Автомат световых эффектов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Конструкторская часть

1.1 Описание элементной базы

1.2 Разработка конструкции печатной платы

1.3 Разработка конструкции устройства

1.4 Выбор конструкционных и технологических матерьялов

1.5 Выбор методов защиты устройства от внешних воздействий

2. Технологическая часть

2.1 Анализ технологичности конструкции устройства

2.2 Характеристика типа производства

2.3 Выбор и описание типового технологического процесса изготовления печатной платы

2.4 Разработка технологического процесса сборки и монтажа устройства

Список используемых источников

Введение

Скачок в развитии электроники стал возможен с появлением устройств интегральной микроэлектроники, представляющих собой интегральные схемы (ИС). Промышленный выпуск ИС способствовал бурному процессу развития информационной электроники и микроминиатюризации электронных средств. В настоящее время ИС с отдельными типами дискретных полупроводниковых приборов, стали основной элементной базой современных электронных средств.

В результате перехода от транзисторов к интегральным микросхемам изменилась и обширная технология всего производства. Были применены новые материалы, усовершенствовалось оборудование, изменился технологический процесс изготовления изделия, были созданы компьютерные программы, облегчающие работу конструктора-технолога: впервые задачи трассировки, компоновки, размещения, расчет элементов печатного монтажа, габаритов платы, выбор материала для печатной платы выполняет компьютер, что повышает качество схемных и конструкторских решений, ускоряет процесс проектирования, исключает ошибки при проектировании.

Цель данного курсового проекта - описать современный технологический процесс изготовления печатной платы для выбранного типа производства, разработку маршрутных и операционных карт, проверку конструкции на надежность, подготовить исходные данные к проектированию. Проектируемое мною изделие - Автомат световых эффектов - должно соответствовать современному уровню развития микроэлектроники, т.е. быть технологичным, соответствовать стандартам, при нормальных условиях эксплуатации, обеспечить нормальную работу и сохранять свои свойства и параметры в заранее установленных пределах.

1. Конструкторская часть

1.1 Описание элементной базы

Микросхемы. Существует 5 типов корпусов. Более высокую плотность компоновки микросхем на печатной плате обеспечивают корпуса прямоугольной формы, которые выполняют со штыревыми (типы 2 и 3) или планарными (тип 4) выводами.

Корпуса с планарными выводами допускают монтаж с двух сторон печатной платы, имеют большее число выводов и занимают малую площадь. Недостатками таких корпусов является необходимость их фиксации при монтаже на печатной плате и трудность применения групповых методов пайки. Этих недостатков нет у корпусов со штыревыми выводами, которые имеют широкое применение. Для проектируемого устройства был выбран второй тип корпуса.

Нумерация выводов ведется против часовой стрелки, начиная от зоны ключа.

Данное устройство базируется на микросхеме КР 544 УД 1.

Конденсаторы. Используются конденсаторы серии К 50-35 с номинальной емкостью 10мкФ, серии КМ с номинальной емкостью 4,7мкФ, 2,2мкФ, 1000мкФ, 1мкФ, 0,47мкФ.

Резисторы. Используются резисторы серии МЛТ с номинальным сопротивлением 47кОм,3кОм, 10кОм, 330кОм,1МОм и с номинальной мощностью 0,125Вт.

Диоды. Используются диоды Д 9Б.

Транзистор. Используется транзистор КП 303Ж.

1.2 Разработка конструкции печатной платы

Печатный монтаж - это система печатных проводников, обеспечивающих электрические соединения элементов схемы экранирование, заземление. Разработка печатного электрического монтажа сводится к созданию тем или иным способом токопроводящих покрытий (проводников) на изоляционном основании (плате). Проводники являются узкими и тонкими полосками металла, выполняющего функции проводов

Применение печатного монтажа повышает надежность аппаратуры обеспечивает легкость монтажа, увеличение плотности монтажных соединений, исключает ошибки и резко уменьшает трудоемкость монтажно-сборочных работ, создает условия для механизации и автоматизации производства. Электронные элементы с монтажом, выполненным печатным способом, отличается стабильностью электрических и радиотехнических параметров, а также высокой механической прочностью. Для защиты печатного монтажа используют разные лаки и компаунды.

Печатной платой (ПП) называется материал основания, вырезанный по размеру, содержащий необходимые отверстия и, по меньшей мере, один проводящий рисунок.

Основными видами печатных плат являются односторонние печатные платы, двухсторонние печатные платы, многослойные печатные платы.

Односторонняя печатная плата (ОПП) представляет собой основание, на одной стороне которого выполнен проводящий рисунок, а на другой стороне размещаются электрорадиоэлементы и интегральные микросхемы.

Двухсторонняя печатная плата (ДПП) имеет одно основание, на обеих сторонах, которого выполнены проводящие рисунки и все требуемые соединения. Переход токопроводящих линий с одной стороны платы на другую осуществляется металлизированными монтажными отверстиями. С помощью такой платы можно выполнять сложные схемы.

