Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Разработка технологического процесса изготовления, сборки и монтажа модуля усилителя

Разработка технологического процесса изготовления, сборки и монтажа модуля усилителя

Фотореле как устройство, которое необходимо для регулировки освещения, сфера его применения. Уровень модульности конструкции. Выбор материала основания. Выбор метода изготовления печатной платы. Разработка технологического процесса сборки и монтажа ПУ.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 02.05.2023
Размер файла 877,8 K
рефераты на заказ со скидкой

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

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего образования

"СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Институт инженерной физики и радиоэлектроники

Кафедра «Приборостроение и наноэлектроника»

Курсовая работа

по дисциплине: Технология производства электронных средств

Разработка технологического процесса изготовления, сборки и монтажа модуля усилителя

Студент РФ18-31Б В.В. Павленко

Красноярск 2021

Задание на курсовую работу

Студенту 4 курса гр. РФ18-31Б ИИФиРЭ Павленко Виталию Владимировичу

1 Тема работы: Разработка технологического процесса изготовления, сборки и монтажа усилителя мощности низкой частоты.

Вариант 1.

2 Срок сдачи проекта

3 Исходные данные к курсовому проету:

Схема электрическая принципиальная усилителя;

Топология печатной платы усилителя;

Серийность - 21;

Условия эксплуатации - 1 группа жесткости;

Дополнительные данные: объем партии - 1 000 шт.; ПП изготавливается химическим негативным методом; метод формирования защитного рельефа - фотоспособ; вид финишного покрытия - OSP; односторонняя печатная плата.

4 Содержание расчетно-пояснительной записки: расчет технологичности выбранной конструкции; обоснование и выбор технологического процесса; расчет технологических режимов; выбор и обоснование оборудования и специальной оснастки.

5 Перечень графического материала и технологической документации: схема электрическая принципиальная; чертеж печатной платы; технологические карты; маршрутные карты на процесс изготовления, сборку и монтаж по форме 3.

6 Литература: Томилин В.И. «Технология производства электронных средств»; организационно - методическое обеспечение курсового проектирования по дисциплине; учеб. пособие / В.И. Томилин, Н.П. Томилина, Н.А. Алексеева - Красноярск Сиб. Федер. уУн-т, 2012.

Содержание

  • 1. Исходные данные
  • 2. Анализ технического задания
  • 2.1 Назначение, область применения, объект установки
  • 2.2 Условия эксплуатации
  • 2.3 Анализ элементной базы
  • 3. Анализ конструкции ПП
  • 3.1 Уровень модульности конструкции
  • 3.2 Степень сложности ПУ
  • 3.3 Класс точности ПП
  • 3.4 Выбор материала основания ПП
  • 3.5 Габаритные размеры ПП
  • 3.6 Шаг координатной сетки ПП
  • 3.7 Компоновочная структура ПУ
  • 4. Выбор метода изготовления ПП
  • 4.1 Поверочные расчеты
  • 4.2 Оценка точности воспроизведения размеров элементов ПП
  • 4.3 Выбор оснастки и оборудования
  • 5. Проектирование заготовительных операций
  • 6. Расчет технологичности ПУ
  • 6.1 Качественная оценка технологичности ПУ
  • 6.2 Количественная оценка технологичности ПУ
  • 7. Разработка технологического процесса сборки и монтажа ПУ
  • 7.1 Исходные данные
  • 7.2 Выбор варианта установки
  • 7.3 Определение последовательности сборки и монтажа
  • 7.4 Выбор оборудования и оснастки для сборки и монтажа
  • 7.5 Оборудование
  • ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
  • Приложение

1. Исходные данные

Фотореле, реагирующее на луч лазерной указки. дистанционный выключатель, использующий в качестве пульта лазерную указку. На рисунке 1 представлена схема Фотореле, реагирующее на луч лазерной указки.

Рисунок 1 - Схема электрическая принципиальная

На рисунке 2 представлена печатная плата.

Рисунок 2 - Печатная плата

2. Анализ технического задания

2.1 Назначение, область применения, объект установки

Фотореле - это устройство, которое необходимо для регулировки освещения. Может применяться для улиц и парковых зон.

Весь принцип работы реле на основе фотоэффекта сводится к тому, что при недостаточном числе проходящих лучей света случается замыкание контактов.

Прибор предназначается для автоматического управления электрическими цепями уличного освещения. Говоря простыми словами, это тот же выключатель освещения, только управляемый электроникой. При восходе солнца, когда уже нет потребности освещения улиц, фотореле срабатывает на отключение света, а при появлении первых сумерек -- включает его. Широкое применение устройство получило в сфере коммунального хозяйства для освещения улиц.

