процесса разрабатывается маршрутно-операционный технологический процесс. Исходные данные для маршрутно-операционного ТП представлены в таблице 1.10.1.

Таблица 1.10.1 Исходные данные для заполнения маршрутно-операционной карты для сборки устройства в серийном производстве

№ операции	Наименование операции	Оборудование и оснастка	Материалы и режимы

	Сборка основания корпуса
	Комплектование основания корпуса	Стол монтажный
	Распаковать тару	Тара упаковочная, ножницы
	Извлечь деталь корпуса из тары, проконтролировать визуально и положить в технологическую тару
	Повторить переход 02 для всех деталей основания корпуса
	Подготовка основания корпуса к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Извлечь основание из тары технологической	Тара технологическая
	Установить основание в приспособление для сверления


	Убрать основание в тару	Тара технологическая
	Монтаж пластин к основанию корпуса	Стол монтажный
	Извлечь основание корпуса, пластины и необходимое количество винтов из тары	Тара технологическая
	Закрепить пластину на основании корпуса винтами и положить основание корпуса в тару	Отвертка ручная
	Повторить переходы 01 - 02 для второй пластины
	Сборка передней панели
	Комплектование деталей передней панели	Стол монтажный
	Распаковать тару	Тара упаковочная
	Извлечь деталь передней панели из тары, проконтролировать визуально и положить в технологическую тару	Тара упаковочная, тара технологическая

		Тара технологическая
	Подготовка передней панели к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Извлечь переднюю панель из тары технологической	Тара технологическая

