Технические характеристики привода CD-ROM SAMSUNG

ВВЕДЕНИЕ

Всеобщее развитие технологий повлекло компьютеризацию производства и быта. В настоящее время невозможно представить повседневную жизнь и современную науку без цифровых технологий, которые тесно связаны со всеми современными разработками. Компьютеры проникли в производственные и повседневные дела людей и открыли новые возможности для их развития. Быстродействие и возможность длительное время хранить информацию - вот главные качественные характеристики компьютеров в целом.

Представление о развитии этих технологий было бы не полным, без упоминания огромного вклада Жореса Ивановича Алфёрова, который стал автором фундаментальных работ в области физики полупроводников, открыл первые «идеальные» гетероструктуры арсенид алюминия - арсенид галлия (AlAs-GaAs). Предложил и создал полупроводниковые лазеры на основе двойных гетероструктур и реализовал непрерывный режим генерации при комнатной температуре.

Появляются новые технологии, которые превосходят предшествующие на несколько порядков. Ярким примером служит создание компакт дисков и DVD, которые превзошли дискеты и постепенно вытесняют их с современного рынка. Качественные характеристики и техническая реализация моделирования любой ситуации в режиме реального времени существенно выросли, причем виртуальную реальность бывает очень сложно отличить от реального мира.

Многогранное освещение данной темы необходимо для полного представления современного мира цифровых технологий.

В данном дипломном проекте рассмотрены структурная, принципиальная электрическая схема, технические характеристики привода CD-ROM SAMSUNG.

1.ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание принципа работы CD-Rom SAMSUNG SCR-3232E

Устройство CD-ROM

Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называется зоной крепления (clamping area). За ней непосредственно следует заголовочная область (lead in area), содержащая оглавление диска (table of content). Далее расположена область шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый трек. Завершающей является терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешний обод диска шириной 3 мм.

Область хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков, однако разнородная информация не может быть смешанна на одном треке. Цифровая информация хранится на CD-ROM в виде чередующихся по ходу спирали ямок, нанесенных на поверхность полиуглеродного пластика. Ямка воспринимается лучом лазера как логический ноль, а гладкая поверхность как логическая единица.

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом, ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы.

Диск CD-ROM изготавливается методом штамповки. Со стеклянной матрицы изготавливают пластиковую основу, после этого поверх пластика для отражения лазерного луча наносится слой алюминия, который в свою очередь покрывается защитным слоем лака. В CD-R для увеличения коэффициента отражения лазерного луча на пластик наносят слой золота, который покрывают красителем, затем на краситель наносят защитный слой лака.

В отличие от CD-R запись информации на CD-ROM производится в момент его изготовления, т.е. штамповки. На CD-R информация записывается при помощи CD декодера. Луч лазера выжигает на “тарелке” отверстие колоколообразной формы, что дает преимущество перед обычным CD-ROM, так как в такой ямке луч лазера рассеивается сильнее и меньшая часть излучения попадает в приемник. Однако после записи информации на CD-R, он фактически становится обычным компакт диском.

Подключение дисководов CD-ROM

Цифровые интерфейсы.

В настоящее время наиболее распространенными являются SCSI и IDE интерфейсы. Помимо этих интерфейсов существует масса других стандартов конкретных производителей, таких как Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita, однако их роль весьма мала. В свою очередь оба интерфейса SCSI и IDE имеют усовершенствованные версии. Для SCSI это SCSI-2 и Fast SCSI-2, для IDE - интерфейс EIDE. Последний поддерживает два параллельных канала и по характеристикам занимает промежуточное место между SCSI и IDE. Интерфейс SCSI по сравнению с IDE в принципе является более быстрым по потенциальной скорости обмена данными с диском, однако реально это не дает преимущества, поскольку даже дисководы CD-ROM с четырехкратной скоростью не могут передавать данные быстрее 700 Кбайт/с. Все же, если учесть, что общая концепция вычислений постепенно сдвигается в сторону мультизадачной среды, когда одновременно требуется доступ как к жесткому диску, так и к устройству типа CD-ROM, использование интерфейса SCSI в будущем может оказаться более предпочтительным.

1.2 Описание структурной схемы CD ROM SAMSUNG SCR-3232E

CD ROM состоит из нескольких типовых блоков:

1. CD механизм.

2. Digital Servo Processor (Сервосистема).

3. CD Decoder (Процессор цифрового сигнала).

4. D/A Converter (Цифро-аналоговый преобразователь).

5. Driver (Драйвер).

6. Microcontroller (Микроконтроллер).

7. Разъёмы: интерфейса, питания и аудио.

1. Приводы CD ROM, как правило, имеют CD механизм с фронтальной загрузкой он состоит из каркаса, на котором установлены:

а) оптический преобразователь - optical pick-up, с устройством его привода;

б) двигатель вращения диска - spindle motor, с вращательной платформой - turn - table и узлом прижима диска - disk clamping;

в) загрузочный мотор - loading motor с дископриёмником - disk tri.

2. Сервосистема - так же состоит из нескольких систем:

а) Сервосистема двигателя диска вырабатывает команды управления двигателем диска. Она иногда может входить в состав процессора цифрового сигнала.

б) Сервосистема фокусировки вырабатывает команды управлении для фокусной катушки.

в) Сервосистема отслеживания дорожки записи вырабатывает команды управления для тракин катушки и для двигателя привода оптического преобразователя.

3. CD Decoder.

Процессор цифрового сигнала служит для декодирования EFM сигнала. В нём происходят процессы обратные тем, которые происходили при записи CD, т.е. демодуляция ЕFМ сигнала, деперемеживание, коррекция ошибок, отделение аудио информации от субкода.