Согласно классификатору ЕСКД:

-43

Микросхемы, приборы полупроводниковые, электровакуумные, пьезоэлектрические, квантовой электроники, резисторы соединители, преобразователи электроэнергии, средства вторичного электропитания

-432

Приборы полупроводниковые

-4322

Термоэлектронные, оптоэлектронные, источники, приемники и детекторы излучений

- 43223

Оптоэлектронные (приемники оптического излучения), детекторы ионизирующих излучений

-432231

Оптоэлектронные (кроме фоторезисторов и фототиристоров) приемники оптического излучения фотодиоды (в т. ч. фотоэлементы)

В таблице 1 представлена классификация электронной аппаратуры по объектам установки.

Таблица 1 - Классификация электронной аппаратуры по объектам установки

Электронная аппаратура

стационарная

портативная

транспортируемая

В отапливаемых сооружениях - группа 1

Переносимая, работающая в помещении - группа 6

На автомобильном м дорожном транспорте - группа 3

На морских и речных судах - группа 4 (морская)

В неотапливаемых сооружениях и на открытом воздухе - группа 2

Переносимая, работающая на открытом воздухе - группа 7

На железнодорожных объектах - группа 5

На воздушных судах, ракетах и в космосе - группа 8

Согласно классификации электронной аппаратуры по объектам установки по таблице 1 фотореле можно отнести к стационарной электронной аппаратуре, работающей в помещениях и на открытом воздухе по группе 1, 2.

2.2 Условия эксплуатации

Проанализируем условия эксплуатации, факторы, действующие на изделие при его использовании, учитывая группу жесткости по ГОСТ 23752-79, указанную в ТЗ. В ТЗ указана 1 группа жесткости.

В таблице 2 указаны допустимые значения воздействующего фактора по группам жесткости.

Таблица 2 - Допустимые значения воздействующего фактора по 1 группе жесткости

Воздействующие факторы

Группа жесткости

1

Температура окружающей среды, ОС

+55

- 25

Относительная влажность воздуха, %

при температуре: до 35 ОС

до 40 ОС

75

-

Атмосферное давление, мм рт cт

760 (норм)

Температурный диапазон, 0С: min

max

- 40

+ 55

Требования, предъявляемые к электронной аппаратуре (ЭА): фотореле относится к стационарной электронной аппаратуре, то необходимо учитывать устойчивость к изменению температуры, влагоустойчивость, устойчивость к возникновению инея, росы, устойчивость к абразивной пыли.

Фотореле низкой частоты относится к категории климатического исполнения - УХЛ (микроклиматические районы с умеренным и холодным климатом).

В таблице 3 представлен выбор категории климатического исполнения изделий к которому относится наше устройство.

Таблица 3 - категория климатического исполнения изделий

Климатические исполнения изделий

Обозначения

Буквенные

Цифровые

Русские

Латинские

Для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом

УХЛ

(NF)

1

В таблице 4 представлены деградационные процессы в ПП, происходящие в результате воздействия дестабилизирующих факторов и способы защиты ПП.

Таблица 4 - Влияние дестабилизирующих факторов на ПП

Воздействующий фактор

Ускоряемые деградационные процессы в ПП

Способы предотвращения влияния воздействующих факторов на этапе конструирования и производства ПП

Низкая температура

Уменьшение электропроводности, нагрузочной способности по току, ухудшение диэлектрических свойств вследствие конденсации влаги, деформация, сжатие, хрупкость; электрохимическая коррозия проводников

1. Увеличение ширины и толщины проводников

2. Выбор материалов ПП, устойчивых к низким температурам

Высокая температура

Расширение, размягчение, обезгаживание, деформация ПП: коробление, прогиб, скручивание

1. Применение нагревостойких материалов

2. Выбор минимальных размеров ПП

3. Выбор материалов ПП с близким ТКЛР в продольном и поперечном направлении и с медью

Уменьшение электропроводности, нагрузочной способности проводников по току, ухудшение диэлектрических свойств

1. Увеличение ширины и толщины проводников

2. Применение материалов с низкими диэлектрическими потерями

Перегрев концевых контактов ПП, увеличение их переходного сопротивления

Выбор гальванического покрытия со стабильными переходными сопротивлениями при нагреве

Высыхание и растекание защитных покрытий

Выбор покрытия, устойчивого к высокой температуре

Песок и пыль

Абразивный износ, в том числе контактов ПП

1. Выбор материала ПП с хорошими диэлектрическими свойствами

2. Увеличение ширины и толщины проводников и расстояния между ними

Увеличение емкости проводников в результате увеличения диэлектрической проницаемости материалов ПП

Химическое и электрохимическое разрушение ПП совместно с влагой

Герметизация

Высокая относительная влажность

Адсорбция и сорбция паров воды материалов ПП увеличение тангенса угла диэлектрических потерь, токов утечки по поверхности, снижение поверхностного сопротивления, электрической прочности, сопротивления изоляции, а также набухание материала ПП, уменьшение адгезии проводников к диэлектрику; коррозия проводников и металлизированных отверстий; повреждение лакокрасочных покрытий

1. Выбор влагостойких и водостойких материалов ПП

2. Применение защитных лакокрасочных покрытий

3. Герметизация ячеек

2.3 Анализ элементной базы

По элементной базе, входящей в печатный узел, определим тип электрорадиокомпонентов, количество и диаметр выводов, установочные площади компонентов и допустимые условия эксплуатации.