	Просверлить отверстие по чертежу
	Повторить переход 03 для всех отверстий
	Убрать переднюю панель в тару	Тара технологическая
	Монтаж элементов на переднюю панель	Стол монтажный
	Извлечь элементы передней панели из тары	Тара технологическая
	Установить элемент на переднюю панель и при необходимости закрепить винтами	Отвертка ручная
	Повторить переход 02 для всех элементов передней панели
	Сборка задней панели
	Комплектование деталей задней панели	Стол монтажный
	Распаковать тару	Тара упаковочная
	Извлечь деталь задней панели из тары, проконтролировать визуально и положить в технологическую тару	Тара упаковочная, тара технологическая
	Повторить переход 02 для всех деталей передней панели
	Набрать необходимое количество винтов и положить в тару технологическую	Тара технологическая
	Подготовка задней панели к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Извлечь заднюю панель из тары технологической	Тара технологическая
	Установить панель в приспособление для сверления
	Просверлить отверстие по чертежу
	Повторить переход 03 для всех отверстий
	Убрать заднюю панель в тару	Тара технологическая
	Монтаж элементов на заднюю панель	Стол монтажный
	Извлечь элементы задней панели из тары	Тара технологическая
	Установить элемент на заднюю панель и при необходимости закрепить винтами	Отвертка ручная
	Повторить переход 02 для всех элементов задней панели
	Сборка ячейки электронной
	Распаковка и комплектование ЭРЭ	Стол монтажный
	Извлечь печатную платы из тары упаковочной и положить в тару технологическую	Тара упаковочная, тара технологическая
	Извлечь ЭРЭ из тары упаковочной, проконтролировать визуально на отсутствие внешних дефектов и положить в тару технологическую согласно чертежу и комплектовочной ведомости	Тара упаковочная, тара технологическая
	Повторить переход 01 для всех ЭРЭ
	Нанесение паяльной пасты	Устройство для нанесения паяльной пасты
	Извлечь печатную плату из технологической тары	Тара технологическая
	Установить печатную плату в установку
	Нанести паяльную пасту	Трафарет, ракель
	Извлечь печатную плату из установки
	Установка КМП на плату	Автомат для установки КМП
	Закрепить печатную плату в установке
	Провести установку элементов
	Извлечь печатную плату из установки и положить в тару	Тара технологическая
	Пайка в многозонной печи	Многозонная печь
	Извлечь печатную плату из тары	Тара технологическая
	Установить плату на транспортер
	Провести пайку
	Снять печатную плату и положить в тару	Тара технологическая
	Визуально проконтролировать качество пайки	Тара технологическая
	Установка КМО на печатную плату	Стол монтажный
	Извлечь компонент из тары и установить на печатную плату согласно чертежу	Тара технологическая
	Подогнуть выводы компонента	Плоскогубцы
	Повторить переходы 01- 02 для всех ЭРЭ, устанавливаемых на ПП
	Пайка паяльником	Стол монтажный
	Установить плату в приспособление для пайки плат
	Припаять выводы элемента к контактным площадкам	Паяльная станция	Припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Т°=260+200С
	Повторить переход 02 для всех КМО
	Проконтролировать качество пайки визуально
	Извлечь плату из приспособления для пайки и положить в тару	Тара технологическая
	Обрезка выводов	Стол монтажный
	Извлечь плату из тары	Тара технологическая
	Обрезать выводы ЭРЭ	Бокорезы
	Повторить переход 02 для всех ЭРЭ
	Положить плату в технологическую тару	Тара технологическая
	Промывка платы	Установка промывки
	Переложить плату из тары в тару для промывки
	Поместить тару с платами в установку промывки и выдержать в смеси при установленном режиме	Тара для промывки	Спирто-бензиновая смесь (1:1) Температура смеси То = 70±5оС, время t= 10-15
	Извлечь плату из тары для промывки, проконтролировать качество отмывки визуально и положить в тару	Тара технологическая, тара для промывки
	Сушка платы	Установка сушки
	Переложить плату из тары в поддон для сушки	Тара технологическая, поддон для сушки
	Повторить переход 01 для всех плат
	Поместить поддон с платами в сушильный шкаф и выдержать при установленном режиме	Поддон для сушки	Температура Т°= 60±50С, время t= 10 мин
	Извлечь поддон с платами из сушильного шкафа, поставить на стол и выдержать при комнатной температуре	Поддон для сушки	Температура комнатная, время t= 10-15 мин
	Переложить плату из поддона для сушки в тару технологическую	Поддон для сушки, тара технологическая
	Функциональный контроль ячейки	Стенд контроля
	Извлечь ячейку из тары и установить в стенд для контроля	Тара технологическая
	Проконтролировать функционирование ячейки согласно инструкции по контролю
	Извлечь ячейку из стенда и положить в тару	Тара технологическая
	Сборка прибора
	Комплектование прибора	Стол монтажный
	Извлечь из упаковочной тары компонент прибора и поместить его в тару технологическую	Тара упаковочная, тара технологическая
	Повторить переход 01 для всех компонентов прибора
	Установка передней панели	Стол монтажный
	Извлечь переднюю панель и основание корпуса из тары и установить на основание корпуса совместив с отверстиями в основании	Тара технологическая
	Зафиксировать переднюю панель с помощью винтов	Отвертка ручная
	Положить прибор в тару	Тара технологическая
	Установка задней панели	Стол монтажный
	Извлечь заднюю панель из тары и установить на основание корпуса совместив с отверстиями в основании	Тара технологическая
	Зафиксировать заднюю панель с помощью винтов	Отвертка ручная
	Положить прибор в тару	Тара технологическая
	Установка электронных ячеек на основание корпуса	Стол монтажный
	Извлечь прибор из тары	Тара технологическая
	Извлечь ячейку электронную из тары, совместив с отверстиями в основании
	Закрепить ячейку с помощью винтов	Отвертка ручная
	Повторить переходы 02-03 для остальных ячеек, монтируемых на основание
	Установка электронных ячеек на основную плату	Стол монтажный
	Извлечь ячейку электронную из тары и вставить в основную плату	Тара технологическая
	Повторить переход 01 для всех ячеек, монтируемых на основную плату
	Фиксация ячеек, установленных на основную плату	Стол монтажный
	Извлечь компоненты для фиксации из тары	Тара технологическая
	Зафиксировать ячейки с помощью винтов	Отвертка ручная
	Монтаж проводов	Стол монтажный
	Отмотать и отрезать провод длиной, указанной в чертеже	Тара технологическая, линейка, приспособление для нарезки проводов
	Снять изоляцию и зачистить концы провода с двух сторон	Острогубцы
	Облудить концы провода с двух сторон	Ванна для лужения	Припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76, температура ванны Т°=260+200С
	Произвести монтаж проводов согласно электромонтажному чертежу
	Повторить переходы 1-4для всех проводов разъема
	Установка крышки прибора	Стол монтажный
	Извлечь крышку прибора из тары и установить на основание корпуса, совместив с отверстиями в основании	Тара технологическая
	Закрепить крышку прибора винтами	Отвертка ручная
	Функциональный контроль	Стенд контроля
	Проконтролировать функционирование прибора согласно инструкции по контролю
	Маркировка	Стол монтажный
	Извлечь табличку из тары	Тара технологическая
	Нанести клей на табличку и приклеить на крышку корпуса прибора легким прижатием		Клей ПУ-2 ОСТ 4ГО.029.204
	Выдержать прибор на воздухе при комнатной температуре		Температура комнатная, время t= 30 мин
	Упаковка	Стол монтажный
	Извлечь прибор из тары и упаковать прибор в полиэтиленовый пакет	Ножницы, тара технологическая	Липкая лента
	Поместить полиэтиленовый пакет с прибором в упаковочную коробку
	Вложить сопроводительную документацию в упаковочную коробку
	Закрыть крышку упаковочной коробки и зафиксировать липкой лентой		Липкая лента

