4 (Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович), страница 2

Надежность электрического соединения проводного и печатного монтажа определяется качеством химико-гальванической металлизации отверстий.

После обработки платы по контуру производят ее осмотр, проверку размеров, целостности проводников и отсутствие коротких замыканий между ними, а также проверку сопротивления изоляции между проводниками и сопротивления проводников.

Для автоматизации трассировки проводов по методу "мультивайер" разработано оборудование с ЧПУ. Скорость координатных перемещений 5м/мин, дискретность 0,3125мм. Раскладывающее устройство имеет возможность поворота на угол, кратный 45º. Прижимная головка обеспечивает утапливание монтажного провода в адгезив и имеет привод вертикальных перемещений. Установка с ЧПУ позволяет вести многопроводный монтаж на платах с размером до 500-600 мм.

Достоинства многопроводного монтажа

• - при выпуске документации не требуется оригиналов и фотошаблонов, а следовательно чертежных и копировальных работ.

• -цикл изготовления многопроводной платы сокращается по сравнению с МПП, т.к. здесь к характерным операциям изготовления ДПП добавляется только трассировка проводов, осуществляемая автоматически на станках с ЧПУ.

На одной стороне многопроводной платы можно разместить несколько слоев проводного монтажа, чередуя нанесение адгезива и раскладку проводов. Такая плата с шагом координатной сетки 0,625 и тремя слоями проводного монтажа эквивалентна 11-ти слойной МПП с шагом 1,25. При диаметре провода 0,1 мм и шаге 0,45 достаточно двух слоев.

Недостаток: Менее надежные соединения проводов с металлизированными отверстиями по сравнению с печатным монтажом.

Для устранения этого недостатка разработан метод (Франция), отличающийся от "мультивайера" тем, что соединение объемных проводов и печатного монтажа осуществляется с помощью припайки проводов к КП платы. В этом случае адгезивный слой обеспечивает защиту проводного монтажа.

Установка по этому методу позволяет вести монтаж плат размером 400х600мм. Кроме того, в работе могут участвовать 1-4 монтажные головки. Производительность одной головки 300-400 монтажных точек в час. В данном методе обеспечивается более высокая надежность соединений по сравнению с методом "мультивайер", отпадает необходимость в последующем сверлении и металлизации сквозных отверстий.

По подсчетам разработчиков этот метод более экономичен, чем монтаж на ДПП при объеме выпуска 100-200 шт., выгоден по сравнению с шестислойными МПП, выпускаемыми в количестве 500-600 шт, а при замене десятислойных плат экономичен в любом случае.

Стежковый монтаж

Стежковый монтаж относится к комбинированным методам изготовления печатно-проводных плат.

В этом методе монтажная головка станка с ЧПУ (робота) пропускает провод через отверстия платы с образованием небольшой петли. Петля после зачистки распаивается на КП платы. Используется провод d=0,1-0,2мм. КП для подпайки петель имеют квадратную или прямоугольную форму с размерами не менее 1,5х1,5мм.

Последовательность технологических операций:

• На печатную плату 1 наклеивают слой кабельной бумаги 2 и резиновую прокладку 3. Слой кабельной бумаги предохраняет печатный монтаж при последующем обслуживании петель.

• Монтажный провод 4 прокладывается с помощью иглы трубчатого сечения 5. Игла, проходя через монтажное отверстие, прокалывает резиновую прокладку, которая задерживает провод при обратном ходе иглы. Образовавшаяся петля фиксируется в слое резины и не вытягивается из монтажного отверстия. При прокладке в отверстиях провод должен иметь некоторую свободу (2-3мм), отсутствие которой приводит к его обрыву.

• После трассировки проводов резиновая прокладка удаляется с усилием, исключающим обрыв и вытягивание проводов из монтажных отверстий. Слой кабельной бумаги остается на плате.

• Лужение петель производят групповым методом в ванне припоя.

• После лужения кабельная бумага удаляется.

• Затем осуществляется подгибка и пайка петель.

Технологический процесс стежкового монтажа заканчивается визуальным

контролем платы, промывкой и контролем электрических цепей.

Установка с ЧПУ имеет сменные головки:

-для прокладки проводов и образования петель

-для подгибки и пайки петель к КП платы.

Основные характеристики

Двухкоординатный стол имеет минимальный программируемый шаг 0,25 мм,

-максимальную скорость перемещения по одной координате 10 мм/сек

-максимальную погрешность при перемещении 0,06 мм

-позволяет вести монтаж плат размером до 350х450мм

Рис.4-13.