Электрическая схема содержит 17 электрорадиоэлементов. Все элементы устанавливаются в монтажные отверстия.

Согласно правилам ЕСКД обозначим все электрорадиоэлементы заданные в исходных данных:

Резисторы:

- R1, R5: МЛТ - 0,125Вт - 10 кОм ± 10% ГОСТ 7113-77;

- R2: фоторезистор GL5528

- R3: МЛТ - 0,125Вт - 470 кОм ± 10% ГОСТ 7113-77;

- R4: МЛТ - 0,125Вт - 100 кОм ± 10% ГОСТ 7113-77;

- R6: МЛТ - 0,125Вт - 27 кОм ± 10% ГОСТ 7113-77;

Неэлектролитические конденсаторы:

- С1, С2, С4: КМ-6а - H50 - 0,1 мкФ ± 10% ОЖО.460.061 ТУ.

- С3: К50-35-470 мкФ ± 10% - ОЖ0.464.214 ТУ

Диоды:

- VD1:1N4742A.

- VD2, VD3: 1N4148.

- VD4:1N4004.

Транзисторы:

- VT1, VT2: IRF840

Микросхемы:

- DА1 - К561ТМ2 в корпусе 201.14.1 ГОСТ 17467-79

Определим основные характеристики ЭРЭ, устанавливаемых на печатную плату. Характеристики ЭРЭ занесены в таблицу 5.

Таблица 5 - Компоновочная таблица ЭРЭ

Группа элементов

Кол-во элементов

Конструктивные параметры

Допустимые условия эксплуатации

Кол-во выводов

Тип ЭРК

Sn, мм2

Диаметр выводов

Т, °С

Влажность, %

R1, R3-R6

5

10

Штыревые

выводы

13,2

0,6

-60

70

при 40°С ...... 98 %-

R2

1

2

22

0,5

-30

70

-

С1, С2, С4

3

6

142,5

0,6

-60

155

-

С3

1

2

113

0,6

-60

155

-

VD1

1

2

14

0,9

-65

+175

-

VD2, VD3

2

4

6,25

0,6

-65

+200

-

VD5

1

2

14

0,8

-65

+175

-

VT1, VT2

2

6

48,3

0,6

-55 +150

-

DА1

1

14

128,7

0.6

-45

+85

-

3. Анализ конструкции ПП

3.1 Уровень модульности конструкции

Уровень модульности конструкции: ячейка - первый уровень.

Фотореле по конструктивной сложности относится к уровню разукрупнения - электронная ячейка, так как представляет собой радиоэлектронное средство, предназначенное для включения цепи, в зависимости от внешнего воздействия.

3.2 Степень сложности ПУ

Для определения степени сложности ПУ необходимо знать количество активных элементов и микросхем. Активные элементы схемы - микросхема и диоды, а пассивные - это резисторы и конденсаторы. Электрическая схема содержит 17 электрорадиоэлементов. Все элементы устанавливаются в монтажные отверстия.

По степени сложности ПУ можно отнести к группе: малая сложность - (10 - 20) активных ЭРК и (8 -12) микросхем.

3.3 Класс точности ПП

Класс точности выбирают исходя из плотности монтажа ПП. На размер печатной платы не накладываются ограничения, плотность монтажа может быть низкой. Целесообразно выбрать первый класс точности, так как:

- ширина гарантийного пояска равна 0,20 мм;

- ширина самого узкого проводника 0,75 мм;

- минимальный диаметр отверстия 0,6 мм.

Рассчитаем относительную толщину ПП по формуле 1:

, (1)

где - толщина ПП с учетом фольги.

Минимальный диаметр отверстия равен 0,6 мм, а в соответствие с ГОСТ, толщина ПП с учетом фольги должна составлять 1,5 мм.

.