4. D/A Converter.

Представляет собой цифро-аналоговый преобразователь, который восстанавливает из цифровой формы аналоговый аудио сигнал.

5. Драйвер.

Это схемы управления фокусной и тракинг катушками и двигателями CD механизма.

6. Микроконтроллер.

Служит для управления режимами работы CD ROM. Команды для процессора системы управления подаются с ПК либо с лицевой панели CD ROM. В состав этого процессора может входить схема управления индикатором.

7. На задней панели практически всех без исключения приводов CD ROM находятся, по крайней мере, три разъёма:

а) интерфейсный.

б) разъём питания.

в) аудио разъём.

Первый предназначен для подключения шины данных, второй для подключения питания.

Разъём для вывода звука позволяет подключать привод к звуковой карте. Это удобно при прослушивании аудиодисков, поскольку не требует переключения акустической системы или наушников с одного гнезда на другое.

Кроме интерфейса IDE/ATAPI в CD ROM может использоваться интерфейс SCSI, следует отметить, что SCSI-интерфейс более высокого уровня, чем IDE и при использовании SCSI-интерфейса с задней панели привода доступны также резисторы-терминаторы устройства и набор перемычек (jumpers), или переключателей (switches), которые определяют номер устройства и режим работы. Не следует забывать, что резисторы-терминаторы должны быть установлены на host-адаптере SCSI и приводе компакт-дисков, если к шине интерфейса не подключены другие устройства.

1.3 Описание схемы электрической принципиальной

На плате расположены семь больших интегральных схем:

· IC201 AN8849SB (схема управления лазером);

· IC501 ВА5970 (схема управления электродвигателями перемещения каретки с ЛГС и загрузки/выгрузки диска);

· IC502 ВА6849 (схема управления ДВД);

· IC401 HD6433397F18 (схема сервоуправления электродвигателями и катушками фокусировки);

· IC601 MN662753COT (схема системного управления накопителем);

· IC901 C41446ACI07 (схема управления сигналами накопителя);

· IC902 V53C16126HK40 (ОЗУ накопителя).

Электродвигатели привода

Двигатель загрузки и выгрузки диска (ДЗВД) через схему драйвера двигателя принимает управляющий сигнал на открывание и закрывание лотка (при нажатии клавиши "open/close" на лицевой панели привода) и включает электродвигатель (М15Е-2, R-141380), который с помощью червячной передачи и зубчатой рейки обеспечивает перемещение лотка наружу или внутрь устройства. ДЗВД управляется драйверной микросхемой IC501 типа ВА5970. Проверить исправность самого электродвигателя можно, подключив к его выводам батарейку "Крона". Если двигатель (R06M = 6,5 Ом) исправен, он начинает вращаться. Для четкого срабатывания червячной передачи и зубчатой рейки их необходимо периодически смазывать литолом, предварительно очистив спиртом от старой смазки.

Когда лоток займет рабочее положение, зафиксировав диск на валу ДВД, ДЗВД отключается и на схему возбуждения лазерного диода (ЛД) подается напряжение +5 В. При этом запускается ДВД (рис.1).

Рис.1

Если наблюдается свечение ЛД красным светом, а ДВД не вращается, увеличивают ток ЛД, повернув на 10-40° по часовой стрелке ось переменного резистора, расположенного на ЛГС. Если и после этой операции ДВД не начинает вращаться, проверяют исправность микросхемы IC502 (ВА6849).Она снабжена мощным дополнительным радиатором, который легко снимается, после чего проверяют нагрев микросхемы. Если температура корпуса достигает 50-70°С, это указывает на ее неисправность и микросхему следует заменить. Выход из строя интегральной схемы IC502 довольно частое явление в приводе CD-ROM этой фирмы.

При первоначальной установке компакт-диска микросхема IC601 вырабатывает сигнал управления, в результате каретка ЛГС перемещается на нулевую дорожку диска. Радиальное перемещение ЛГС по полю диска обеспечивается двигателем каретки ЛГС (ДКЛГС) типа PPN13LB10A (Ro6M = 12 Ом), который управляется сигналами прямого и обратного перемещения, поступающими от интегральной схемы IC601 через схему сервоуправления IC401 и драйверную схему ДКЛГСIC501 (ВА5970). ДКЛГС имеет три режима работы:

· поиск вперед;

· считывание информации;

поиск назад.

Если ДКЛГС не работает, наиболее вероятная причина этого явления состоит в отказе драйвера IC501 (рис. 2.) вследствие сильного перегрева. Обычно после его замены работоспособность ЛГС восстанавливается. Если сигналы на выводах ДКЛГС присутствуют, то это говорит об исправной работе сервоуправления и драйверной микросхемы IC501.

Рис.2

1.4 Типичные неисправности привода CD-ROM SAMSUNG SCR-3232E и их устранение

Чтобы рассмотреть наиболее характерные неисправности CD-ROM, обратимся к структуре этого достаточно сложного устройства:

-механические неисправности;

-неисправности оптической системы;

-неисправности электронных компонентов.

Механические неисправности.

Они составляют 80...85% общего числа неисправностей. Их также можно разделить на несколько основных групп:

· отсутствие смазки трущихся частей;

· скопление пыли и грязи на подвижных частях механизма транспортировки диска;

· засаливание фрикционных поверхностей;

· нарушения регулировок;

· механические поломки деталей транспортного механизма.

Отсутствие смазки приводит к тому, что CD-ROM с трудом выталкивает каретку с диском. В простых механизмах, где каждый элемент выполняет несколько функций, отсутствие смазки приводит, например, к заклиниванию замка каретки и исключает возможность использования CD-ROM.