1.11 Эскизный техпроцесс

50 Установка элементов на переднюю панель

70 Монтаж элементов на заднюю панель

90 Установка КМП на плату

110 Установка КМО на печатную плату

120 Пайка паяльником

210 Установка электронных ячеек на основную плату

230 Монтаж проводов

240 Установка крышки прибора

Часть 2 РАЗРАБОТКА ОСНАСТКИ

2.1 Техническое задание на проектирование приспособления для нарезки проводов

2.1.1 Назначение

Приспособление предназначено для нарезки проводов заданной длины в приделах от 1см до 10см.

2.1.2. Требования к конструкции

Разработать конструкцию приспособления для нарезки проводов в размер, удовлетворяющую следующим требованиям:

- приспособление должно обеспечивать необходимый диапазон длины проводов;

- производительность приспособления должна соответствовать заданному объёму выпуска;

- приспособление должно иметь конструкцию, позволяющую легко заправлять катушки с проводами;

- приспособление для нарезки проводов должно быть рассчитано под ручную нарезку;

- конструкция приспособление для нарезки проводов должна быть простой в эксплуатации, иметь низкую стоимость при высокой производительности.

2.1.3 Кинематика

Рабочее движения ножа происходит в вертикальной плоскости.

2.1.4 Размещение и установка

Приспособление должно размещаться на столе монтажника.

2.1.5 Условия эксплуатации

Оснастка предназначена для работы в воздушной среде производственного помещения: температура окружающей среды от -20 до +600С, относительная влажность до 98% при температуре до 350С. Помещение должно быть проветриваемым, при работе резкие колебания температуры недопустимы.

Оснастка должна защищаться от попадания крупных частиц пыли, песка на рабочие поверхности.

При хранении оснастка должна быть упакована в тару в промасленной бумаге.

2.1.6 Указание мер безопасности

Во избежание несчастных случаев для работы с приспособлением допускается персонал, прошедший инструктаж.

2.1.7 Настройка

Производить пробный пуск приспособления для проверки усилий и направления ножа после сборки и смазки движущихся частей. При необходимости производить повторную настройку приспособления.

2.1.8 Надежность

Конструкция элементов оснастки и материалы элементов должны обеспечивать надежность, необходимую при мелкосерийном производстве. В конструкции приспособления максимально использовать стандартные, унифицированные и взаимозаменяемые изделия.

2.1.9 Источники данных

При разработке конструкции использовать прототипы оснастки, разработанные на кафедре «Конструирование и технология производства ЭС», базовом предприятии, на котором проходила технологическая практика, стандартные детали из каталога - справочника «Технологическая оснастка для холодно-листовой штамповки», атласов конструкций типовых деталей.

2.2 Конструкторские расчеты оснастки

Расчет усилия установки.

Так как производится обрезка провода круглого сечения прямым ножом, то расчёт ведется по следующей формуле

где - количество одновременно обрезаемых выводов, в данном случае.

- усилие прижима.

- площадь сечения проволоки

.

где - временное сопротивление разрыву материала.

Для обыкновенной углеродистой стали.

- число мест приложения усилия прижима, в данном случае.

где, - площадь под прижимом, .

.

Полученное в результате расчёта значение требуемого усилия удовлетворяет усилиям нарезки с использованием вспомогательных механизмов.

2.3 Описание последовательности сборки оснастки

Сборка приспособления производится в следующей последовательности: сборка катушки, сборка режущего ножа, сборка ограничителя; общая сборка полученных сборочных единиц, кожуха, линейки и зажима. Основанием сборки является платформа, на ней устанавливаются другие сборочные единицы. Втулки запрессовываются в отверстия.

2.4 Описание работы оснастки

Выполнение операции нарезки проводов:

1. Выставить ограничитель на необходимую длину проволоки с помощью линейки 4.

2. Отмотать проволоку необходимой длины с катушки.

3. Зафиксировать проволоку с помощью зажима.

4. Нажать на ручку ножа 2 до упора (произойдет отрезка провода).