Многослойная печатная плата (МПП) состоит из чередующихся слоев изоляционного материала с проводящими рисунками на двух (и более) слоях, между которыми выполнены требуемые соединения.

Для данной конструкции выбирается ДПП. Краевые поля должны быть не менее 10 мм. На ПП располагаются следующие элементы печатного монтажа:

Монтажные отверстия. Расчет ведется на основе следующих данных:

dв -исходные данные (характеристика корпуса ИМС)

do -диаметр отверстия

dм -диаметр после металлизации

dз -диаметр зенковки

по формулам:

dм=dв+2*(0,l+0,03), (2.2.1)

do=dM+2a, (2.2.2)

где

а -толщина проводника (зависит от материала платы),

dз=do+2*(0,1...0,02) (2.2.3)

На основании расчетов выбираем диаметр отверстия из Таблицы 2.2.1

Таблица 2.2.1 - Диаметры отверстий в зависимости от диаметра зенковки

D3	Dв max	Н	Номинальный
			Dm	D0
0,9	0,4	1+0,15	0,6	0,6
1,1	0,5	1,5+0,2	0,6	-
1,5	0,7	2,0+0,2	-	0,8
0,8	2,5+0,3	1	1,3	1,8
1	2	3	4	5
1	3+0,3	1,5	1,8	2,3
1,5	3+0,3	1,8	2	2,5
1,7	3+0,3	2	2	2,5

Для нашего изделия выбираем диаметр металлизированных отверстий 0,6 мм и 0,8мм.

Контактная площадка. Расчет ведется по формуле:

dк=d3+2T, (2.2.4)

где

Т -ширина печатного проводника;

dк - диаметр контактной площадки.

Печатные проводники. Расчет ширины печатных проводников осуществляется на основе следующих исходных данных:

Imax - максимальный ток в цепи;

i - допустимый тока для данного материала проводника.

Расчет ведется исходя из допустимой площади сечения проводника, а затем берется запас прочности в 2-10 раз.

T=Imax*a/i, (2.4.5)

Выбираем материал печатной платы согласно таблицы 2.2.2

Таблица 2.2.2 - Выбор материала печатной платы

№ п/п	Марка материалов	Толщина (мм)	Характеристика	Допустимая t°C до 85°С
1	ГФ-1-35	1,0-3,0	Гетинакс, облицованный с одной стороны электрической фольгой.	До 85°С
2	ГФ-2-50г	1.0-3,0	Гетинакс, облицованный с двух сторон гальваностойкой фольгой.	<85°С
3	СФ-1-35	0,5-3,0	Стеклотекстолит, облицованный с одной стороны медной электрической фольгой.	<85°С
4	СА-2Н-50г	0,5-3,0	Стеклотекстолит, облицованный с двух сторон гальваностойкой фольгой.	До 100°С

Для нашего изделия был выбран стеклотекстолит фольгированный, СФ-2Н-35-1,0 ГОСТ 10316.

Выбираем размер печатной платы согласно таблицы 2.2.3

Таблица 2.2.3 - Типоразмеры печатных плат ГОСТ 10317-72

Ширина	Длина
10	10	20
20	20	30	40
30	30	40	50	60
40	40	50	60	80
50	50	60	80	90	100
60	60	80	90	100	120
80	80	90	100	120	140	160
90	90	100	120	140	160	180
100	100	120	140	160	180	200
120	120	140	160	180	200	240
140	140	160	180	200	240
160	160	180	240	280
180	180	200	240	280	360
200	200	240	280	360
240	240	280	320	360

Для нашего изделия были выбраны размеры 50х 60.

Для выбора печатного разъема используем таблицу 2.2.4

Таблица 2.2.4 - Виды печатных разъемов

Условное обозначение	Количество контактов	I, мм	L,mm	h	N
ГРПМ 17-12-1-3	12	31	25	25	5
ГРПМ 17-16-1-3	16	41	35	35	7
ГРПМ 17-20-1-3	20	51	45	45	9
ГРПМ 17-24-1-3	24	61	55	55	11
ГРПМ 17-30-1-3	30	76	70	70	14
ГРПМ 17-36-1-3	36	91	85	85	17
ГРПМ 17-44-1-3	44	111	105	105	21
ГРПМ 17-56-1-3	56	141	135	135	27

Для нашего изделия был выбран печатный разъем ГРПМ 17-12-1-3.

1.3 Разработка конструкции устройства

имс транзистор припой флюс

Необходимо разработать устройство, включающее в себя: двухстороннюю печатную плату, модули уровня "0" (микросхемы, конденсаторы), разъём.