Наименьшие номинальные значения основных параметров ПП представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Наименьшие номинальные значения основных параметров ПП

Минимально допустимые геометрические параметры ПП

Класс

1

2

3

4

5

Ширина проводника, мм

0,75

0,45

0,25

0,15

0,15

Расстояние между проводниками, мм

0,75

0,45

0,25

0,15

0,15

Минимальный диаметр контактной площадки, мм

0,3

0,2

0,1

0,05

0,025

Относительная толщина платы, мм (отношение минимального значения диаметра наименьшего отверстия к толщине ПП, мм)

0,4

0,4

0,33

0,25

0,2

Исходя из таблицы, по найденным значениям можно сделать вывод, что класс точности ПП - первый.

3.4 Выбор материала основания ПП

Материал основания ПП выбирают исходя из электрических характеристик, климатических воздействий, материал должен быть устойчив к механическим воздействиям.

Материал печатных плат выбирают по ГОСТ 10316-78. Для печатных плат, предназначенных для эксплуатации в условиях первой и второй групп жесткости, рекомендуется применять материал на основе бумаги - гетинакс, но такой материал способен впитывать влагу в большом количестве.

В таблице 7 предоставлены характеристики ПП и метод изготовления.

Таблица 7 - Характеристика ПП и метода изготовления

Тип ПП

Метод изготовления

Материалы для изготовления основания ПП*

Элементная база

Конструкторская сложность

Класс точности

Конструкции печатного проводника

ОПП и слои МПП

Химический негативный

ГФ1-35Г, СФ1-35Г, СТФ, СОНФМ, СТНФ

Корпусные ИМС и ЭРЭ (тради

ционная элементная база)

Малая

1 и 2

Плотность монтажа невысокая, поэтому целесообразно выбрать одностороннюю печатную плату.

Выберем тонкую фольгу из представленных, так как высоких напряжений и токов в схеме нет.

Для основания ПП используется стеклотекстолит фольгированный. Марка: СФ-1-35-1,5, где СФ - стеклотекстолит фольгированный, 1 - односторонняя печатная плата, 35 - толщина фольги в мкм, 1,5 - толщина печатной платы в мм.

3.5 Габаритные размеры ПП

Чтобы оценить габаритные размеры печатной платы, необходимо вычислить площадь, которую занимаю элементы.

Суммируя установочные площади ЭРК, рассчитаем площадь печатной платы по формуле 2:

, (2)

где - расчетная площадь ПП;

- установочная площадь элемента;

- коэффициент заполнения ПП, примем его равным 0,7.

.

Предполагая длину и ширину монтажной зоны одинаковыми, по формуле 3 определим размеры ПП:

, (3)

где - длина или ширина монтажной зоны.

.

Для проектируемой ПП:

x1 - ширина краевого поля по OX. На плате будут установлены штыревые выводы (x1=5) и крепёжные винты диаметром 3 мм. Итого x1 = 8 мм.

y1 - ширина краевого поля нижней кромки ПП, предназначенного для установки соединителя. Устанавливать его не требуется, так как есть штыревые выводы. Тогда y1=2,5мм.

y2 - ширина краевого поля верхней кромки ПП. Установка лицевой панели не потребуется, так как устройство является компонентом ещё более сложной электронной системы, к тому же контрольные гнёзда отсутствуют. y2=2,5 мм.

В итоге, размер ПП составляет:

по длине: 30 + 8 +8 = 46 мм,

по ширине: 30 + 2,5 +2,5 = 35 мм.

По ОСТ 4.010.020-83 выберем стандартизированные линейные размеры равные 40Ч60.

Рисунок 3 - Расположение компоновочных зон на ПП

3.6 Шаг координатной сетки ПП

Шаг координатной сетки определяется исходя из класса точности ПП. Поскольку был выбран первый класс точности, для него выбирают шаг координатной сетки, равный 2,5 мм.

3.7 Компоновочная структура ПУ

Для монтажа ПУ выбирается компоновочная структура, которая зависит от вида ЭРК и конструкции ПП. Графическая модель представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Линейная графическая модель компоновочной структуры ячейки, где: 1- коммутационная плата; 2- кристалл ИМС; 3 - корпус ИМС.

Графическая модель соответствует типу сборки 1А, традиционный монтаж: ЭРЭ и корпусные ИМС в корпусах 1-4 типов, монтируют на ДПП или МПП с одной стороны в отверстия.

4. Выбор метода изготовления ПП

4.1 Поверочные расчеты

По техническому заданию метод изготовления печатной платы химический негативный.

Так как печатная плата является односторонней, то металлизация отверстий не требуется.

Для заданной элементной базы выберем монтажные отверстия для установки ЭРЭ на печатную плату, исходя из диаметра выводов каждого элемента.

Значения гарантийного зазора составляют 0,2 мм.

Значения диаметров приведем к стандартным согласно ГОСТ 10317-79. В таблице 8 представлены монтажные отверстия.