5. Отпустить нож (он придет в исходное положение за счет пружины).

6. Положить отрезанный провод в тару технологическую.

1. Разработанный технологический процесс сборки и монтажа устройства CPNA-330 обеспечивает производство изделий в серийном производстве.

2. Приспособление для нарезки проводов позволяет снизить трудоемкость подготовительной операции и уменьшить штучное время сборки изделия.

Список используемых источников

1. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры / Под ред. Шахнова В.А., М.: Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2012.

2. Гриднев В.Н. Лекции по курсу «Технология ЭВС» 2007.

3. Журавлёва Л.В. Лекции по курсу «Технология ЭВС» 2009.

Размещено на Allbest.ur

Подобные документы

Анализ технологичности конструкции изделия, расчет показателей технологичности, разработка технологической схемы сборки. Анализ вариантов маршрутной технологии, выбор технологического оборудования и оснастки, проектирование технологического процесса.

курсовая работа , добавлен 12.06.2010

Разработка комплекта технологической документации на изготовление стробоскопа: анализ технологичности конструкции изделия, составление технологической схемы сборки изделия. Проведение анализа вариантов маршрутной технологии сборки и монтажа детали.

курсовая работа , добавлен 14.10.2010

Определение типа производства. Формирование технологического кода изделия. Расчёт технологичности конструкции и пути её повышения. Разработка технологической схемы сборки таймера. Выбор и описание оборудования и оснастки для сборочно-монтажных работ.

курсовая работа , добавлен 04.03.2015

Разработка технологии сборки и монтажа формирователей усилителя низкой частоты. Анализ маршрутной технологии, обоснования технологического оборудования, выбора оптимального варианта технологического процесса. Проектирование участка сборки и монтажа.

курсовая работа , добавлен 19.06.2010

Назначение устройства контроля энергоснабжения, его технические характеристики. Разработка структурной схемы. Расчет надежности устройства. Маршрут изготовления и этапы технологического процесса сборки изделия. Анализ технологичности конструкции.

дипломная работа , добавлен 22.11.2016

Описание структурной схемы и принцип работы USB-ионизатора. Выбор радиоэлементов и их технические параметры. Разработка и изготовление печатной платы. Технический процесс сборки и монтажа узлов средств вычислительной техники. Внешний вид устройства.

курсовая работа , добавлен 29.04.2011

Разработка технологических процессов соответственно к единой системе подготовки производства измерителя H21э транзисторов. Анализ типа, условий и годовой программы выпуска. Маршрут конструкторской схемы сборки, выбор оборудования, оптимизация монтажа.

курсовая работа , добавлен 10.01.2011

Определение показателей технологичности конструкции приборов. Правила построения технологических схем сборки. Разработка технологического процесса сборки. Проектирование технологического оснащения и специализированного оборудования всех разновидностей.

реферат , добавлен 07.11.2008

Технологический процесс (ТП) как основа производственного процесса. Разработка ТП сборки и монтажа формирователей усилителя низкой частоты. Анализ конструкции изделия. Проектирование участка сборки и монтажа, оснастка для сборочно-монтажных работ.

курсовая работа , добавлен 21.06.2010

Рассмотрение технологичности конструкции усилителя тока. Изучение разработки схемы сборки с базовой деталью. Проведение технико-экономического сравнения вариантов маршрутной технологии. Основные правила техники безопасности при эксплуатации оборудования.

Технологический процесс изготовления разработанного устройства

представляет собой комплекс действий исполнителей оборудования по преобразованию исходных материалов и комплектующих элементов в готовое

изделие. При разработке ТП ставится задача нахождения такого варианта,

который бы обеспечил наиболее экономичное решение. В соответствии ЕСТПП следует, в первую очередь, использовать типовые технологические маршруты, процессы и операции. Не рекомендуется предусматривать обработку на уникальных дорогостоящих станках за исключением тех случаев, когда это технологически и экономически оправдано. Необходимо использовать только стандартный режущий и измерительный инструмент. Следует применять наиболее совершенные формы организации производства: непрерывные и групповые поточные линии, групповые технологические процессы

групповые наладки. Разработка рабочего техпроцесса должна выполняться на базе типового.

Типовой техпроцесс сборки печатных плат состоит из следующих операций:

1. Комплектовочная операция.

2. Входной контроль микросхем и ЭРЭ.

3. Входной контроль ПП.

4. Формовка и обрезка выводов ЭРЭ.

5. Лужение выводов ИМС и ЭРЭ.

6. Подготовка ПП к монтажу.