Скопление пыли и грязи на подвижных частях, особенно на краях подвижных салазок каретки, делает практически невозможным запирание механизма, и в результате CD-ROM постоянно выбрасывает диск.

Засаливание фрикционных поверхностей приводит либо к остановке механизма каретки в промежуточных положениях, либо к проскальзыванию диска во время вращения. И то и другое делает использование CD-ROM невозможным. К подобному результату приводит и нарушение регулировок транспортного механизма.

Перечисленные выше механические неисправности касаются в основном простых механизмов относительно дешевых CD-ROM. Дорогие модели, как правило, имеют сложные механизмы, и для них основным видом механических неисправностей является поломка деталей механизма. Чаще всего это происходит из-за того, что пользователь, вместо того, чтобы пользоваться кнопками управления, рукой заталкивает каретку с диском внутрь дисковода. Последствия таких действий могут оказаться самыми неприятными. Если загрязненный и неухоженный механизм достаточно прочистить, протереть, смазать - и он вновь исправно выполняет свои функции, то торопливость и чрезмерные усилия приводят к достаточно дорогому и длительному ремонту дисковода.

Неисправности оптической системы

К этому виду распространенных неисправностей относятся неисправности оптико-электронной системы считывания информации. Несмотря на небольшие размеры, система эта - очень сложное и точное оптическое устройство. Достаточно взглянуть на структурную схему , чтобы согласиться с этим. По частоте появления в течение первых полутора-двух лет эксплуатации отказы оптической системы составляют 10...15% от общего числа неисправностей. Чтобы выделить основные «болезни» оптики и их характерные проявления, рассмотрим ее состав:

· сервосистема управления вращением диска;

· сервосистема позиционирования лазерного считывающего устройства;

· сервосистема автофокусировки;

· сервосистема радиального слежения;

· система считывания;

· схема управления лазерным диодом.

Сервосистема управления вращением диска обеспечивает постоянство линейной скорости движения дорожки считывания на диске относительно лазерного пятна. При этом угловая скорость вращения диска зависит как от расстояния головки считывания до центра диска, так и от условий считывания информации. Характерными признаками неисправности являются либо отсутствие вращения диска, либо, наоборот, разгон до максимальной скорости вращения. При попытке изъять диск с помощью органов управления каретка открывается с вращающимся на ней диском. Характерными признаками исправной работы являются четко прослеживающиеся фазы:

старт и разгон вращения диска;

· установившийся режим вращения;

· интервал торможения до полной остановки;

· съем диска лотком каретки и вынос его наружу из дисковода.

Вначале проверяют корректность установки CD-ROM в системе (правильно ли выбран и установлен драйвер, или программа, обеспечивающая "стыковку" операционной системы с устройством). Затем контролируют правильность установки перемычек MASTER-SLAVE на самом устройстве. CD-ROM не должен конфликтовать с винчестером, подключенным к тому же шлейфу интерфейса IDE.

Что касается CD-ROM с интерфейсом SCSI, то проверяют правильность установки адреса устройства (этот адрес не должен иметь другие SCSI-устройства).

Затем вскрывают корпус устройства CD-ROM и проверяют, раскручивается ли диск после его установки. Эту операцию можно проводить, подключив к CD-ROM только соединитель питания, информационный шлейф можно не подключать.

Если диск не вращается после его установки, проверяют, светится ли лазер при установке каретки CD-ROM в рабочее положение, но уже без диска.

Иногда свечения лазера не видно. Тогда нужно еще раз проконтролировать свечение, но уже в затемненном помещении, и наблюдение за линзой лазера следует производить с разных ракурсов.

Дело в том, что в современных устройствах CD-ROM контроль наличия диска осуществляется самим лазером.

Если фотодатчик, установленный в лазерной каретке, получает отраженный сигнал от диска, логическая схема CD-ROM воспринимает это как "диск установлен" и уже только после этого формирует команду включения маршевого двигателя вращения диска.

Если видно свечение лазера, а запуска приводного двигателя с диском нет, увеличивают интенсивность свечения лазера. Для этого вначале находят установленный на каретке с лазером переменный резистор. Обычно он очень малых размеров (5...7 х 2...5 мм).

Поворачивают движок этого переменного резистора по часовой стрелке на 20...30°. Проверяют факт вращения приводного двигателя при установке диска. Если диск не стал вращаться, поворачивают движок переменного резистора еще на 20...30° и так продолжают до тех пор, пока двигатель не запустится (двигатель должен запуститься и какое-то время, примерно 10...20 с, вращаться с постоянной скоростью).

Необходимость вращения переменного резистора, регулирующего интенсивность свечения лазера, вызвано тем, что со временем мощность светового потока лазера уменьшается (старение элементов, помутнение линзы и т.д.), поэтому это нужно скомпенсировать.

Частые сбои устройства CD-ROM при чтении дисков

Возможными причинами этой неисправности могут быть: уменьшение интенсивности свечения лазера, помутнение или загрязнение линзы лазера, загрязнение посадочного места привода диска, слабый прижим диска к посадочному месту. Уменьшение интенсивности свечения лазера компенсируется так, как описано в п.1. Загрязнение линзы лазера убирается мягкой (например, беличьей) кисточкой. Эта операция проводится крайне осторожно, так как можно повредить подвеску самого лазера.

Загрязнение посадочного места привода диска очищается любым тканым материалом, смоченным в спирте.

Проконтролировать прижим диска к посадочному месту можно, если вначале осуществить чтение обычного аудиодиска. Если ошибок и сбоев в этом случае нет, для устойчивого чтения компьютерных дисков принимают меры для увеличения прижима диска сверху (подгибают пружины или увеличивают груз).