В процессе разработки устройства нужно решение задач размещения и трассировки. Они включают в себя:

- выполнить электрические соединения на плате согласно схеме электрической принципиальной. При этом основными вопросами являются: минимизация длин связи, достижения технологичности конструкции - определение посадочного места под каждую микросхему и распределение микросхем на печатной плате. Во внимание принимаются тепловые режимы микросхем, место расположения разъёма и краевые поля подкрепления платы;

- располагать элементы так, чтобы обеспечить наилучший тепловой режим работы схемы, т.е. ровно, рядами располагать элемент, стараться, чтобы все микросхемы были установлены в одном направлении, что позволит использовать автоматический набор микросхем в плату и их пайку учитывать связи между элементами. Чем больше между двумя элементами связей, тем ближе они должны быть друг к другу.

Для установки на печатную плату выбраны микросхемы в корпусе типа II, так как они хорошо подходят для автоматизированного монтажа имеют приемлемую цену, общедоступны. Являются наиболее популярными и распространенными в производстве подобного вида устройств.

Существует несколько методов электрического контактирования между ЭРЭ: пайка, сварка, накрутка.

Для нашего устройства был выбран метод электрического контактирования - пайка припоем ПОС-61, так как он является наиболее безопасным как для самих радиоэлементов (в частности микросхем) так и для

человека. Имеет достаточно низкую температуру плавления по сравнению с сваркой, что обеспечивает как простоту изготовления блока, так и дальнейшую его ремонтопригодность.

Установка элементов производится по варианту: микросхема - IIа, конденсаторы - IIа, резисторы - IIб, диоды - IIб, транзистор-IIa . Эти варианты установки являются наиболее оптимальными для упрощения и большей автоматизации производства, и удовлетворяют требованиям нашего устройства.

1.4 Выбор конструкционных и технологических материалов

Для изготовления ПП широко применяются слоистые диэлектрики, состоящие из наполнителя и связывающего вещества, керамические и металлические (с поверхностным диэлектрическим слоем) материалы. Выбор его определяется электроизоляционными и свойствами, механической прочностью, обрабатываемостью, стабильностью параметров при воздействии агрессивных сред и изменяющихся климатических условиях, себестоимостью. Большинство диэлектриков выпускается промышленностью с проводящим покрытием из тонкой медной (реже никелевой или алюминиевой) электролитической фольги, которая для большей прочности сцепления с диэлектрическим основанием с одной стороны оксидирована или покрыта слоем хрома (1…3мм). Толщина фольги стандартизована и имеет значение: 5,18,35,50,70,105 мкм. Фольга характеризуется высокой чистотой состава (99,5%), пластичностью, высотой микронеровностей (0,4…0,5мкм).

В качестве основы в слоистых пластиках используют электроизоляционную бумагу или чаще стеклянную ткань. Их пропитывают фенольной или фенолооксидной смолой. Фольгирование диэлектриков осуществляют прессованием при температуре 160-190С и давлении 5-15 МПа. Фольгированные диэлектрики поставляются в виде листов размерами от 400м до 1100 мм и толщиной 0,06…3мкм. Гетинакс, обладая удовлетворительными электроизоляционными свойствами в нормальных климатических условиях, хорошей обрабатываемостью и низкой стоимостью, нашел применение в производстве печатных плат.

Для печатных плат, эксплуатирующихся в сложных климатических условиях, используют более дорогие, обладающие лучшими характеристиками стеклотекстолиты. Они отличаются широким диапазоном рабочих температур (-60…+150С), низким (0,2…0,8%) водопоглощением, высокими значениями объемного и поверхностного сопротивлений, стойкостью к короблению.

Для нашего изделия был выбран СФ-2Н-35-1 ГОСТ 10316.

Флюсы, образуя жидкую и газообразную защитные зоны, предохраняют поверхность металла и расплавленного припоя от окисления, растворяют и удаляют уже имеющиеся пленки оксидов и загрязнений с поверхностей, улучшают смачивание металла припоем и растекание припоя за счет уменьшения сил поверхностного натяжения.

Выбор флюса производится, исходя из требуемой химической активности, определяемой температурами плавления припоя и пайки. Он должен быстро и равномерно растекаться паяемым материалам, хорошо проникать в зазоры и удаляться из них, легко вытесняться расплавленным припоем, быть термически стабильным, не выделять вредных для здоровья газов, не вызывать коррозий паяемых металлов и припоев, экономичным. Правильно выбранный флюс ускоряет процесс пайки при минимально возможных температурах, что важно при сборке чувствительных элементов.