7. Установка элементов на ПП.

8. Флюсование.

10. Удаление флюса.

11. Контроль качества пайки.

12. Защита от влаги.

Рассмотрим технологический процесс более подробно.

Согласно комплектовочной карте необходимо произвести комплектацию, то есть получить со склада все необходимые изделия: ПП, микросхемы, конденсаторы, разъемы и так далее. В технологическую карту записать дату выдачи ЭРЭ, ИМС, платы со склада. Комплектующие изделия разложить в соответствующую тару.

Входной контроль заключается в тщательной проверке ЭРЭ, ИМС и платы. На поверхности элементов не должно быть трещин, вмятин, сколов и других повреждений. Необходимо проверить наличие товарного знака, знака завода-изготовителя, ключа для определения первого вывода ИМС.

Производится сквозная проверка работоспособности ИМС на контрольно-проверочном стенде, так как отказ любой ИМС приводит к отказу всей системы.

Проверка работоспособности ЭРЭ производится выборочно. Пониженное качество отдельных деталей не исключается, исходя из следующих соображений: 1. Недостаточный выходной контроль; 2. Длительное хранение готовых изделий на складе.Возможность повреждений при транспортировке.

Производится промывка ПП в ванне со спиртобензиновой смесью. Производится тщательный осмотр внешнего вида ПП с помощью увеличительной лупы. Диэлектрическое основание платы должно быть монолитным, однородным„без вздутий, расслоений, царапин и "посторонних" включений. Цвет диэлектрика должен быть однотонный, без резких границ, выделяющих какие либо области поверхности платы. Слой металлизации должен быть ровным, плотным, без сквозных протравов, трещин, неровностей: краев, уменьшающих их минимально допустимую ширину. Сквозные металлизированные отверстия должны быть чистыми и свободными от включений любого рода.

Основным способом формовки выводов является гибка. В случаях ее механизации рабочая часть инструмента - пуансона, матрицы, штампа, как правило, соответствует форме выводов. При проектировании ПП учтены размеры ИМС, разъема и расстояния между ножками элементов. Поэтому штыревые выводы используемых микросхем и разъема не формуются. Формовка же выводов конденсаторов необходима, так как расположение выводов не соответствует расположению отверстий на ПП.

Качество выполнения паяного соединения во многом зависит от тщательности подготовки соединяемых поверхностей. Для получения прочного соединения необходима хорошая смачиваемость поверхностей флюсами и припоями, которая зависит как от свойств материалов, так и от формы шероховатости поверхностей, наличия на соединяемых поверхностях органических загрязнений, ржавчины, оксидных и жировых пленок.

Подготовка паяемых поверхностей осуществляется двумя способами: механическим и химическим. Механическая обработка заключается в удалении поверхностного слоя металла, шлифовании поверхности абразивными пастами. Однако, это не исключает повреждения поверхностей. При химическом способе паяемые поверхности обрабатываются растворителями типа спиртобензиновых и спиртофреоновых смесей. При этом образуется поверхность без оксидных и жировых пленок.

Воспользуемся химическим способом, как более удовлетворяющим нашему техпроцессу. Наиболее эффективным здесь является окунание выводов ИМС, ЭРЭ и разъема, закрепленных в специальной таре, в ванну со спиртобензиновым раствором. Затем производится промывка выводов в теплой проточной воде.

Для обеспечения высокого качества пайки применяют предварительное облуживание выводов ИМС м ЭРЭ. Лужение заключается в покрытии соединяемых деталей тонкой пленкой припоя, которая должна быть сплошной, без трещин, пор, посторонних включений, наплывов и острых выступов. Операция лужения с помощью ручного метода, то есть паяльником, малоэффективна из-за высокой трудоемкости и больших затрат времени. Поэтому наиболее эффективным является горячее лужение выводов ИМС, ЭРЭ и разъема в жидкий флюс ФКСП, а затем в ванну с расплавленным припоем ПОС - 61. При этом следует учесть, что время лужения ограничено (t < 3 сек).

Установка навесных элементов на ПП состоит из подачи их в зону установки, ориентации выводов относительно монтажных отверстий или контактных площадок и фиксации ЭРЭ и ИМС в требуемом положении. В зависимости от характера производства и конструктивных особенностей ПП установку производят вручную, механизированным или автомати-зированным способом. Автоматизированный метод применяется при сборке больших партий изделий, при этом, число устанавливаемых компонент составляет от 5 до 50 млн. штук в год. При объеме выпуска, требующем установки на платы 0,5...5 миллионов элементов/год и плотности каждой до 500 элементов, применяют оборудование с пантографами, оснащенное механизированными укладочными головками.