1.5 Технические характеристики

1. Скорость передачи данных: 7,500 КБ/с. (50x)

2. Время доступа: 100 мс.

3. Тип дисковода: внутренний.

4. Интерфейс: E-IDE (ATAPI).

5. Размер буфера: 128 КБ.

Размещение:

6. Горизонтальное.

7. Вертикальное.

8. Время наработки на отказ: 60000 часов.

9. Поддерживаемые стандарты:

9.1.CD-R.

9.2.CD-RW.

9.3.CD-DA.

9.4.CD-ROM/XA.

9.5.Video CD.

9.6.CD-I.

9.7.Photo CD.

9.8.CD-EXTRA.

10.Способ загрузки носителя: моторизированный лоток.

11. Соотношение сигнал/шум: 75 дБ.

12.Переходное затухание сигнала: 70 дБ.

13. Размер: 149х42,5х200 мм.

14. Вес: 800 гр.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Технология изготовления корпуса

Корпус привода CD-ROM SAMSUNG SCR-3232E состоит и двух половин штампованных деталей из стали Ст3, соединяемых резьбовым соединением. Верхняя и нижняя часть корпуса изготовлена П-образной. На задней части корпуса установлен разъем питания, интерфейса, аудиовыхода. Передняя панель корпуса выполнена из пластмассы, на ней установлены кнопки управления, гнездо наушников, регулятор громкости. На нижней части корпуса установлена печатная плата с остальными элементами электрической схемы. Технология изготовления деталей корпуса методом штамповки описана ниже.

При изготовлении корпусов РЭА широкое применение получили детали из листового штампованного материала. Они отличаются высокой прочностью и жесткостью при малом весе. Штамповка из листовых материалов обеспечивает малую трудоемкость и стоимость изготовления, высокую точность размеров.

Конструкция штампованных деталей существенно зависит от объема применяемости. На технологичность конструкции штампованных деталей оказывают влияние ограничения в формообразовании для выбранного материала; величина допуска на размеры и форму детали; требования к чистоте поверхности.

Для изготовления деталей из листа применяют разнообразные материалы, как металлические, так и неметаллические. Из металлических материалов широкое применение имеют алюминиевые сплавы и стали. Используются латуни, магниевые и титановые сплавы, из неметаллических -- слоистые пластики, листовые термопласты. На штамповочные свойства металлов сильно влияет их химический состав и структура. Особенно это проявляется при изготовлении полых и сложных деталей, требующих большой пластической деформации. Детали, изготовляемые путем штамповки, в зависимости от формы могут быть условно разделены на плоские, изогнутые, полые и объемные.

Для изготовления штампованных деталей применяют две группы техно-логических операций: разделительные и формообразующие. К первой группе относят операции отрезки, вырубки, пробивки, надрезки и др., при помощи которых в основном изготовляют плоские детали и заготовки. Ко второй группе относят операции гибки, выдавки, отбортовки, вытяжки, высадки и др. Нормальной точностью для заготовок, получаемых при резке на гильотинных ножницах, является 7-й класс.

При отрезке деталей с закругленными контурами из полос, ширина которых равна ширине детали необходимо, чтобы радиус закругления превышал половину ширины детали.

Минимально допустимые размеры штампуемых отверстий различной формы зависят от марки материала и толщины листа. Минимальные расстояния между пробиваемыми отверстиями, а также между отверстиями и краем детали следует выбирать, также исходя из толщины материала. Указанные соотношения являются предельными с точки зрения стоимости инструмента, поэтому по возможности целесообразно их применять увеличенными в 1,5--2 раза. Следует помнить, что невыполнение этого условия делает конструкцию менее технологичной, так как снижается стойкость штампа и увеличивает стоимость изготовления детали. Кроме того, возможны искажения формы.

При вырубке и пробивке поверхность среза получается неровной. Шероховатость поверхности среза получается в пределах 4-5-го класса чистоты по ГОСТ 2789--59. При необходимости получения ровного торца и гладкой поверхности применяют зачистку в штампах, что дает возможность получить точность в пределах 3--4-го класса и чистоту поверхности по 6--7-му классу.

Для отверстий берется допуск со знаком плюс; для наружных контуров -- со знаком минус или ± половина допуска для 7 и 8-го классов точности. Требование излишней точности заставляет вводить дополнительные операции (зачистку, калибровку), применять добавочные штампы.

Расстояния между центрами отверстий обеспечиваются в два раза точнее, чем расстояния от базовых поверхностей до центров отверстий. Это необходимо иметь в виду при простановке размеров в чертежах, так как в зависимости от выбранной базы может быть реализована большая или меньшая точность.

Выдавки прямоугольной формы применяют как опорные площадки для крепления тяжелых узлов типа трансформаторов. Выдавки круглой формы используют как опорные поверхности для крепления амортизаторов или для утопления головок винтов.

С целью придания тонкостенным листовым деталям (толщиной до 2 мм) типа кожухов, крышек и стенок дополнительной жесткости применяют ребра жесткости, или так называемые зиги.

Размеры ребер жесткости и выдавок находятся в зависимости от толщины материала.

2.2 Технология изготовления печатной платы

Операция сверления отверстий является процессом трудоёмким, поскольку число отверстий, например, на плате среднего составляет несколько сотен, а на платах с ИМС в корпусах со штырьковыми выводами - больше тысячи.

Таким образом, возникает проблема автоматизация сверления отверстий, решения которой можно достичь использованием станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Использование ЧПУ для сверления отверстий в печатных платах упрощает весь процесс, делая его более приспособленным для дальнейшей автоматизации. В этом случае отверстия сверлят и металлизируют до покрытия заготовок слоем фоторезиста и формирования рисунка печатных проводников, что исключает такие операции, как покрытия плат защитным слоем лака и его удаления после химического меднения.