Для выбора флюса используем таблицу 2.4.1

Таблица 2.4.1 - Марки состав и свойства флюсов

Марка	ГОСТ	Составляющие	Применяе припои	Влияние флюсов и останков
				На электрическое сопротивление изоляции	На медь и ее покрытие
ФКЭт, ФКСп	ОСТ4.ГО.033.ООО	Канифоль, спирт этиловый, этилацетат	ПОС, ПОСК, ПСр 1,5, ПСр 2	Не влияют	Коррозии не вызывают
ФКТ	ТУ ОП-7	Тетрабромид дипентена, канифоль, спирт этиловый	ПОС, ПОЕВ	Не влияют	Коррозии не вызывают
ФКТС	ОСТ4.ГО.033.ООО	Канифоль, кислота салициловая, триэтаноламин, спирт этиловый	ПОС, ПОСВ, ПОСК, ПСр 2,0, ПСр 1,5	снижают	Коррозии не вызывают

Для нашего изделия был выбран флюс ФКСп.

В качестве припоев используют различные металлы и их сплавы, имеющие более низкую температуру плавления, чем соединяемые металлы. Исходя из температуры плавления припоя, разделяются на низко-, средне- и высокотемпературные. Для пайки монтажных соединений применяют преимущественно низко- и среднетемпературные припои (Тпл 450оС). Основными компонентами таких припоев являются олово и свинец, которым для придания специальных свойств добавляются присадки сурьма, серебра, висмута, кадмия. Первые два повышают, а остальные понижают температуру плавления припоя. Выбор марки припоя определяется назначением и конструктивными особенностями изделий, типом основного металла и технологического покрытия, максимально допустимой температурой при пайке ЭРЭ, а также технико-экономическими и технологическими требованиями, предъявляемыми к паяным соединениям. К техническим требованиям можно отнести достаточную механическую прочность и пластичность, заданные теплопроводимость и электрические характеристики и т.п.

Для нашего изделия был выбран припой ПОС-61.

Очистные жидкости предназначены для отмывки изделий от флюса после пайки. При выборе очистной жидкости необходимо учитывать состав остатков, ее растворяющую способность, рабочую температуру, время и условия отмывки, влияния на элементы конструкции, токсичность и пожароопасность. Широко распространена и применяется спиртобензиновая смесь (соотношений 1:1). Она применяется для удаления остатков флюса с печатного узла после пайки. Если этого не сделать с течением времени флюс вступит в химическую реакцию с металлическими поверхностями платы. Поэтому спиртобензиновая смесь должна иметь следующие свойства: хорошие растворяемые свойства, хорошую смачиваемость.

Для нашего изделия была выбрана очистная жидкость спиртобензиновая смесь.

Лаки применяют для придания поверхности детали антикоррозийных свойств и красивого внешнего вида. Их нельзя применять для деталей имеющих точные допуски и трущееся поверхности, подвергающихся механическим воздействиям и нагревам. Для обеспечения антикоррозийной защиты стальные детали предварительно подвергают цинкованию, детали и алюминия и его сплавов - анодированию из магниевых сплавов - оксидированию.

Для нашего изделия был выбран лак УР-231.

1.5 Выбор методов защиты устройства от внешних воздействий

Мероприятия по защите микросхем от статического электричества влаги и температуры определены в ОСТ 4 ГО.054.087. "Подготовка навесных элементов к монтажу".

Основные из них следующие: применение малоэлектризующейся одежды, покрытий, материалов соприкасающихся с микросхемой; создание микроклимата в рабочем помещении с определенной влажностью не более 50-60%, обработка помещения антистатическими веществами не менее двух раз в смену; уменьшение, сведение к минимуму внутрицеховой транспортировки; заземление оборудования и оснастки для удаления с их поверхности скопившихся зарядов.

Исходя из этих требований, рабочие должны надевать спецодежду из х/б тканей, обувь на кожаной подошве. На руке рабочего должен быть надет электростатический браслет.

Оборудование, не имеющее электрического питания должно подключаться к заземляющей шине через сопротивление 1МОм, служащее для ограничения возможных токов.

Оборудование, имеющее питание от сети подключают к заземляющей шине непосредственно, т.к. само питание уже заземлено через сопротивление 1МОм.

При транспортировке следует использовать тару, исключающую прикосновение к микросхемам. Причем использовать для тары, мало электризующиеся материалы.

Выполнение этих мер является обязательным не только при работе непосредственно с микросхемами, но и с узлами и блоками, включающие в себя микросхемы.

Для современных СВТ, эксплуатируемых в сложных климатических условиях, большое значение имеет защита их от воздействия внешней среды.

Существует несколько способов защиты:

1. Герметизация. Один из самых эффективных методов защиты. Может быть полной или частичной.

2. Консервация. Готовые изделия и запасные части к ним после сборки и испытания не сразу поступают в эксплуатацию, а подвергаются консервации. Различают длительную местную и общую консервацию.

3. Обволакивание. Обволакивание - процесс образования покровных оболочек на поверхности И, предназначенных для кратковременной работы в условиях воздействия влаги. Обволакиванию может предшествовать пропитка.

