8 - 3 Технологический раздел (1094900), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

- в маршрутный технологический процесс вводят также те операции, которые непосредственно не вытекают из схемы сборочного состава, но их необходимость определяется техническими требованиями к сборочным единицам, например влагозащита, и т.д.

Исходя из вышесказанного, устанавливаем перечень операций технологического процесса сборки функционального узла на печатной плате в следующем виде:

1. Входной контроль

2. Комплектовочная операция

3. Подготовительная операция

4. Формовка и обрезка выводов ЭРЭ

5. Флюсование

6. Лужение

7. Сборочная

8. Монтажная

9. Пайка волной припоя

10. Промывочная

11. Контрольная

12. Нанесение лака

13. Контрольная

Необходимость обоснования связана с нахождением устройства на определенном конструктивном уровне, и как следствие, с необходимостью проведения заготовительных, подготовительных операций, выбором тех или иных методов сборки и монтажа, выбором методов обеспечения заданной функциональной точности, геометрической точности, необходимости и количества контрольных операций, выбором методов и средств испытаний и т.д.

Наличие входного контроля связано с требованиями предъявляемыми к качеству изготовления печатной платы. На данном этапе производится проверка деталей ЭРЭ на отсутствие трещин, сколов, вмятин и прочих повреждений.

При выполнении комплектовочной операции производится комплектовка деталей на рабочем месте монтажника, согласно спецификации.

Подготовительная операция необходима для печатной платы и ЭРЭ, поступающих на сборку, так как печатная плата на сборку подается с консервирующим покрытием флюсом, ЭРЭ - с выводами, требующими обрезки, гибки и лужения.

Подготовка к сборке заключается в промывке платы от консервирующего покрытия промывочной жидкостью (спирто-бензином для спирторастворимых флюсов) в ультразвуковой ванне с последующей сушкой на воздухе.

При формовке и обрезке выводов, выводы ЭРЭ формуются, подрезаются либо с помощью ручного инструмента (кусачки, круглогубцы, плоскогубцы), либо механизировано (в специальных штампах).

Флюсование и лужение выводов проводится для обеспечения качественной пайки при монтаже. Метод лужения выберем окунанием в расплавленный припой ПОС-61 с предварительным флюсованием одним из бескислотных флюсов.

В производстве используются следующие схемы технологических процессов сборки и монтажа узлов на печатных платах:

1) сборка узлов с ручной установкой ЭРЭ и индивидуальной пайков паяльником. Применяется в единичном и мелкосерийном производстве. Существенным достоинством которой является возможность постоянного визуального контроля пайки, платы, ЭРЭ;

2) сборка узлов с ручной установкой ЭРЭ и групповой пайкой методом «волны припоя». Применяется в единичном и серийном производстве. При пайке таким способом возможны непропаи (допускается не более 1% непропаев), которые устраняются при последующей ручной допайке;

3) механизированная сборка узлов с помощью специальных держателей, вакуумных захватов или специальных сборочных столов, или автоматизированная сборка с помощью специальных технологических устройств - автоматизированных укладочных головок, автоматического модуля сборки. Методы монтажа -групповые методы пайки. Схема применяется в серийном и массовом производстве и требует специальных автоматизированных станков с управлением от ЭВМ.

При сборке и монтаже разрабатываемого устройства будет использоваться схема технологического процесса сборки с ручной установкой ЭРЭ и пайкой волной припоя на установке АП-10.

После пайки на поверхности печатной платы остается некоторое количество флюса и продуктов его разложения, которые вызывают коррозию контактных соединений, ухудшают диэлектрические характеристики основания платы, затрудняют проведение контрольных операций, поэтому предусмотрим очистку смонтированных плат в специально подобранных моющих средах с последующей сушкой.

Контрольные операции в процессе сборки назначаются в виде:

- входного контроля;

- промежуточного контроля;

- окончательного контроля.

Контрольные операции включают визуальный контроль монтажа и функциональный контроль выходных параметров блока.

Путем внешнего осмотра проверяют качество подготовки к монтажу ЭРЭ, отсутствие повреждений ЭРЭ и платы, качество пайки - отсутствие непропаев, пережогов, раковин, пор, посторонних включений и т.п.

Функциональный контроль будет проводиться при помощи универсальной измерительной аппаратуры по монтажной схеме.

Разрабатываемое устройство будет эксплуатируется в производственных условиях, поэтому необходимо предусмотреть защиту от внешних воздействий, в качестве которой можно предложить покрытие защитным лаком УР-231 по ТУ 10-863-76.

Окончательный контроль будет проводиться визуально путем осмотра изделия с целью выявления поверхностных дефектов и несоответствия изделия чертежу. Электрический контроль проводится проверкой электрической прочности и сопротивления изоляции, что позволяет не допустить выпуска негодных изделий.

3.5 Оценка и расчет технологических режимов при сборке и монтаже

3.5.1 Лужение погружением

Лужение осуществляется погружением детали в ванну с расплавом низкотемпературного припоя с добавлением флюса.

Плату помещают под уровень жидкого расплава припоя ПОС-61, и вынув, проверяют, вся ли медная поверхность покрыта равномерно. При необходимости операцию повторяют. Сразу же после вынимания платы из расплава его остатки удаляют.

Температура лужения и пайки определяется по формуле:

(3.10)

где T – температура лужения или пайки;

T_пп – температура плавления припоя.

Температура плавления припоя ПОС-61 равна 190˚C, таким образом, температуру лужения составит 230˚С. Время лужения – 2 секунды.

