Выбор и обоснование технологического процесса сборки и монтажа печатных плат

5 Выбор и обоснование технологического процесса сборки и монтажа печатных плат

Методы сборки и монтажа печатных плат можно классифицировать по степени автоматизации сборочного – монтажных работ. При этом можно выделить следующие методы сборки:

Ручная:

Ручная подготовка элементов, ручная установка элементов, ручная пайка.

Частично ручная:

Ручная подготовка элементов, ручная установка элементов, автоматическая пайка.

С помощью автоматического оборудования:

Ручная подготовка элементов, автоматизированная установка элементов, автоматическая пайка.

Автоматизированное производство.

Следует отметить, что первый метод используется в единичном и мелкосерийном производстве и не имеющих автоматизированных процесов. Второй в основном в мелкосерийном, в среднесерийном частично, а третий и четвертый в крупносерийном производстве и массовом.

Установку ЭРЭ производится в ручную 150-30 А2 МО 400 ООО ТУ, обрезку производить кусачками по ОСТ4.ГО.060.012. Пайку производить на установке УПВ 903Б.

При разработке технологического процесса сборки и печатной платы проектированной мною устройства предлагаю применить второй вариант, при котором подготовка и установка осуществляется вручную, а пайка осуществляется автоматизировано.

Этот вариант является наиболее эффективным и целесообразным в соответствии с применяемым оборудованием имеющим на данном обороте. Он позволяет проводить минимальные затраты.

Для пайки дефектных соединений и пайку выводов ЭРЭ, устанавливаемых после пайки волной, производить в ручную электропаяльником ЭПНЦ=25/36 ГОСТ7219-83. При разработке технологии производства сборки печатной платы предлагаю применить частично автоматизированную методику производства, при которой подготовка и установка ЭРЭ осуществляется на полу автоматах или в ручную, а пайки ведется автоматически УПВ903Б установку технологии производства подготовки ЭРЭ к монтажу, технология производства установки ЭРЭ на печатную плату, сборке блоков, пайки электрических соединений следует проводить с учетом требований изложенных в следующих ОСТ:

ОСТ4.ГО.054.263

ОСТ4.ГО.054.264

ОСТ4.ГО.054.265

ОСТ4.ГО.054.266

ОСТ4.ГО.054.267

При проектировании технологии производства сборки печатной платы, много больше учтены требования к выше изложенным документам (разрабатывая технологию печатной платы я учитывал отросливые стандарты, которые были изложены ранее).

6 Выбор технологического оборудования применяемого для сборки и монтажа печатных плат

Сборка компонентов на ПП состоит из подачи их к месту уста­новки, ориентации выводов относительно монтажных отверстий или контактных площадок, сопряжения со сборочными элемента­ми и фиксации в требуемом положении. Она в зависимости от ха­рактера производства может выполняться вручную, механизиро­ванным или автоматизированным способами рисунке ниже.

Применение ручной сборки экономически выгодно при произ­водстве не более 16 тыс. плат в год партиями по 100 шт. На моей плате расположено не более 40 элементов, в том числе 2 ИС. Существенным достоинством ручной сборки яв­ляется возможность постоянного визуального контроля, что по­зволяет использовать относительно большие допуски на размеры выводов, контактных площадок и монтажных отверстий, делает возможным обнаружение дефектов ПП и компонентов. Если число устанавливаемых компонентов составляет от 5 до 50 млн. шт. в год, целесообразно использовать автомати­зированное оборудование с управлением от ЭВМ. В условиях массового выпуска однотипных ПП (0,5...1 млн. шт. в год) при­меняются многостаночные линии, в которые входит до 50 единиц автоматического оборудования.

На ручную сборку компоненты целесообразно подавать подго­товленными с облуженными, формованными и обрезанными вы­водами, уложенными по номиналам в технологические кассеты или магазины. Основная задача сборщика состоит в оперативной и правильной установке требуемого элемента на место, обуслов­ленное конструкцией ПП. Чтобы уменьшить число ошибок, при сборке на ПП со стороны установки компонентов способом шелкографии наносятся их номер и направление установки или ис­пользуется эталонная собранная плата. Кассеты и магазины эле­ментов имеют аналогичные обозначения и располагаются вокруг места сборщика на удобном для него расстоянии. Печатные пла­ты устанавливаются в держателе при помощи быстрозажимных фиксаторов. Повышение производительности достигается исполь­зованием многопозиционного держателя, в котором параллельно друг другу располагается несколько ПП. Рабочий за один прием устанавливает необходимое число одинаковых элементов на все платы.

Установка дискретных элементов не требует вспомогательных средств, при сборке ИС используются специальные механические держатели, обеспечивающие заданное положение всех выводов, или вакуумные захваты. После сопряжения компонентов с по­верхностью ПП их положение может фиксироваться: подгибкой выводов у пассивных элементов (если не предусмотрен формовоч­ный «зиг»), двумя диагонально расположенными выводами у ИС со штыревыми выводами, приклеиванием к плате флюсом, клеем, липкой лентой или путем установки в специальные держатели, расположенные на плате.

Технологические возможности расширяются с применением сборочных столов с гибкой индексацией адреса элемента. В этом случае программа последовательности установки записывается на подвижный носитель (например, гибкий диск) и переход на новую плату не вызывает затруднений. Индикация места установки компонента на плате производится сверху сфокусированным лучом света, кото­рый управляется сигналами, снимаемыми с гибкого диска. Оче­редность установки отражается на экране дисплея. За смену при помощи такого стола можно установить до 6000 компонентов.