Для получения рисунка схемы, просверленные на плате отверстия, совмещают с их изображениями на фотошаблоне, поэтому данный метод получил название «метод базового отверстия».

Дальнейшую обработку платы производят обычным способом, т. е. на проводники и контактные площадки гальванически осаждают медь и наносят защитное покрытие, после чего удаляют слой фоторезиста и стравливают фольгу. Все операции можно выполнять непрерывно на автоматической поточной линии.

Для полной автоматизации всех технологических процессов получения печатных плат необходимы фольгированные пластины со светочувствительным слоем, нанесенный непосредственно на заводе -- изготовителе. Однако таких пластин пока нет, и нанесения слоя фоторезиста производится на участках изготовления печатных плат. Для этого применяют различные способы: центрифугирование, накатку, полив, окунание, которые не приспособлены для автоматизации.

В настоящее время разработаны пленочные фоторезисты, полностью изменившие технологию нанесения светочувствительного слоя на заготовку печатной платы. Они состоят из трех слоев: предохранительной полиэтиленовой пленки, пленки фотополимерного резиста и прозрачной защитной полиэфирной пленки для ультрафиолетового излучения.

Предохранительную пленку удаляют перед нанесением фоторезиста на заготовку.

Когда пленочный фоторезист прижимают валиком, он приклеивается к поверхности заготовки липким слоем.

В автоматизированном производстве процесс может быть непрерывным, так как пленка фоторезиста сматывается с рулона и наносится валиками сразу на обе поверхности заготовки.

Экспонирование производят через защитную полиэфирную пленку, на которую накладываются фотошаблоны. Затем защитную пленку удаляют с поверхности светочувствительного слоя механическим отслаиванием и проявляют её.

Использование пленочного фоторезиста снижает трудоемкость операций формирования защитного рельефа и сокращает производственный цикл.

2.3 Технология монтажа SMD элементов

Переход электронной промышленности с традиционного навесного на современную технологию поверхностного монтажа (SMT) имеет объективные предпосылки.

Это обосновано экономическими и технологическими факторами. Предприятие при применении поверхностно монтируемых компонентов получает следующие преимущества:

Значительное повышение качества и надежности изделий благодаря применению лучших материалов и компонентов.

Снижение себестоимости изделий. Современная комплектация, монтируемая на поверхность платы, дешевле, чем навесная.

Упрощение и удешевление демонтажа компонентов.

Значительное уменьшение трудоемкости производственных циклов.

Достижение современного технического уровня, соответствие современным стандартам (1S0 9000).

Уменьшение габаритных размеров изделий при увеличении их функциональных возможностей.

Итак, преимущества очевидны, и теперь мы хотели бы рассказать на примере конкретных моделей оборудования, как наиболее эффективно создать участок поверхностного монтажа.

Внедряя современное технологическое оборудование на российские предприятия, мы обратили внимание на такую закономерность: в 90 % случаях меняется малая часть комплектации, и предприятию требуется среднее оборудование.

Иными словами, предприятия начинают с оборудования опытного участка поверхностного монтажа. Для оснащения такого участка зачастую хватает одноканальных или многоканальных паяльных станций, оборудованных встроенным компрессором. В этом случае выбор небольшой, это паяльные станции, широко известные по предыдущим публикациям, производимые фирмами РАСЕ и WELLER.

Предлагаемые модели паяльного оборудования способны осуществить монтаж и демонтаж всех современных элементов, включая BGA. Это становится возможным за счет высокой термостабильности, возможности поддержания работы наконечника «МИНИ-ВОЛНА», наличия активной системы борьбы со статикой.

Упомянутое паяльное оборудование при своей относительно невысокой стоимости способно решить многие задачи. При оснащении участка такими станциями заказчик получает следующие возможности:

установка любых типов поверхностно монтируемых микросхем с помощью технологии «МИНИВОЛНА»;

установка безвыводных элементов с применением горячего воздуха (термофена). Также этот инструмент можно применять и при работе с микросхемами;

демонтаж любых типов элементов при сохранении работоспособности самого элемента и платы;

ремонт печатных плат.

Итак, при минимальных затратах предприятия получают полноценный сборочный и ремонтный участок

поверхностного монтажа, оборудованный по стандарту ISO 9001. Следующим шагом предприятий обычно является приобретение более производительного оборудования. При этом паяльные станции, о которых мы говорили ранее, сохраняют свою актуальность и переходят на ремонтные участки. Наиболее распространенным набором оборудования при

создании участка поверхностного монтажа является:

оборудование для нанесения паяльной пасты/клея;

оборудование, производящее установку компонентов на плату;

оборудование для оплавления припоя (паяльной пасты).

Каждый тип оборудования соответствует конкретным технологическим этапам.

Мы хотели бы подробнее остановиться на каждом из них на примере конкретных устройств, наиболее популярных по опыту продаж за последние два года.

1. Нанесение паяльной пасты, клея

Применяются два основных способа нанесения. Метод дозирования с применением пневматических дозаторов хорош тем, что он не привязан к трафарету, и оператор может работать с любой платой. Таким дозатором удобно пользоваться при большом количестве различных типов плат или на опытном участке, где при разработке плата меняется несколько раз. Слабая сторона этого метода в его низкой производительности, которая определяется мастерством оператора.

Второй метод -- трафаретной печати, через сетчатый или металлический трафарет. Для этого применяются устройства трафаретной печати. Наиболее интересным является модельный ряд швейцарской фирмы ESSEMTEC. Вот эти модели.