Применение ручной сборки экономически выгодно при производстве не более полутора сотен плат в год. Существенным достоинством ручной сборки является возможность постоянного визуального контроля, что позволяет использовать относительно большие допуски на размеры выводов, контактных площадок и монтажных отверстий, делает возможным обнаружение дефектов ПП и компонентов. В данном случае установка ИС и ЭРЭ производится на плате рядами, но ориентация ИМС в разных рядах осуществляется неодинаково из-за различия в размерах устанавливаемых ИМС и ЭРЭ, их большого числа. Из сказанного можно сделать вывод, что использование механизированных и автоматизированных линий не является оправданным.

Элементы устанавливаются на ПП согласно чертежа в следующей последовательности: ИМС, резисторы, диоды, транзисторы, конденсаторы, разъем. После установки выводы подгибаются с противоположной стороны, фиксируя тем самым элементы. При установке ИМС должен быть предусмотрен отвод статического электричества от монтажника с помощью заземленного браслета.

Механизм действия флюса заключается в том, что оксидные пленки металла и припоя растворяются, разрыхляются и всплывают на поверхность флюса. Флюсы служат для уменьшения сил поверхностного натяжения расплавленного припоя на границе металл-припой-флюс. Правильный выбор флюса обеспечивает качественное соединение и существенно влияет на скорость и степень завершенности процесса пайки. Выбранный флюс должен быть химически активным и растворять оксиды паяемых металлов, термически стабилен и выдерживать температуру пайки без испарения или разложения.

Флюсование можно производить различными методами: кистью, погружением, протягиванием, накатыванием, распылением, вращающимися щетками. В среднесерийном производстве используется пенное или волновое флюсование. Широкое применение при осуществлении монтажных соединений получили бескислотные флюсы. Флюсы на основе канифоли не оказывают коррозийного действия.

Процесс пайки контактных соединений включает в себя:

фиксацию соединяемых элементов с предварительно подготовленными поверхностями для пайки;

нагрев поверхностей пайки до заданной температуры в течение ограниченного времени;

введение в зону флюса припоя в необходимых и достаточных для пайки дозах;

плавление припоя с максимальным смачиванием им поверхности пайки;

остывание припоя в условиях, исключающих взаимное перемещение паяемых деталей.

Наилучшее качество пайки обеспечивает эвтектический припой. Важное его свойство – узкий температурный интервал кристаллизации. При наличии широкого интервала кристаллизации необходимо поддерживать неизменным положением паяемых поверхностей при охлаждении припоя.

После пайки необходимо тщательно очистить узлы и паяные соединения от загрязнений, способных привести к коррозии и снижению сопротивления изоляции диэлектрических материалов. Выбор способа очистки зависит от степени и характера загрязнения. Среду для отмывки выбирают в зависимости от применяемых флюсов. При малых объемах производства узлы ЭВА последовательно промывают в нескольких ваннах со специальными виброустановками частотой 50 Гц и амплитудой 1-2 мм. В нашем случае эффективно использовать последовательное погружение в ванну со спиртобензиновой смесью, затем в ванну с горячей и холодной водой. Продолжительность выдержки в каждой ванне составляет около 1 минуты.

Производится визуальный контроль качества пайки. Паяная поверхность должна быть блестящей, ровной, без вздутий, раковин и острых выступов припоя. Не должно быть наплывов олова с одного проводника на другой. Дефекты устраняются с помощью паяльника и флюса ФКСп путем нанесения небольшого количества флюса на место дефекта и снятия избытка олова паяльником. Осмотр проводится с помощью увеличительного стекла. Испытание на вибропрочность подвергается 2% плат из каждой партии, но не менее 3 штук. Соединения выводов навесных деталей в отверстиях платы должны выдержать усилия до 0.5 кг.

Основными электроизоляционными материалами являются пропиточные лаки, компаунды, покровные лаки и эмали. Эмали и покровные лаки используют для обволакивания. Они состоят из основы и растворителя, должны быстро сохнуть и образовывать блестящую пленку, хорошо сцепляющуюся с покрываемой поверхностью.

Для устранения климатических воздействий и повышения коррозийной стойкости блок равномерно покрывают тонким слоем лака. Для этого его опускают в ванну с лаком УР 231, затем вынимают и высушивают горячим воздухом при t=40 – 60 0 С. После этого блок ставится в тару, упаковывается и отправляется заказчику.