В конструктивно- технологическом анализе выбран конструктивный вариант исполнения модуля – блок.
Существуют различные способы изготовления защитного экрана электронной аппаратуры.
Материалы: сталь, сплавы на основе меди или другие материалы, толщиной от 0,1 до 0,5 мм.
Исполнение:экран, как правило, состоит из рамки («обечайки»), монтируемой на плату с помощью припоя или паяльной пасты, а также пружинной крышки. На обечайке снизу могут быть выполнены «штырьки» для фиксации на печатной плате. Сверху на обечайке можно сделать планку, позволяющую устанавливать экраны из поддонов на печатную плату с помощью станка для поверхностного монтажа. И в обечайке, и в крышке можно выполнить отверстия различной формы.
Способ изготовления: экраны могут быть изготовлены двумя методами - «формовкой» или «вытягиванием».
Формовка - это штамповка по заданной программе из заранее вырубленной «развертки» из листового материала, выполняется на специальном станке.
Вытягивание - это изготовление цельнотянутого экрана из листового материала с использованием специального штампа.
3 Технологическая часть
Основой технологического процесса является сборка и монтаж печатного узла.
При разработке технологического процесса сборки и монтажа технолог составляет технологическую схему сборки (схему сборочного состава). Существует два вида технологических схем сборки: веерная и с базовой деталью. На практике широко применяют веерную схему, схему с базовой деталью.
Веерная схема сборки (рис.3.1) наиболее проста и наглядна, но главным её недостатком является то, что она не дает представления о последовательности операций. Сборочная единица непосредственно входящая в изделие называется группой. Все остальные сборочные единицы, которые необходимы для образования группы называются подгруппами, которые имеют разные порядки. Под группами первого порядка непосредственно входят в группу, а подгруппы более высокого порядка должны быть предварительно только собраны. Группа 1 собирается из групп первого порядка, при этом одна из подгрупп поступает на сборку готовой (комплектующие изделия), а другая подгруппа предварительно собирается из подгрупп второго порядка.
Рисунок 3.1
Схема с базовой деталью (рис. 3.2) более сложна, но дает представления о последовательности работ и является более удобной при написании. Для построения схем с базовой деталью необходимо определить какой элемент (элементы) или составная часть (части) будут использоваться в качестве базовой детали, плату для закрепления деталей и сборочных единиц. При разработке технологического процесса сборки и монтажа печатного узла базовой деталью является печатная плата. Схема с базовой деталью представлена на рисунке 2.
Рисунок 3.2
В качестве базовой детали использована плата. К ней подсоединяются элементы: резисторы (R1...R27, R56), конденсаторы (C1...C23), транзисторы (V1...V4, V6...V7, V9), микросхемa (D1), полосовой фильтр (Z1), катушки индуктивности (L1,L3,L5...L6), сердечники (L2, L4), трансформаторы (T1...Т4), вилки (Х1...Х3), реле(К1, К3, К5), 2 гайки и 2 шайбы.
На основании вышеприведённых правил составим технологическую схему сборки на плату УЗС. Полученная технологическая схема сборки с базовой деталью изображена на рисунке 3.3
Рисунок 3.3
Технологические процессы могут осуществляться либо вручную, либо с применением оборудования. Оборудование подразделяется на универсальное и специализированное. На универсальном оборудовании могут выполняться несколько различных операций. Специализированное оборудование используется для выполнения одной конкретной операции. Универсальное оборудование используют при крупносерийном и массовом производстве. Специализированное - целесообразно применять при серийном и единичном производстве.
Варианты подготовки и установки элементов на печатную плату определяется их весовыми, габаритными и конструктивными данными. Способ крепления элементов выбирается в соответствии с ТУ на элементы и условиями эксплуатации аппаратуры. Каждый вывод элемента устанавливают в отдельное монтажное отверстие или контактную площадку печатной платы. Перед сборкой и монтажом проводят подготовку устанавливаемых элементов, а точнее их выводов: рихтовка, формовка, отрезка излишков по заданному размеру, лужение и другое.
На всех этапах технологического процесса радиоэлементы подвергаются механическим, температурным, химическим, электрическим воздействиям. Механические усилия прикладываются к элементам при операциях формовки, обрезки выводов, установки и приклеивании к печатной плате. Температурные воздействия связаны с операциями лужения, пайки демонтажа. Химические воздействия оказывают влияние на материал покрытия и маркировку при флюсовании, очистке печатной платы от остатков флюса, влагозащите и демонтаже.
В единичном, мелкосерийном производстве все операции, связанные с подготовкой элемента перед установкой на печатную плату, выполняются вручную, с помощью пинцета и острогубцев, а также паяльника. В массовом и серийном производстве гибку и обрезку выводов производят на специальных полуавтоматах различной конструкции.
При подготовке выводов элементов производят горячее лужение с применением флюса. Лужение выводов может осуществляться паяльником, погружением в ванну с расплавленным припоем, а также можно использовать установки для пайки волной припоя. При этом должны быть приняты меры по предупреждению перегрева (групповые теплоотводы, охлаждение и др.). При автоматизированных групповых способах лужения, когда строго выполняются режимы, допускается лужение радиоэлементов производить без теплоотводов.
Лужение электропаяльником осуществляется теми же приемами, что и при пайке. При лужении обычно применяют более активные флюсы, поэтому после лужения их остатки необходимо быстро и тщательно удалить.