Заливка - процесс заполнения изоляционным материалом свободного пространства между узлом и стенкой защитного корпуса. Изделия без корпуса заливают в специальной форме. При помощи заливки можно нанести защитный слоя компаунда на поверхность узлов РЭА, заполнять зазоры и т.п. Заливка выполняется при нормальном, повышенном давлении или под вакуумом. Наилучшие результаты дает чередование вакуума и повышенного давления. Заливка узлов РЭА, кроме защиты от метеорологических факторов, позволяет улучшить И с точными геометрическими размерами и высокой чистотой обработки поверхности, повышает механическую прочность.

Широкое распространение эти методы защиты и получили благодаря простоте технологического процесса, минимальному расходу материалов. По степени обеспечения влагостойкости обволакивание уступает заливке.

Обволакивание, пропитка и заливка не заменяют полную герметизацию, т.к. не исключают проникновения влаги внутрь изделия. Слабым местом являются выводы, вдоль которых образуются капилляры на границе соприкосновения материалов с разными температурными коэффициентами линейного расширения (ТКЛР).

2. Технологическая часть

2.1 Анализ технологичности конструкции устройства

Для того, чтобы спроектированное изделие возможно было изготовить в конкретных производственных условиях вводится понятие технологичности конструкции изделия - если конструкция отвечает всем эксплуатационным требованиям, обеспечивает изготовление изделия в конкретных производственных условиях с наименьшими затратами времени, труда и материалов при использовании прогрессивных и экономически оправданных методов производства.

Существуют приемы определения технологичности конструкции:

- Путем качественной оценки свойств конструкции, исходя из опыта разработчика и изготовителя;

- Путем количественной оценки технологичности с помощью системы показателей (коэффициентов технологичности).

Технологичность данного изделия рассчитывалась на основании следующих коэффициентов:

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:

Кам=Нам/Нм (3.1.1)

где, Нам - количество монтажных соединений, пайку которых можно автоматизировать и механизировать;

Нм - общее число монтажных соединений ЭРЭ в изделии.

Коэффициент использования ИМС микросборок:

Кисп. ИМ=Нмс/Нмс+Нэрэ (3.1.2)

где, Нмс - общее число дискретных элементов, замещенных ИМС и установленных на микросборках в изделии;

Нэрэ - число ЭРЭ не вошедших в микросхемы и не установленных намикросборках.

Коэффициент установочных размеров (шагов):

Кур= 1 -Нур/Нэрэ (3.1.3)

где, Hyp -количество видов установленных размеров ЭРЭ в изделии.

Коэффициент повторяемости ЭРЭ:

Кпов.эрэ=-Нт.эрэ/Нэрэ (3.1 4)

где, Нт.эрэ. -общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии.

Коэффициент повторяемости ИМС и микросборок:

КПов.мс=1-Нтмс/Нмс (3.1.5)

где, Нт.мс.-количество типоразмеров корпусов ИМС и микросборок в

Изделии.

Коэффициент применяемости ЭРЭ:

Кп.эрэ=1-Нтор.эрэ/Нт зрэ (3.1.6)

где, Нтор.эрэ.-количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии.

Коэффициент применения ТТП или ТТО:

КТП=НТП/НП (3.1.7)

где, Нтп-количество наименований ТТП, примененных для изготовления изделия;

Нп-общее количество наименований технологических процессов или операций.

Коэффициент использования материалов:

КИМ=М/ММ (3.1.8)

где, М-масса изделия без учета комплектующих;

Мм-масса материала, израсходованного на изготовление изделия.

Оценка технологичности проектируемого изделия:

Расчет технологичности проектируемого изделия был произведен в машинном варианте, данные расчетов приведены в таблице 3.1.1

Таблица 3.1.1 - Оценка технологичности проектируемого изделия

Стадия разработки рабочей документации	КН	Оценка
	От - До
Опытный образец	0,4 - 0,6	2,07 - 1,38
Установленная серия	0,75 - 0,8	1,10 - 1,04
Установившееся серийное производство	0,8 - 0,85	1,04 - 0,97

Как видно из результатов технологичность данной конструкции достаточна для многосерийного производства.

2.2 Характеристика типа производства

Производственный процесс - совокупность действий, в результате которых материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию. Производственный процесс включает в себя подготовку производства, получение, транспортирование, контроль и хранение материалов (полуфабрикатов); технологические процессы изготовления деталей и сборки, изготовлении технологической оснастки и др.

Построение технологического процесса и степень его детализации зависят от типа производства - единичного, серийного и массового.

Единичным (индивидуальным) называется такое производство, при котором изделия изготовляются в небольших количествах. Причем, изготовление изделий либо совсем не повторяется, либо повторяется через неопределенные промежутки времени.

Серийным производством называется такой тип производства, при котором изготовление ведется партиями, регулярно повторяющимися через определенный промежуток времени. Характерным признаком серийного производства является периодическое исполнение операции технологического процесса на одних и тех же рабочих местах. При э том количество операций превышает количество рабочих мест.