Применение стежкового монтажа с использованием роботов с ЧПУ позволяет в 2-3 раза снизить трудоемкость печатно-проводных плат по сравнению с МПП.

На этапах макетирования и опытного производства РЭС сокращается время выпуска конструкторской документации с 30 дней для 6-8 слойной МПП до 5-6 дней для печатно-проводной платы. Процент брака при стежковом монтаже в 5 раз меньше по сравнению с МПП и составляет 5%.

Из рассмотренных методов получения печатно-проводных плат видно, что коммутационные устройства на их основе достаточно просто подвергнуть перетрассировке или ремонту. Для этого достаточно изменить программу работы станка с ЧПУ.

Конструктивно-технологические параметры КУ ФЯ

При выборе вида коммутационного устройства (КУ) ФЯ пользуются конструктивно-технологическими параметрами, которые зависят от вида конструкции РЭС, сложности конкретной электрической схемы, условий эксплуатации аппаратуры, технологических возможностей производства и ряда технико-экономических факторов.

Рассмотрим эти конструктивно-технологические параметры.

Число слоев платы. При выборе числа слоев необходимо исходить из соотношения трудоемкости изготовления ПП. Ориентировочно соотношение трудоемкости изготовления составляет

1 : 4 : 20

для ОПП без ДПП МПП

металлиз.от-

верстий

Плотность проводящего рисунка определяется шириной проводников и расстоянием между ними. В соответствии с ГОСТ 23751-79 в зависимости от плотности проводящего рисунка ПП и ГПК делят на три класса:

min ширина пров-ков и расстоян. между ними

1 класс: 0,5 мм

2 класс 0,25 мм для наружн.слоев

0,2 мм для внутр.слоев

3 класс 0,15 мм

Трассировка рисунка схемы проводится по координатной сетке с шагом 2,5мм; 1,25мм; 0,625мм (ГОСТ 10317-77). Для унификации элементов рисунка рекомендуются стандартные формы и размеры КП, проводников, экранов и т.п.

При разработке проводящего рисунка МПП применяют постоянный рисунок наружных слоев для определенного типоразмера плат, даже если это приводит к увеличению ( в пределах допустимого) числа слоев.

Это дает ряд преимуществ:

• одинаковую программу сверления металлизируемых отверстий,

• постоянную площадь гальванической металлизации,

• упрощение процесса автоматизации и механизации сборки узлов.

Допустимые рабочие напряжения: для проводников плат, расположенных в одной плоскости, зависят от минимальных расстояний между ними, материала диэлектрического основания и характера воздействия окружающей среды.

Плотность тока в печатных проводниках наружных слоев плат не должна превышать 20А/мм2, а во внутренних слоях МПП из-за худших условий теплоотвода - 15 А/мм2.

Сопротивление изоляции зависит от материала диэлектрического основания, климатических условий и характера электрических цепей. Например, в камере влажности сопротивление изоляции плат из стеклотекстолита должно быть R>10 Ом.

Ремонтопригодность - возможность восстановления электрических соединений, внесения схемных изменений, замены навесных элементов или установки дополнительных элементов. Она снижается при повышении плотности монтажа, уменьшении ширины проводников и расстояний между ними.

Габариты ПП выбираются в соответствии с ГОСТ 10317-77. При выборе размеров ПП необходимо отдавать предпочтение меньшим габаритам, даже если общее число плат в блоке при этом увеличится. При производстве плат размером более 240 мм усложняется технологическое оборудование, увеличивается брак, связанный с нестабильностью материала заготовок, увеличивается трудоемкость.

Например, при переходе от типовой МПП размером 135х240мм, к МПП с линейными размерами увеличенными в 1,5 раза, трудоемкость увеличивается в 3 раза. Кроме того, при увеличении размеров плат снижаются их жесткость и вибропрочность.

Толщину ПП выбирают в пределах 0,8 - 3,0 мм

ГПК -"- 0,06 - 0,3 мм

ГПП -"- 0,1- 0,5 мм

Предпочтительна прямоугольная форма плат с соотношением сторон до 1:4.

На одной плате рекомендуют применение не более трех различных диаметров отверстий (трудности в смене сверл в станках с ЧПУ).

Диаметр металлизированных отверстий для монтажа навесных ЭРЭ выбирается немного больше диаметра выводов, на величину, удовлетворяющую условиям пайки и автоматизированной сборки.

Диаметр переходных отверстий выбирают наименьшим с целью максимального уплотнения монтажа. Min диаметр переходного отверстия определяется рассеивающей способностью электролитов при гальванической металлизации.