Луженая поверхность выводов радиоэлементов должна быть гладкой, светлой, блестящей без пор и посторонних включений. К выводам дискретных радиоэлементов предъявляются особые требования по подготовке к радиомонтажу: они должны быть облужены, отформованы с соблюдением принятого шага координатной сетки 1,25 мм или 2,5 мм. Установленные размеры формовок определяют в зависимости от длины корпуса элемента и выбирают кратным шагу координатной сетки. Это позволяет производить формовку выводов заранее на подготовленном участке.
Размещение радиоэлементов и микросхем на печатных платах должно способствовать упрощению технологического процесса и возможности применять механизацию. Удобнее всего размещать радиоэлементы на той стороне печатной платы, где нет печатных проводников. Такое размещение радиоэлементов облегчает процесс пайки. При размещении радиоэлементов следует соблюдать параллельность. Все навесные элементы должны быть прочно закреплены на печатной плате, чтобы при механическом воздействии они не смещались. Закрепление навесных элементов производится главным образом с помощью выводов.
После установки элементов на печатную плату необходимо обеспечить надежный электрический контакт радиоэлементов с печатными проводниками. Это достигается с помощью пайки или сварки.
Первой операцией будет сборочно-подготовительная. Комплектовка радиоэлементов, деталей и материалов. Путём внешнего осмотра и сравнения с образцами проверяют тип, номинальное значение, маркировку, длину, форму изгиба и качество лужения выводов, отсутствие царапин, сколов, трещин корпуса и повреждений надписей, резких изгибов и надломов выводов навесных радиодеталей, подготовленных к монтажу.
Второй операцией будет контроль. Необходимо проверить плату на паяемость.
Паяемость печатных плат и компонентов является одним из наиболее значимых критериев при определении качества будущей производимой продукции. Как известно, образование непропаянных областей (мест) влечет за собой отказ в функционировании электронного узла на ранней стадии.
Третьей по счёту операцией является маркирование печатной платы. Это получение изображения методом трафаретной печати, нанесение маркировочной краски с помощью ракеля на установке трафаретной печати через трафаретную печатную форму (ТПФ) на печатную плату.
Следующая операция — формовка. Радиоэлементы и микросхемы тоже необходимо подготовить к монтажу и пайке. Для этого их выводы формуют (придают им нужную форму), обрезают до необходимой длины.
Формовку выводов делают для того, чтобы, во-первых, привести в соответствие расстояния между ними и контактными площадками, во-вторых, чтобы предотвратить отслаивание печатных проводников и площадок при неосторожном нажатии на корпус элемента. Формовку можно выполнить с помощью пинцета, миниатюрных плоскогубцев, круглогубцев или несложного приспособления.
Пятой операцией будет лужение. Заключительная операция подготовки выводов — облуживание зачищенных концов — производится только у проводников, не имеющих гальванического лужения на токопроводящей жиле.
Следующая операция — сборочно-монтажная. Сборка представляет собой совокупность технологических операций механического соединения деталей и электро/радиоэлементов (ЭРЭ) в изделии или его части, выполняемых в определенной последовательности для обеспечения заданного их расположения и взаимодействия в соответствии с конструкторскими документами. Выбор последовательности операций сборочного процесса зависит от конструкции изделия и организации процесса сборки. Монтажом называется ТП электрического соединения ЭРЭ изделия в соответствии с принципиальной электрической или электромонтажной схемой. Монтаж производится с помощью печатных или проводных плат, одиночных проводников, жгутов и кабелей.
Седьмая операция является электромонтаж микросхем. Электромонтаж – выполнение электрического соединения ЭРЭ или его составных частей, имеющих токоведущие элементы. В процессе электромонтажа при соединении электрических цепей или включении в них электрорадиоэлементов для получения контактного соединения чаще всего применяют пайку.
Далее следует промывка паяных соединений. Остаток флюса после пайки вызывает интенсивную коррозию соединения и основного металла, а потому после пайки место пайки нужно тщательно промывать. Для удаления остатков флюсов, вызывающих коррозию паяного соединения, применяют промывку в горячей (обычно 50 - 80 С) или холодной воде (в проточной или в ваннах), в 5 % - ном растворе кальцинированной соды, бензине и в I-3 % - ном растворе натриевого (или калиевого) хромпика, а также протирку мягкой тряпкой или бязью, смоченной спиртом, ацетоном и другими растворителями, и пескоструйную обработку.
Затем правим и укладываем монтаж.
Далее для снижения количества брака при проведении сборочно-монтажных работ необходимо предусмотреть после проведения наиболее сложных и ответственных операций проведение контрольных операций. Контроль может быть как автоматизированным, так и визуальным. Контроль крепления деталей, сборочных единиц и прочности паек производится внешним осмотром. Дефектом пайки часто является так называемая фальшивая пайка, когда соединяемые поверхности плохо залужены и припой не заполняет пространства между деталями и проводниками. Такое соединение обладает большим электрическим сопротивлением, вызывает появление шумов и тем самым нарушает нормальную работу схемы.
Следующая операция — лакирование. Печатная плата после монтажа всех элементов и промывки покрывается лаком (одним или несколькими слоями). Лак наносится методами погружения, полива или распыления, и под ним оказываются не только все проводники, но и элементы. После лакировки производится сушка, которая осуществляется в термокамере.
Заключительной операцией является контроль выходных параметров изделия. Контроль выполняется для 100% изделий.
Разработанная карта технологического процесса выполнена на стандартных бланках и приложена к дипломному проекту.
3 Расчетная часть