Массовым производством называется такое производство, при котором изготовление изделий ведется непрерывно в течение значительного промежутка времени. Одним из основных условий массового производства является полная взаимозаменяемость.

Программа выпуска в массовом производстве обеспечивает возможность узкой специализации рабочих мест, за которыми закрепляется выполнение только одной операции. В этом случае предоставляется возможность расположить оборудование в полном соответствии с технологическим процессом. Если производительность и количество рабочих мест рассчитаны таким образом, что переход с одной операции на другую осуществляется без задержек, то такая организация производства называется поточной.

Важной характеристикой является коэффициент закрепления операции:

Кзо.=О/Р (3.2.1)

где, О - число различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца;

Р - число рабочих мест.

Кзо=12/2=6

При Кзо=20..40 производство мелкосерийное, при Кзо=10..20-среднесерийное, при К 30 свыше 1..10- крупносерийное.

2.3 Выбор и описание типового технологического процесса изготовление печатной платы

Для изготовления печатной платы данного устройства выбран комбинированный позитивный метод. Суть этого метода заключается в том, что рисунок печатной платы получают субтрактивным методом, а металлизацию отверстий осуществляют электрохимическим методом.

Таблица 3.3.1 - Методы изготовления печатных плат

Метод изготовления печатной платы	Заготовка	Метод получения проводников	Достоинства	Недостатки
Химический	Фольги-рованный диэлектрик	Травление фольгой в местах, незащищенных фоторезистором	Простота осушествления, высокое качество контуров проваодников	Невозможность изготовления металлизированных отверстий и уходшение свойств диэлектриков
Электрохимический	Нефольгированный диэлектрик	На нефольгирован-ный диэлектрик наносится защитный рисунок и осаждается гальваническая медь	Защищен диэлектри, рациональный расход меди	Некачественная сткруктура проводников, сложность процесса
Комбинированный		Получение проводников химическим методом, а метализированного покрытия электрическим	Защищен диэлектри, рациональный расход меди	Исключаются недостатки химического метода

Таблица 3.3.2 - Основные этапы технологического процесса изготовления печатных плат комбинированным методом

Негативный	Позитивный
Резка заготовки из фольгированного диэлектрика, пробивка или сверление технологических отверстий, снятие заусенцев по периметру заготовки
Подготовка поверхности фольги: зачистка, обезжиривание, травление, декапирование, промывка
Нанесение на влажные заготовки светочувствительной эмульсии (два слоя) на основе поливинилового спирта
Экспонирование изображения схемы проводников с негатива	Экспонирования изображения схемы с позитива
Проявление схемы. Химическое и термическое дубление. Ретуширование схемы для устранения дефектов эмульсионного слоя
Травление хлорным железом	Нанесение двух слоев защитного лака для предохранения поверхности фольги при химической обработке
Снятие задубленного слоя в растворе щавелевой кислоты	Сверление отверстий по рисунку схемы. Продувка отверстий для удаление стружек и пыли
Нанесение защитного лака	Химическая обработка отверстий
Сверление отверстий, подлежащих металлизации, зенковка с двух сторон продувка отверстий для удаления стружки и пыли	Снятие защитного слоя лака
Химическая обработка отверстий	Гальваническое меднение схемы. Ретуширование схемы
Снятие защитного слоя. Обезжирование	Гальваническое серебрение схемы
Декапирование в соляной кислоте. Гальваническое меднение	Снятие задубленного слоя, травление в растворе хлорного железа.
Механическая зачистка. Промывка
Покрытие проводников сплавом Розе
Покрытие лакофлюсомлихлорной смолы. Сушка при 70-80С в течении двух часов
Механическая обработка по контуру
Окончательный контроль

В данной работе печатная плата СВТ изготавливается комбинированным негативным методом.

2.4 Разработка технологического процесса сборки и монтажа устройства

Сборка и монтаж устройства - это заключительные операции в результате которых появляется готовое устройство. Эти операции в настоящее время в мелкосерийном производстве недостаточно автоматизированы, около 60% работ выполняется вручную, поэтому большое значение имеет субъективный фактор.

В сборочно-монтажные операции входят:

Операции заготовительные:

· Операция распаковочная. Она включается в технологический процесс при отсутствии входного контроля

· Защита маркировки от смыва. Применяется, если отмывка от флюса автоматизирована, растворитель может испортить маркировку, либо покрытие корпусов микросхем.

· Подготовка объемных проводников к монтажу. Применяется при наличии в спецификации перемычек.

· Рихтовка. Это распрямление выводов элементов для формовки их выводов, если применяются формовочные полуавтоматы, то рихтовка осуществляется одновременно с формовкой.

· Операция формовочная. Необходима для придания выводам элементов нужного изгиба.