Таблица 8 - Выбор монтажных отверстий

Диаметр выводов, d мм

Количество

отверстий

Отклонение Дd, мм

Монтажное отверстие dмонт, мм

Выбор монтажного отверстия, мм

Обозначение отверстий

0,5

2

0,1

0,6

0,6

0,6

42

0,7

0,7

0,8

2

0,8

0,9

0,9

2

1

1,0

На плате будут установлены крепёжные винты диаметром 3 мм. Необходимо учесть и то, что крепёжные отверстия будут выполняться под данные винты, поэтому минимальный диаметр отверстия равен:

, (4)

где - диаметр болта,

- допуск в соответствии с 12 квалитетом точности,

- гарантированный зазор, .

? 3,5 мм

Выбор формы и размеров контактных площадок (КП) определяются классом точности ПП. Так как он является низким (1 класс), то форма контактной площадки может быть произвольной.

Рассчитаем минимальные диаметры произвольных контактных площадок для субтрактивной технологии.

, (5)

где - минимальный эффективный диаметр контактной площадки с учетом подтравливания проводящего слоя или электрохимического осаждения;

- толщина фольги или толщина фольги с осажденной медью.

Минимальный эффективный диаметр контактной площадки с учетом подтравливания проводящего слоя рассчитывается по формуле 6:

, (6)

где - ширина гарантийного пояска;

- максимальный диаметр монтажного отверстия;

, - позиционные допуски расположения осей отверстий и контактных площадок.

,

.

Площадь контактных площадок без учета отверстия для первого и второго классов точности ПП составляет не менее 2,5 ммІ;

4.2 Оценка точности воспроизведения размеров элементов ПП

Для оценки точности воспроизведения ширины проводников и расстояний между ними при формировании защитного рельефа из фоторезиста необходимо знать: разрешающую способность фоторезиста, толщину применяемой фоторезистивной маски, толщину вытравливаемого металла, величину бокового подтравливания.

Разрешение фоторезиста (РФ) рассчитывается по формуле 7:

, (7)

где - толщина фоторезиста.

Величину бокового подтравливания проводников (ВП) рассчитывается по формуле 8:

. (8)

где - толщина вытравливаемого материала, равная 35 мкм.

Для оценки расстояния между проводниками используем формулу 9:

, (9)

.

4.3 Выбор оснастки и оборудования

Чтобы произвести выбор оборудования и оснастки для изготовления ПП, необходимо учитывать зависимость используемого оборудования и технологической оснастки от класса точности ПП, степени сложности и типа печатной платы, метода изготовления, организации и типа производства, уровня механизации и автоматизации.

Класс точности ПП - 1, степень сложности - малая, метод изготовления - химический негативный.

Оборудование и его назначение представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Оборудования для изготовления ПП

Оборудование

Назначение

Режим работы

Характеристики оборудования

Ножницы гильотинные

Fortex-0457-01

Резка материала на полосы

Скорость резания 2-10 м/мин

Максимальные размеры обрабатываемого материала 600х500 мм.

Точность ±0,5 мм.

Пресс гидравлический 20 ТС

Вырубка заготовок из стеклотекстолита и получение базовых отверстий

Число ходов - 120/мин

Максимальные размеры обрабатываемого материала 500х550 мм.

Установка ламинирования CEDAL AL130

Нанесение СПФ

Скорость нанесения 5 м/мин

Длина ламинирующего валика 700 мм.

Рабочая ширина 610 мм.

Установка экспонирования

Schomoll

Экспонирование фоторезиста

Скорость передвижения каретки 0,1-2,45 м/мин

Максимальный размер 600х635 мм.

Установка проявки и снятия фоторезиста

Resco

Автоматическое нанесение и удаление фоторезиста с пробельных мест

Скорость: 20 м2/ч

Максимальный размер заготовки 610х635 мм.

Установка травления CC-RESCO MINI ETCHER

Травление, промывка, сушка заготовки

Скорость конвейера 0,2-2 м/мин

Максимальный размер заготовки 580х450 мм.

Сверлильно-фрезерная установка

WesselProSys 1

Сверление монтажных и крепежных отверстий

Скорость работы 45000 об/мин

Минимальный диаметр отверстия 0,3 мм.

Максимальный размер заготовки 450х600 мм.

Установка для нанесения паяльной маски

Svecia

Автоматическое нанесение защитной паяльной маски

Скорость конвейера 0,5-4 м/мин

Максимальный размер заготовки 500х600 мм.

Сушильный шкаф

Vцtsch VTL 60/60

Сушка заготовок

Максимальная температура 300 °С

Максимальный размер заготовки 500х600 мм.

Установка для маркировки

ELM-700A

Маркировка печатных плат

Максимальный размер 580х500 мм.