Модели при своей низкой цене имеют большую рабочую площадь, высокие технические характеристики и большой набор дополнительных принадлежностей, которые позволяют существенно модернизировать устройство трафаретной печати.

2. Установка компонентов

Самыми простыми и недорогими устройствами для установки поверхностно монтируемых компонентов являются ручные манипуляторы, которые обычно состоят из следующих узлов.

Головка с автоматическим вакуумным захватом.

Встроенная вакуумная помпа или внешний компрессор.

Набор вакуумных наконечников.

Карусельный питатель для подачи компонентов из россыпи.

Как дополнительное оборудование предлагаются питатели из ленты, из пенала, дозаторы паяльной пасты, системы пайки горячим воздухом, системы визуального контроля.

Производительность такого оборудования существенно зависит от мастерства оператора. В среднем эта цифра колеблется от 200 до 600 компонентов в час.

При изготовлении оборудования такого уровня производители практически не отличаются один от другого, и все марки очень похожи. В России наиболее известны такие фирмы, как ESSEMTEC, FRITSCH, DIMA. При одинаковом качестве наиболее выгодная цена у швейцарской фирмы ESSEMTEC.

Многие ручные установщики могут быть переоборудованы до полуавтоматических При этом работу такого манипулятора контролирует компьютер, что существенно увеличивает производительность за счет исключения ошибок установки. В этом случае работу также производит оператор, но машина существенно облегчает его действия. По заранее разработанной программе машина показывает, какой элемент и из какого питателя необходимо захватить. После срабатывания вакуумного захвата машина показывает, куда необходимо установить компонент, и в точке установки сработают пневматические тормоза, зафиксировав вакуумную головку. Оператору остается только развернуть элемент вокруг своей оси для соблюдения правильности установки и опустить элемент на плату. Вакуумная головка автоматически отпустит элемент.

Этот тип манипуляторов так же оборудуется по желанию заказчика дозатором паяльной пасты, системой пайки горячим воздухом, системой визуального контроля.

Производительность таких систем 600-800 компонентов в час. Наиболее известны на российском рынке ESSEMTEC, HAROTEC, FRITSCH.

Кроме того, необходимо отметить, что и ручные и полуавтоматические манипуляторы могут быть оборудованы системой установки FINE PITCH компонентов. Эта система позволяет производить точное совмещение выводов микросхемы с контактными площадками на плате с помощью микрометрических винтов и автоматическую установку элемента на плату. Такие системы позволяют устанавливать бескорпусные элементы от 0201 и микросхемы с шагом до 0,4 мм.

Наиболее интересным является автоматическое оборудование для установки компонентов. Основными параметрами автоматических манипуляторов являются:

Производительность.

Точность установки.

Гибкость, иными словами быстрота перестройки автомата под другой тип платы.

Эти параметры определяют цену на оборудование. Наиболее недорогими являются машины японской фирмы MDC -- это ECM 93, ECM 96, ECM 98. Они имеют производительность от 2000 до 3500 компонентов в час и работают для своего уровня достаточно стабильно. Эти машины хорошо применять на предприятиях, которые выпускают какую-то одну номенклатуру изделий. Но если предприятие имеет несколько различных типов плат, то работать с такой машиной сложно из-за трудоемкости переналадки на новое изделие.

В этом случае более интересен автомат CLM 9000 швейцарской фирмы ESSEMTEC. Производительность этой машины 2200-3600 компонентов в час, в базовую комплектацию включен лазерный центратор и автоматическая система смены инструмента. Машина имеет питатели с микропроцессорным контролем, что позволяет перенастраивать ее очень быстро. На практике переналадка сводится к перезагрузке программы.

Более производительное оборудование поставляют фирмы Universal, Philips, Siemens.

3. Оплавление

После нанесения паяльной пасты и установки элементов следует этап оплавления. Для этого используют печи, которые отличаются количеством зон нагрева и методом подогрева -- инфракрасным, конвекционным, смешанным.

Инфракрасные печи имеют низкую цену и применяются при изготовлении несложных плат. Обусловлено это тем, что инфракрасный тип нагрева имеет целый ряд отрицательных эффектов. Наиболее существенно влияют на работу следующие:

Теневой эффект. Высокие элементы могут закрывать более низкие, создавая так называемую «тень», то есть зону, где высока вероятность непропая. Также некоторые элементы могут закрывать свои собственные выводы.

Существенное влияние на процесс пайки оказывает отражающая способность корпуса элемента.

Нестабильность распределения температуры внутри отдельных зон.

Всех этих отрицательных моментов лишены печи с конвекционным методом нагрева. Горячий воздух распределяется внутри рабочего объема печи таким образом, что в каждой точке создаются одинаковые условия пайки, одинаковая температура. Зависимость от отражающих качеств элемента отсутствует.

Но управлять горячим воздухом труднее и выполнять это технически также сложнее. Поэтому конвекционные печи имеют цену значительно выше. Из инфракрасных наиболее распространенными являются печи швейцарской фирмы ESSEMTEC. Это RO 180, RO 260, RO 400.

Из конвекционных печей более всего российскому потребителю известна продукция английской фирмы Reddish Electronics. Это модели: SM-500 -- камерная конвекционная печь, SM-1500, SM-1500, SM-3000 конвейерные конвекционные печи.

Наиболее простым и недорогим набором оборудование для оснащения производственного участка поверхностного монтажа является:

ручное устройство трафаретной печати;

один или несколько ручных или полуавтоматических манипуляторов для установки компонентов;

печь оплавления припоя.

Стоимость такого набора оборудования начинается от 15 000 USD.