· Операция лудильная. Назначение этой операции в том, чтобы очистить выводы от окисления и загрязнений, а также улцтшить качество паяемости. Для микросхем лужение является еше одним способом дозирования припоя при пайке. Технологически более удобно осуществлять лужение неформованных элементов, поэтому лужение дискретных элементов осуществляют до формовки.

Лужение выводов микросхем происходит после формовки и подрезки, так как луженые выводы увеличиваются в размерах и невозможно осуществить точную формовку в приспособлениях.

Режим лужения для конденсаторов: температура припоя 245…285 С, время лужения 3-5 секунды.

Режим лужения для микросхем: температура припоя 240…260 С, время лужения 2-3 секунды.

Операция установки элементов на плату. Такая операция может осушествлятся:

- установка с последующей пайкой, если обе части операции выполняются вручную;

- установка и пайка разделены во времени и по местам, если для каждой операции используется специальное оборудовании.

Параметры установки соответствуют варианту, указанному на чертеже и подготовительному во время операции "Формовочная". На установку элементы или микросхемы поступают отформованными, облуженными и отмытыми от флюса выводами.

При установке:

- выводы микросхем, подрезанные во время формовочной операции, продеваются в отверстия и закрепляются пайкой;

- выводы дискретных элементов продеваются в отверстия, прогибаются и подрезаются.

В зависимости от типа производства применяются следующие способы установки:

- вручную;

- с помощью установочных головок;

- с помощью специальных рабочих мест.

Операция паяльная. Эта операция осуществляет электрическое контактирование выводов элементов с контактными площадками. Бывает индивидуальная (паяльник) и групповая.

Существуют следующие методы групповой пайки:

- пайка погружением;

- пайка волной припоя;

- каскадный режим пайки.

Тепловой режим пайки:

- для дискретных элементов температура 245…285 С, время пайки 3-5 секунды;

- для микросхем температура паяния 240…260 С, время пауки 1-3 секунды.

Операция отмывочная. Эта операция по техпроцессу выполняется в двух случаях:

- отмывка от остатков флюса выводов элементов и микросхем после лужения, чтобы формовочная операция (для дискретных элементов), либо установочная (для микросхем) осуществлялась с чистыми элементами, не загрязняющих приспособления;

- отмывка печатного узла от останков флюса после пайки выводов элементов, установленных на плату с целью подготовки монтажной платы к покрытию лаком.

Выбор растворителя осуществляется в технической лаборатории в зависимости от типа элемента и марки флюса(в данном случае выбрана спиртобензиновая смесь).

Способы отмыки:

- вручную в ванне с растворителем (пинцет, держатель, кисть);

- с помощью специальной установки (ультразвуковая ванна (УЗВ установка вращаегося потока растворителя(УВПР)).

Как правило, для отмывки выводов элементов после лужения и для отмывки монтажа после пайки в одном техпроцессе применяют одно и тоже оборудование.

	РТ 230101. 433. 02	РТ 60188.230101.433.02
Операционная карта	Сборка и монтаж	Лужение
Лудильная
№ перехода	Содержание операции	Приспособления, инструменты	Материал	Режим обработки	Т оп
01	Взять пинцет	Пинцет (теплоотвод)
02	Извлечь элементы из тары	Пинцет
03	Флюсовать выводы элементов	Стакан	ФКСп
04	Облудить выводы МС	ТОДМ 794, Ванна для лужения	ПОС 61	2650С (2-3)с
05	Облудить выводы транзистора	Ванна для лужения ГГ 0859-4026	ПОС 61	2650С (2-3)с
06	Облудить выводы п/п элементов с двух сторон	Ванна для лужения, ПП 000 ГГ-7879-4215	ПОС 61	2650С (2-3)с
07	Облудить выводы двухвыводных элементов с двух сторон	Ванна для лужения, ПП 000	ПОС 61	2650С (2-3)с
08	Облудить выводы разъема	П/А для лужения разъемов, ГГ 2135	ПОС 61	2650С (2-3)с
09	Проконтролировать качество лужения	Лупа
10	Уложить плату в технологическую тару	Технологическая тара

	РТ 230101. 433. 02	РТ 60188.230101.433.02
Операционная карта	Сборка и монтаж	Формовка
Формовочная
№ перехода	Содержание операции	Приспособления, инструменты	Материал	Режим обработки	Т оп
01	Взять пинцет	Пинцет
02	Извлечь элементы из тары	Пинцет
03	Отформовать выводы транзисторов	ПП 007
04	Отформовать выводы двух выводных элементов	Круглогубцы
05	Проконтролировать качество лакировки	Лупа
06	Уложить плату в технологическую тару	Технологическая тара
	РТ 230101. 433. 02	РТ 60181.230101.433.02
Операционная карта	Сборка и монтаж	Пайка
Пайка выводов
№ перехода	Содержание операции	Приспособления, инструменты	Материал	Режим обработки	Т оп
01	Взять пинцет	Пинцет
02	Извлечь плату с установленными элементами из тары	Пинцет
03	Поместить плату в кассету	Технологическая кассета
04	Поместить кассету в установку для пайки волной припоя	ГГ 1621
05	Пайка	ГГ 1621	ПОС-61	Т°=(265±20)С Т°=(3..5)С
06	Извлечь кассету	пинцет
07	Извлечь плату из кассеты	пинцет
08	Проконтролировать качество пайки	Лупа
09	Уложить плату в технологическую тару	Технологическая тара