Установка для выходного контроля плат

ATG Тип A3-1X

Контроль электрических параметров готовых плат

Максимальный размер заготовки 800х850 мм.

5. Проектирование заготовительных операций

1 Исходными данными при проектировании заготовительных операций являются:

- тип производства - мелкосерийное, ;

- размер ПП - 40х60 мм;

- класс точности ПП - 1 класс;

- степень сложности ПП - малая;

- метод изготовления ПП - химический негативный;

- материал основания ПП и его толщина - стеклотекстолит фольгированный СФ-1-35-1,5;

- размер листа материала - 1100х1000 мм;

- количество базовых отверстий - 3;

- диаметры базовых отверстий - 3 мм;

- точность получения диаметров базовых отверстий - Н12;

- предельные отклонения межцентрового расстояния базовых отверстий - ±0,05 мм;

- количество и диаметр технологических отверстий - 4 отверстия диаметром 3,5 мм.

2 Выбираем тип заготовки ПП в соответствии с типом производства:

- поскольку производство крупно серийное, то выбираем групповую заготовку. Размеры заготовки с учетом ширины технологического поля определяются по формуле 10:

, (10)

где Ш- ширина технологического поля для единичной заготовки; - длина и ширина заготовки ПП с учетом технологического поля; - длина и ширина ПП без учета размеров технологического поля. Тогда при Ш = 10, имеем Аз=60; Аз=80;

В соответствие со стандартами были выбраны размеры листов стеклотекстолита 1100х1000 мм.

Длину и ширину заготовки рассчитаем по формуле 11:

, (11)

где - длина и ширина ПП без учета размеров технологического поля;

Расстояние между заготовками равно 10 мм. Ширина технологического поля по периферии равна 30 мм.

Длина заготовки:

.

Ширина заготовки:

.

Рассчитаем коэффициент использования материала по формуле 12:

, (12)

где n - общее число заготовок, равно 6;

Fз - площадь заготовки, мм2;

В - ширина листа, мм;

L - длина листа, мм.

.

Чертеж групповой заготовки в приложении А.

В соответствие с ГОСТ 23662-79 для среднесерийного производства возможными вариантами получения заготовки ПП являются разрезка листов на полосы роликовыми ножницами.

По норме оперативного времени Топер при разрезке стеклотекстолита толщиной 1,5 мм на полосы при размере листа 1100х1000 мм гильотина для нарезки листового материала.

Разрезать лист материала на полосы можно:

- На роликовых ножницах, Топер=0,162+0,049=0,211 мин;

- На дисковой пиле, Топер=0,263+0,049=0,312 мин;

- На гильотинных ножницах, Топер=0,091+0,049=0,14 мин;

Определение трудоемкости получения заготовок Тшт резкой с последующей пробивкой штампом базовых и технологических отверстий осуществляется по формуле:

Тшт= Топер(1+К1/100)К2 (4.4)

Где К1=1,15, К2=1.

- На роликовых ножницах, Тшт=0,211*(1+1,15/100)*1=0,213 мин;

- На дисковой пиле, Тшт =0,316 мин;

- На гильотинных ножницах, Тшт =0,142 мин;

По норме оперативного времени Топер при разрезке стеклотекстолита толщиной 1,5 мм на полосы при размере листа 1100х1000 мм подойдут гильотинные ножницы, т.к. Топер=0,142 мин

6. Расчет технологичности ПУ

6.1 Качественная оценка технологичности ПУ

Плата имеет прямоугольную форму; размеры сторон ПП стандартизованы; соотношение сторон не превышает технологических ограничений; имеется возможность применения групповых методов пайки и сборки; паяльная маска применена; также применено покрытие для защиты печатного узла.

6.2 Количественная оценка технологичности ПУ

Все размеры сторон ПП стандартизованы и их соотношение не превышает технологических ограничений. Размеры печатных плат совместимы с выбранным оборудованием. Для защиты печатного узла применено защитное покрытие. Для количественной оценки технологичности ПУ выбираются семь частных показателей, наиболее оптимальных для разрабатываемого устройства.

Рассчитаем коэффициент использования микросхем и микросборок по формуле 13:

, (13)

где - количество микросхем;

- количество других навесных элементов.

.

Коэффициент механизации подготовки к монтажу рассчитывается по формуле 14:

, (14)

где - количество навесных элементов, подготавливаемых к монтажу механизированным способом.

.

Коэффициент механизации и автоматизации монтажа рассчитывается по формуле 15:

, (15)

где - количество соединений, выполняемых механизированным способом;

- общее количество контактных соединений.

.

Коэффициент повторяемости ЭРК рассчитывается по формуле 16:

, (16)

где - количество типоразмеров ЭРК.