В автоматических станках позиционирование сборочного стола осуществляется с высокой скоростью и точностью (±0,025 мч) при помощи безынерционных шаговых двигателей, управляемых от ЭВМ. Одновременно автоматизируется весь комплекс работ по установке и фиксации компонентов на плате, включая контроль Возможность гибкого управления сборочным оборудованием и вы­сокая производительность (18...24 тыс. эл./ч) позволяют исполь­зовать их как в условиях серийного, так и крупносерийного про­изводства. Однако стоимость такого оборудования в 5...7 раз выше стоимости станков с пантографами, повышаются требования к жесткости конструкции станка и точности выполнения рисун­ка ПП.

Сборочные машины для компонентов с пленарными выводами снабжаются контактирующими устройствами, которые выполняют монтажные операции сразу после сопряжения элементов. Наи­большее распространение для этих целей получил способ пайки оплавлением О-образным электродом. В качестве материала элек­трода используется вольфрам или молибден, не смачиваемые при­поем, из которых изготавливают индивидуальную или групповую оснастку.

Технические характеристики некоторых автоматических уста­новок для сборки микроблоков на ПП приведены в таблицах.

Таблица - Комплексы технологического оборудования по сборке узлов

на печатные платы

Таблица - Комплексы технологического оборудования по сборке узлов

на печатные платы

Таблица – Технические характеристики автоматических установок для сборки микроблоков на печатные платы

Технологический процесс изготовления печатных плат включает в себя:

изготовление заготовок фольгинированного текстолита;

сверление отверстий;

очистка отверстий;

нанесение слоя бористого-паладия на поверхность слоя печатной платы;

электрическое осаждение меди на заготовку;

нанесение рисунка на печатной платы на заготовку через фото шаблон;

удаление фото-резиста с пробельных участков;

травление меди с пробельных участков;

покрытие печатных проводников сплавом олово, свинец;

промывка печатной платы;

контроль печатной платы;

Наиболее трудоемкий и сложный процесс механической обработки печатной платы – получение отверстий под металлизацию, для сверления стеклопластик предлагаю использовать специальные сверла из керамических сплавов ВК-6М или ВК-8М.

Выбор оборудования для автоматической пайки проводится по технико-экономическим показателям конкретных образцов оборудования методом оценки параметров оборудования по бальной системе. Количество балов определяются исходя из важности параметров для технического процесса электромонтажа.

Таблица - Установки пайки.

Так как стеклотекстолит является высоко образивным материалом то стойкость сверл не велика и составляет в среднем от 3 до 7 тыс. отверстий. При выборе сверлильного оборудования необходимо учитывать такие особенности сверление несколько миллионов отверстий за смену, диаметр 0.4;0.6 мм. Точность сверления составляет 0.05 мм, в настоящее время используется несколько видов станков с ЧПУ.

Предлагаю для сверления отверстий в плате применять четырех шпиндильный станок с ЧПУ типа ОФ-101. Который имеет частоту вращения шпинделя 45 тыс. оборотов при точности позиционирования ±0.01 мм.

Для устранения наволакивания, получаемого в процессе сверления применяется последующая гидроабразивная очистка.

Важной операцией определяющей конструктивные и технические характеристики печатной платы является способ нанесения рисунка на заготовку печатной платы.

Наиболее часто для нанесения рисунка печатной платы применяют фотографический метод, а также метод фото печати.

Сетка графический метод обеспечивает высокую производительность, экономичен, в условиях массового производства, но обладает малой разрешающей способностью, точностью и плотностью монтажа. Платы которые изготавливаются с помощью этого монтажа соответствуют плану точности согласно ГОСТ23751-86.

Метод фото печати характеризуется высокой точностью, повышенной разрешающей способностью и плотностью монтажа. Он позволит использовать повышенные характеристики по ГОСТ23751-86. Для комбинированного метода изготовления печатной платы наиболее приемлемым является метод фото печати несмотря на его высокую стоимость.

В производстве чаще всего используются паяльникики, характеристики их изложены в таблице ниже.

Таблица – характеристики паяльников

Исходя из технико экономических показателей я выбрал паяльник ЭПЭН 36/40, т.к. он имеет наиболее приемлемые характеристики.

Похожие работы

Разработка конструкции и технологии изготовления измерителя емкости

Скачать

65704

6

2

... ; ·  транзисторы; ·  разьемы; 4)  пайка 5)  очистка ПП; 6)  маркировка; 7)  контроль; 8)  настройка. Разработанная технология сборки приведена в приложении. Заключение В результате работы над курсовым проектом была разработана конструкция прибора измерителя емкости, которая полностью отвечает современным эргономическим, массогабаритным и функциональным требованиям, а также другим ...

Разработка печатной платы устройства управления питания компьютерной системы

Скачать

34672

3

0

устройств вычислительной техники. Задачи проекта: Разработать печатную плату устройства управления питания компьютерной системы, произвести выбор и обоснование технологического процесса изготовления печатной платы, с исходными данными к проекту: схема электрическая принципиальная. Объём и содержание расчётно-пояснительной записки и графических работ произвести согласно техническому заданию. ...

Блок интерфейсных адаптеров

Скачать

183285

12

5

... : ¾   температура, °С +25±10; ¾   относительная влажность воздуха, % 45...80; ¾   атмосферное давление, мм рт. ст. 630...800. Так как блок интерфейсных адаптеров предназначен для работы в нормальных условиях, в качестве номинальных значений климатических факторов указанные выше принимают нормальные значения ...

Разработка микшерного пульта

Скачать

45132

11

23

... транзисторы типа КТ 361. Это маломощные транзисторы, идеально подходят для включения цепи со светодиодом, которая не потребляет много тока. 3. Разработка конструкции   3.1 Концепция построения конструкции Конструкция микшерного пульта, проектируемого в данном дипломном проекте, представлена одной конструкторской единицей в форме параллелепипеда с наклонной передней панелью для лучшей ...