	РТ 230101. 433. 02	РТ 60173.230101.433.02
Операционная карта	Сборка и монтаж	Монтаж
Монтажная
№ перехода	Содержание операции	Приспособления, инструменты	Материал	Режим обработки	Т оп
01	Взять пинцет	Пинцет
02	Извлечь плату из тары	Пинцет
03	Извлечь элементы из тары	пинцет
04	Установить элементы в соответствии с чертежом	плоскогубцы
05	Подогнуть и подрезать выводы	Круглогубцы
06	Установить на плату МС в корпусе типа II	плоскогубцы
07	Проконтролировать правильность установки	Лупа
08	Уложить плату в технологическую тару	Технологическая тара
	РТ 230101. 433. 02	РТ 60172.230101.433.02
Операционная карта	Сборка и монтаж	Отмывка
Отмывочная
№ перехода	Содержание операции	Приспособления, инструменты	Материал	Режим обработки	Т оп
01	Взять пинцет	Пинцет
02	Извлечь платы из тары	Пинцет
03	Уложить платы в корзину	Корзина технологическая
04	Поместить корзину в ванну для отмывки	Ванна для отмывки
05	Отмыть платы	Кисть
06	Извлечь корзину	пинцет
07	Поместить плату в сушильный шкаф	сушильный шкаф
08	Сушить			15 сек
09	Извлечь корзину	пинцет
10	Снять защитное покрытие с маркировки	Пинцет прямой
07	Проконтролировать качество отмывки	Лупа
08	Уложить плату в технологическую тару	Технологическая тара

	РТ 230101. 433. 02	РТ 60173.230101.433.02
Операционная карта	Сборка и монтаж	Маркировка
Маркировочная
№ перехода	Содержание операции	Приспособления, инструменты	Материал	Режим обработки	Т оп
01	Взять пинцет	Пинцет
02	Извлечь плату из тары	Пинцет
04	Поместить плату в кассету	пинцет
05	Поместить кассету в установку для маркировки	пинцет ГГ 1454-4001
06	Маркировать	ГГ 1454-4001	Краска МКЭБ	Шрифт ПО 3
07	Извлечь кассету	пинцет
08	Извлечь плату из кассеты	пинцет
09	Проконтролировать качество лакировки	Лупа
10	Уложить плату в технологическую тару	Технологическая тара

	РТ 230101. 433. 02	РТ 60173.230101.433.02
Операционная карта	Сборка и монтаж	Лакировка
Лакировочная
№ перехода	Содержание операции	Приспособления, инструменты	Материал	Режим обработки	Т оп
01	Взять пинцет	Пинцет
02	Извлечь плату из тары	Пинцет
03	Защитить выводы разъема, АК 4	ПП 012
04	Поместить плату в кассету	пинцет
05	Поместить кассету в П/А для лакировки	ГГ 1760
06	Лакировать	ГГ 1760	Лак УР-231
07	Извлечь кассету	пинцет
08	Поместить кассету в сушильный шкаф	пинцет
09	Сушка	СШ-753		15сек
10	Извлечь кассету	пинцет
11	Извлечь плату из кассеты	пинцет
12	Проконтролировать качество лакировки	Лупа
13	Уложить плату в технологическую тару	Технологическая тара

Список используемых источников

1. В.В. Шерстенев. "Конструирование и микроминиатюризация ЭВМ". Москва. 1998.

2. В.Г. Алексеев. "Технология ЭВМ, оборудование и автоматизация". Москва. 1999.

3. Е.В. Пирогова. "Проектирование и технология печатных плат". Москва. 2005.

4. Л.Н. Преснухин. "конструирование электронных вычислительных машин". Москва. 1990.

5. М.В Савельев. "Конструкторчко-технологическое обеспечение производства ЭВМ". Москва. 2001.

6. М.И. Пикуль. "Конструирование и технология производства ЭВМ". Москва. 1996.

7. Н.Н. Ушаков. "Технология производства ЭВМ". Москва. 1991.

8. Сборник Государственныфх стандартов ЕСКД.

9. Сборник Государственныфх стандартов ЕСТД.

10. Сборник Государственныфх стандартов ЕСТПП.

Размещено на Allbest.ru