3.5.2 Пайка волной припоя

Пайка осуществляется на установке АП-10. Платы, установленные на транспортере, подвергаются предварительному нагреву, чтобы исключить тепловой удар на этапе пайки. Затем плата проходит над волной припоя. Сама волна, ее форма и динамические характеристики являются наиболее важными параметрами оборудования для пайки. С помощью сопла можно менять форму волны. Направление и скорость движения потока припоя, достигающего платы, также могут изменяться, но они должны быть одинаковы по всей ширине волны. Угол наклона транспортера для плат тоже регулируется.

Рекомендованная температура предварительного нагрева для двусторонних печатных плат составляет 90…120˚С. Температура пайки определяется по формуле (3.5.1.1) и составляет 230…270˚C. Исходя из того, что низкая температура пайки позволяет уменьшить термоудар на электронные компоненты и печатную плату, но может привести к появлению непропаев, перемычек, шипов, то паять следует при температуре 240˚С.

Скорость конвейера выставляется с учетом конструкции платы, температуры предварительного нагрева и времени контакта платы с волной припоя. Исходя из вышесказанного – скорость конвейера составит 1м/мин.

3.5.3 Допайка паяльником

После пайки волной выполняется допайка паяльником вручную. Температуру нагрева жала паяльника выбирают такой, при которой припой быстро плавится, а флюс не сгорает мгновенно, а остается на жале в виде кипящих капель.

Температура паяльника устанавливается с допуском не шире ± 10° С должна контролироваться в процессе пайки (с помощью термопары), и при необходимости регулироваться.

Температура нагрева жала паяльника определяется по формуле (3.11)

t_п=t_пл+(20-70) °С=183+(20…70)=203…253°С (3.11)

где t_п – температура жала паяльника, °С

t_пл—температура плавления припоя, °С

3.5.4 Сушка после промывки

Температура и время сушки выбирается в зависимости от применяемого материала для промывки, наличия оборудования (термошкафы) для обеспечения температуры, наличия в составе узла ЭРЭ, чувствительных к повышенной температуре. При использовании жидкости для отмывки флюса марки ФКТ и при наличии в составе комплектующих элементов печатной платы ИМС, сушка будет проводиться при температуре - 50° С в течении 5минут

3.5.5 Сушка после нанесения защитных слоев

Температуру и время сушки выбирают в соответствии с материалом, применяемом для защиты от внешних воздействий, учитывая наличие в составе узла элементов, чувствительных к повышенной температуре. Так как в качестве защитного покрытия применяется лак УР-231 ТУ-10-863-76. Режим сушки будет осуществляться в три этапа в следующей последовательности:

 при 60° С - З часа;

 при 80° С - 4 часа;

 при 100° С -2 часа.

3.5.6 Расчет технологических режимов при сборкеи монтаже

Расчет усилия гибки и обрезки.

Усилие гибки и обрезки рассчитывается по формуле:

(3.12)

 усилие гибки.

где  предел прочности, МПа;

 ширина гиба, мм;

S  толщина вывода, мм.

 усилие обрезки.

где ;

L - длина реза, мм

Рассчитаем усилие гибки и обрезки, зная, что в микросхеме 14 выводов, каждый вывод гнется в 2-х местах, ширина вывода 0,4 мм, толщина вывода 0,18 мм, = 250 МПа.

Р = 2 · 0,6 · 250 · 10⁶ · 14 · 0,4 · 10^-3 · 0,18 · 10^-3 +

+1,2 · 0,8 · 250 · 10⁶ · 14 · 0,4 · 10^-3 · 0,18 · 10^-3 = 544,32 Н

Отсюда следует вывод, что для работы штампа необходимо прессовое оборудование.

3.6 Выбор оборудования и технологической оснастки

Средства технологического оснащения включают:

1) технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное);

2) технологическую оснастку (в том числе инструменты и средства контроля);

3) средства автоматизации и механизации производственных процессов.

Технологическое оборудование - это орудия производства, в которых размещаются материалы, заготовки, средства воздействия на них и при необходимости источники энергии.

Технологическая оснастка - приспособления, инструменты, средства контроля, с помощью которых производятся действия над объектом производства.

Средства механизации - орудия производства, в которых ручной труд частично или полностью заменен машинным с сохранением участия человека управлением машинами.

Средства автоматизации - орудия производства, в которых функция управления передана машинам и приборам.

Выбор оборудования и технологической оснастки производится согласно операциям разработанного технологического процесса.

При входном контроле используются лупы с двенадцатикратным или двадцатикратным увеличением и при необходимости микроскопы.

Д ля рабочих мест монтажников будет использован многоярусный ком­плектовщик карусель­ного типа, представленный на рисунке 3.2

При выполнении подготовительной операции производится промывка платы (заготовки) в ультразвуковой ванне с последующей сушкой в сушильном шкафу.

Подготовка элементов к монтажу включает рихтовку, формовку, об­резку и лужение выводов. Рихтовка — исправление (выравнивание) формы выводов применяется, в основ­ном, для осевых выводов. Формовка — придание необходимой формы выводам. Обрезка — удаление из­лишков выводов. Лужение вы­полняется в случае, если выво­ды микросхем или ЭРЭ не облужены при поставке.

Операции подготовки эле­ментов к монтажу выполняют на отдельных или совмещенных приспособлениях. На рисунке 3.3 приведена рабочая часть штампа обрезки и формовки осевых вы­водов элементов. Элемент 1 ус­танавливается на матрицу 2 и продавливается к ней прижимом 3. При движении пуансонов 4 происходит вначале обрезка вы­водов в размер L, а затем — формовка по матрице. Зазор А равен диаметру вывода.

Характеристики

Список файлов ВКР