Обращаю внимание читателей, что приводимый перечень оборудования далеко не полный, но в некоторых случаях вполне достаточный для начала переоснащения производства или для создания нового участка.

Полноценное же производство включает в себя следующие этапы:

входной контроль плат, компонентов, материалов;

подготовка компонентов, материалов;

нанесение клея/паяльной пасты;

установка компонентов;

отверждение клея;

оплавление припоя с помощью печей или в машинах пайки волной;

отмывка;

выходной контроль;

ремонт;

влагозащита;

упаковка.

3. БЕЗОПАСНЫЕ УСЛОВИЯ ТРУДА

3.1 Безопасные условия труда при выполнении электромонтажных работ

Работа электричеством опасна тем, что оно не действует на органы чувств до момента соприкосновения с токоведущими деталями или проводами. Это затрудняет обнаружение опасности. Электрического напряжения выше 40В опасно для жизни. Степень поражения зависит от пути прохождения электрического тока через тело человека и от силы тока, особенно той его части, которая проходит через сердце. Наиболее опасны пути тока - “рука-нога”, “рука-рука”. Поэтому при настройке аппаратуры и поисках неисправностей старайтесь работать одной рукой, чтобы избежать прикосновения к токоведущим частям обеими руками. Другую руку приучите себя держать за спиной или в кармане. Особую осторожность нужно соблюдать, когда прибор питается от сети по бестрансформаторной схеме или через автотрансформатор. В этом случае выход даже низковольтного источника вторичного питания может оказаться под полным напряжением сети относительно земли. Здесь очень важно надежно изолировать себя от “земли”, чтобы исключить поражение электрическим током при случайном прикосновении к шасси или к детали прибора. Любые электроработы нужно стараться вести вдали от водопроводных труб и радиаторов исключить случайное прикосновение к ним. Заменять детали следует только после отключения прибора, от сети обязательно вынимая вилку шнура питания из сетевой розетки. После отключения источника электропитания необходимо разрядить конденсаторы фильтра. Нельзя проверять исправность плавких предохранителей в аппаратуре путем замыкания их. Подключать измерительный прибор к высоковольтным цепям можно только при обесточенной аппаратуре, предварительно неоднократно разрядив конденсаторы фильтра. Во время таких измерений щуп прибора нельзя держать рукой. Следует помнить, что переутомление, алкогольное опьянение, повышенная потливость, сердечные и нервные заболевания создают повышенную опасность тяжелого поражения электрическим током.

При пайке проводов и радиоэлементов на печатной плате, а так же при их лужении, выделяются вредные для здоровья пары олова и свинца. Нельзя наклоняться над местом пайки и вдыхать испарения. Старайтесь работать у открытого окна, чаще проветривать помещения, в которых работаете. После окончания радиомонтажных работ обязательно мойте руки.

3.2 Безопасные условия труда при выполнении механосборочных работ

Выполнение механосборочных работ связано с использованием большого количества самого разнообразного оборудования. Заготовительные работы заключаются в рихтовке правке металлических листов и прутков, а также получение из них заготовок деталей для чего используются правильные валковые станки, правильно отрезные автоматы, гильятиновые и дисковые ножницы, и другое оборудование. Холодная обработка метала, включает холодную штамповку и механическую обработку на металлических станках: токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных.

Основными видами травматизма при механосборочных работах являются ушибы, порезы, ранения и другие тяжелые травмы вызванные, как правило, отсутствии или не использованием предусмотренных защитных средств индивидуальной защиты. Нарушение принятых способов работы и пренебрежение безопасными приемами работы, беспорядок на рабочем месте, загроможденность и захламленность производственных помещений способствующих появлению травм у работников.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

Демонтаж радиоаппаратуры и отпайку проводов от контактных лепестков и электрических соединений производить в защитных очках.

Работающие с эпоксидными смолами, компаундами и их отвердителями должны иметь специальную одежду, резиновые перчатки и защитные очки. Попавшие на кожу брызги смолы, отвердителя или компаунда немедленно промыть теплой водой с мылом.

Поскольку при монтаже радиоэлектронной аппаратуры используется бензин, ацетон и другие легковоспламеняющиеся жидкости, во всех производственных помещениях должны соблюдаться меры противопожарной безопасности:

На рабочем месте нельзя курить и пользоваться открытым огнем.

Все производственные операции должны производиться с малым количеством легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей и в технологической таре.

Технологическая тара должна быть металлической с резьбовыми пробками и иметь форму, исключающую ее опрокидывание.

На таре должен быть предупредительный знак «Огнеопасно»

3.3 Безопасные условия труда при выполнении регулировочных работ

При выполнении регулировочных работ различной РЭА наиболее опасным видом травматизма является поражение электрическим током. Рабочий, выполняющий регулировочные работы должен соблюдать правило техники безопасности, в частности электробезопасности:

A) все доступные для прикосновения токоведущие части электрооборудования должны быть ограждены.

Б) рубильники и выключатели должны быть мгновенного действия.

B) щетки и рубильники должны быть установлены в глухих металлических кожухах, запираться на замок и иметь надпись о применяемом напряжении.

Г) ручки, рукояти должны быть сделаны из изолирующих материалов.

Д) металлические детали должны быть изолированы от токоведущих частей и заземлены.

Е) все электрооборудование, а также оборудование и механизмы, которые могут оказаться под напряжением должны быть надежно заземлены.

Ж) работы по ремонту оборудования и механизмов должны производиться только после полного отключения от сети электропитания, на месте работ обязательно вывешивают предупредительные плакаты.

3) ручной инструмент, применяемый при регулировочных работах (отвертки, плоскогубцы, кусачки) должен быть снабжен изолированными ручками.