.

Коэффициент применяемости ЭРК рассчитывается по формуле 17:

, (17)

где - количество типоразмеров оригинальных ЭРК.

.

Коэффициент применяемости типовых технологических процессов (ТТП) рассчитывается по формуле 18:

, (18)

где - количество типовых технологических процессов;

- общее количество технологических процессов.

.

Комплексный показатель технологичности рассчитывается по формуле 19:

(19)

Рассчитанный показатель технологичности соответствует мелкосерийному типу производства =0,45-0,75.

7. Разработка технологического процесса сборки и монтажа ПУ

7.1 Исходные данные

При разработке маршрутного технологического процесса сборки и монтажа исходными данными являются:

1 схема сборки с базовой деталью;

2 типовые технологические процессы;

3 объем выпуска изделий, в штуках за год;

4 коэффициент закрепления операций - отношение количества операций к количеству рабочих мест.

7.2 Выбор варианта установки

ЭРЭ, входящие в состав РТ, имеют штыревые выводы, а компоновочная ячейка относится к типу 1А, для данной элементной базы и типа производства выбирается полуавтоматическая сборка установки ЭРК. Наиболее наглядной отражающей последовательность сборки является схема с базовой деталью. Базовой деталью является печатная плата, с которой начинается сборка.

7.3 Определение последовательности сборки и монтажа

Последовательность операций сборки и монтажа зависит от типа компоновочной структуры. Соответствующий тип сборки имеет обозначение 1А.

Основные этапы сборки и монтажа:

1 Подготовка компонентов для установки на плату;

2 Установка элементов;

3 Пайка;

4 Контроль контактных соединений;

5 Промывка модулей;

6 Диагностический контроль;

7 Маркировка модулей.

7.4 Выбор оборудования и оснастки для сборки и монтажа

При создании участка и сборки монтажа для элементов, монтируемых в отверстия, используется оборудование:

1 Оборудование для подготовки компонентов, устанавливаемых на плате;

2 Оборудование для пайки;

3 Оборудование, которое производит установку компонентов на плату;

4 Оборудование для отмывки;

5 Оборудование для маркировки;

6 Оборудование для выходного контроля.

Каждый тип оборудования соответствует конкретным технологическим этапам.

Подготовка электронных компонентов для навесного монтажа на печатной плате и последующей пайке волной предусматривает операции формовки и обрезки выводов. Для этого предназначено специальное оборудование, которое позволяет в зависимости от конструктивных особенностей компонента производить данные операции в ручном, полуавтоматическом или автоматическом режимах. Фиксация элементов, монтируемых в отверстия, до пайки будет осуществляться подгибкой выводов.

Для обрезки и формовки выводов используется установка Hakko 154. Ее характеристики занесены в таблицу. Основные характеристики представлены в таблице 9.

Электрические соединения при монтаже усилителя выполняются селективной пайкой. Будет использоваться установка селективной пайки SEHO LeanSelect (таблица 9). Для пайки печатной платы применяют низкотемпературные оловянно- свинцовые припои. К ним относится легкоплавкий припой ПОС-61

Чтобы удалить оксидную пленку, образовавшуюся на поверхности паяного соединения, применяют флюсы. Они улучшают смачивающую способность припоя и предотвращают окисление до начала пайки.

Для отмывки платы от флюса применяют специальные универсальные системы отмывки CL420. Они предназначены для качественной отмывки печатных узлов, трафаретов, ракелей от остатков флюсов после пайки и других типов загрязнений, возникающих при производстве и монтаже печатных плат. Характеристики данной установки приведены в таблице 9.

Каждая готовая печатная плата должна быть промаркирована, это является элементом конструкции. Параметры маркировки указываются в конструкторской документации. Маркировка содержит порядковый или заводской номер, позиционные обозначения элементов, графическое изображение мест установки элементов, нумерацию или условное обозначение первых выводов.

Маркировка печатных плат осуществляется с помощью системы лазерной маркировки ELM-700A. Основные характеристики данной системы приведены в таблице 9.

Для электрического тестирования готовых печатных плат используется установка E8M6151AL, которая имеет летающий тестер с автоматической загрузкой и выгрузкой тестируемых изделий. Характеристики данной системы приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Оборудование для технологического процесса сборки и монтажа

Оборудование

Наименование и содержание операции

Характеристики оборудования

Устройство для обрезки и формовки выводов Hakko 154

Формовка и обрезка выводов, автоматическая установка элементов на ПП

-

Установка SEHO LeanSelect

Селективная пайка

Скорость конвейера, от 0,3 до 2,0 м/мин

Установка CL420

Струйная отмывка от остатков флюсов после пайки

Максимальный размер отмываемой платы 750х750х40 мм.