И) измерительные приборы должны быть заземлены, соединительные провода и щупы не должны иметь повреждений.

К) внешний осмотр радиоэлементов и монтажа, а также замену вышедших из строя радиоэлементов разрешается производить только в выключенном приборе.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

Запрещается подавать на рабочие столы учащихся напряжение выше 42В.

Собирать электрические схемы, производить в них переключения необходимо только в отсутствия напряжения. Источник тока подключать в последнюю очередь.

Электрические схемы собирать так, чтобы провода не перекрещивались, не были натянуты и не скручивались петлями.

При пайке использовать в качестве флюса только канифоль.

5. Собранную электрическую схему включать под напряжением только после проверки ее учителем (мастером).

При работе возле электрических приборов и машин следить, чтобы руки, одежда и волосы не касались вращающихся деталей и оголенных проводов.

Не проверять наличие напряжения прикосновения пальцев, использовать для этого указатель напряжения.

Не оставлять без надзора не выключенные электрические устройства.

Строго выполнять инструкцию по охране труда при электропаянии.

10. Осторожно обращаться с электропаяльником, не ронять его и не ударять по нему каким - либо предметами.

11. Не касаться горячих мест электропаяльника незащищенными руками, остерегаться при пайке расплавленного припоя.

При кратковременных перерывах в работе класть нагретый электропаяльник на специальную термостойкую подставку.

Не определять степень нагрева паяльника касанием нагретых его частей руками

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте рассматривается и описывается привод CD-ROM "SAMSUNG SCR-3232E".

За последние годы отношение к ремонту приводов изменилось в основном из-за снижения их стоимости. Когда дисководы были дорогими, пользователи часто предпочитали их ремонтировать, а не заменять. Сейчас же некоторые виды ремонта, требующие больших затрат, времени и деталей, стали стоить почти столько же, сколько полная замена привода. Обычно ремонт сводится к чистке привода и головки, и смазыванию механических устройств.

Привод устанавливается в любом компьютере. А диск некоторые производители цифровых камер используют в качестве носителя.

Цифровое видео с его естественными возможностями (начиная с по кадрового просмотра) не просто улучшает качество воспроизведения - изменяет функциональные возможности восприятия.

В настоящий момент емкости CD-ROM не хватает для мультимедиа продуктов нового поколения. Для увеличения емкости CD-ROM, способного хранить больший объем данных, упакованных по стандарту MPEG-2, необходимы более высокие скорости считывания. Разрабатываемый сейчас новый формат CD-ROM (HD-CD или High Density CD) способен обеспечить пятикратное увеличение объема компакт-дисков без каких-либо особых технических ухищрений. При этом ужесточаются требования на физическую разметку диска, а именно уменьшается расстояние между соседними треками и размер ямок. Длина волны считывающего луча уменьшается с 780 нм до 635 нм, однако возможность использования все тех же дешевых лазеров, работающих в красной области спектра, остается. Структура данных также становится более эффективной за счет более совершенной логической системы коррекции ошибок, что увеличивает информационную емкость диска на 10-15%. Комбинация указанных новшеств позволит довести объем записываемой информации до 3,7 Гбайт.

В технологию HD-CD так же вводится концепция переменной скорости считывания информации с компакт-диска. Вместо того чтобы заносить на диск какую-либо короткую видео запись, оставляя на нем массу свободного места, можно будет записывать данные с меньшей плотностью. При этом предусматривается возможность динамического регулирования этого процесса. Например, плотность записи может быть изменена для различных последовательностей битов в случае различной сложности кодирования информации.

По мнению специалистов процесс производства HD-CD мало чем будет отличаться от производства обычных компакт-дисков, за исключением гораздо более сложных допусков. Наибольшую трудность, вероятно, будет представлять изготовление матрицы компакт-диска высокой плотности. Дисководы HD-CD появятся по всей видимости в этом году.

В настоящее время ведутся работы над мультиповерхостным CD-ROM. Суть этой технологии заключается в наличии двух слоев, содержащих записанные данные и находящихся один над другим. Лазерный луч может фокусироваться как на нижнем так и на верхнем слое. Первый вариант таких систем, выпущенных фирмой 3М, вмещает до 7,8 Гбайт информации при двухслойной записи, хотя не существует никаких препятствий, мешающих дальнейшему увеличению количества слоев.

В свою очередь основная идея дальнейшего повышения скорости работы дисководов CD-ROM связана с использованием двух лазерных лучей. Это может сделать данные устройства значительно дороже, поэтому некоторые производители считают целесообразным усовершенствовать технологию производства приводов CD-ROM и выпуск в ближайшее время относительно дешевых моделей с 8-ми кратной скоростью при использовании одного считывающего луча. Наличие дисков с высокой плотностью записи.

ЛИТЕРАТУРА

1. Журналы “Хакер”, учередитель и издатель ЗАО “Гейм Ленд”, 1999-2004 года.

2. Журналы “Навигатор Игрового Мира”, учередитель ООО “Библион”,1999-2003года.

3. Книга серии “Что есть Что”, “Мультимедиа и виртуальные миры”, Андреас Шменк, Арно Вэтьен, Райнер Кёте, издательство “Слово/Slovo” , 1998 г.

4. “Физика справочник школьника и студента”, под редакцией проф. Рудольфа Гёбеля, издательский дом “Дрофа”, 1999 г.

5. Журналы "Hard и Soft N5" Май 2005,"PC Magazine Russian Edition N6" июнь 2005," Мультимедия для всех" 2-ое издание, А.Бозенко, А.Фёдоров.

6. WWW.rlocman.ru- схемотехника, ремонт и справочная документация.