Установка ELM-700A

Лазерная маркировка печатных плат

Максимальный размер 540х460 мм.

Система E8M6151AL

Тестирование печатных плат

Максимальный размер печатной платы 610х510 мм.

7.5 Оборудование

Гильотина Fortex-0457-01 предназначена для нарезки листовых материалов для печатных плат. Изображение гильотины представлено на рисунке 5.

Рисунок 5 - Гильотина MHSU 1500 SCHRODER

Машина представляет собой стабильную жесткую сварную конструкцию, прижимом, имеющим специальное, не повреждающее нарезаемый материал покрытие.

Hakko 154 предназначено для обрезки и формовки выводов осевых компонентов ленточного типа. Устройство удобно в работе вы просто укладываете ленточные компоненты в гнездо и поворачиваете ручку. Идеально для обработки компонентов типа ленты. Улучшенное износостойкое режущее лезвие для чистой и гладкой обрезки. Может использоваться не только для одновременной обрезки и формовки выводов, но и только для формовки или только обрезки.

§ Обрезка и формовка выводов осевых компонентов ленточного типа

§ Устройство удобно в работе вы просто укладываете ленточные компоненты в гнездо и поворачиваете ручку. Идеально для обработки компонентов типа ленты

§ Улучшенное износостойкое режущее лезвие для чистой и гладкой обрезки

§ Может использоваться не только для одновременной обрезки и формовки выводов, но и только для формовки или только обрезки

Рисунок 6 - Hakko 154

Станок WesselProSys 1 предназначены для механической обработки пяти (шести) пакетов заготовок печатных плат (сверление отверстий, фрезерование). Изображение станка представлено на рисунке 7.

Рисунок 7 - Станок WesselProSys 1

Лазерный контроль осей с линейной измерительной системой и PLC системой зарядки ABC для 23 различных пакетов пластин, автоматическая система измерения глубины с постоянной контролем сверла за целостностью, 12000 оборотов в минуту, зажимная поверхности 650 х 650 мм, с масляным радиатором.

Особенность деятельности фирмы SYSTRONIC состоит в том, что она предлагает полный комплекс средств для обеспечения качественного и безопасного процесса отмывки: широкий модельный ряд современного оборудования, полный перечень необходимых расходных материалов и моющих средств, собственную лабораторию для совершенствования отмывочного процесса и определения решений под индивидуальные требования заказчиков.

Рисунок 8- Автоматическая установка отмывки печатных плат CL420

Сушильный шкаф Vцtsch VTL 60/60 изображен на рисунке 9 .

Рисунок 9 - Vцtsch VTL 60/60

Универсальный шкаф широкого диапазона использования, с возможностью дополнительного оснащения, например, загрузочной тележкой, программируемой регулировкой температуры и т.д. Шкаф с двойными стенками из стальных листов и теплоизоляцией из минеральных волокон толщиной 130 мм. В шкафу можно разместить до 8 полок - расстояние между полками 50 мм.

Установка ELM-700A предназначена для лазерной гравировки различной информации на печатных платах, микросхемах, пластиковых и металлических поверхностях: штрих-коды, номера модели, названия компаний, логотипы, серийные номера, данные по печатной плате и т.д..

Рисунок 10 - Установка ELM-700A

В процессе селективной пайки на установке SEHO LeanSelect платы проходят через все стадии пайки: флюсование, нагрев, оплавление.

Рисунок 11 - Установка SEHO LeanSelect

Система может конфигурироваться под разные задачи:

- для производства маленьких объёмов, здесь используются процессы с применением миниволны

- для производства больших объёмов.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был выполнен ряд расчетов, был использован комплект конструкторской документации, который содержал всю необходимую информацию для разработки технологического процесса изготовления, сборки и монтажа усилителя.

Список использованных источников

фотореле печатная плата технологический

1 Томилин, В. И. Технология производства электронных средств: организационно-методическое обеспечение курсового проектирования по дисциплине: учеб.пособие /В. И. Томилин, Н. П. Томилина, Н. А. Алексеева - Красноярск: Сиб. федер. уУн-т, 2012

2 Юзова, В. А. Основы проектирования электронных средств. Конструирование электронных модулей первого структурного уровня: лаб. практикум / В. А. Юзова. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. - 208 с.

3 Бушминский, И. П. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов/ И. П, Бушминский, О. Ш. Даутов, А. П. Достанко и др; Под ред. А. П. Достанко, Ш. М. Чабдарова. - М.: Радио и связь, 1989.

4 Классификатор технологических операций машиностроения и приборостроения. КТО. 1.85.151. М.: Издательство стандартов, 1987.

5 Пирогова Е. В. Проектирование и технология печатных плат: Учебник. - М. ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены