Технологический процесс сборки

сборка технологический электронный В производстве любого изделия немаловажное место занимает проектирование технологических процессов сборки. Процесс сборки — это заключительный этап производственного процесса, от которого много в чем зависит качество изделий. Сборка — это совокупность технологических операций соединения деталей и электрорадиоэлементов в изделии или в его части соответственно к заданным техническим условиям.

Под проектированием технологического процесса сборки подразумевают процесс подготовки технической документации для производства изделий в конкретных условиях заданной программы при соблюдении технологических и экономических ограничений.

Независимо от типа и вида производства проектирование технологического процесса (ТП) содержит в себе разработку маршрутных и операционных технологий, выбор технологического оборудования, технологической оснастки и инструментов, технико-экономическую оценку варианта технологического процесса Использование типового техпроцесса сборки печатного узла позволяет значительно сократить срок разработки технологического процесса, упростить разработку, дает возможность применить передовой опыт, наиболее перспективные технологические процессы.

Условия эксплуатации:

пониженная температура рабочая — 10 °C;

повышенная температура рабочая + 50 °C;

повышенная влажность до 98% при температуре + 25 °C;

Питание: +27 В (от 24 В до 29,4 В).

Возможность автономной работы от собственного источника питания в течение 2 ч.

Потребляемая мощность: не более 40 Вт

1. Назначение электронного узла и условия работы

Приемопередатчик биполярного кода предназначен для отладки, регулировки и контроля приборного оборудования ЛА, в котором используется биполярный код по ГОСТ 8977–79 и РТМ 1495−75 с изменением 3 (ARINC-429).

Основанием для разработки программного обеспечения (ПО) ППБК-2 является «Техническое задание № 1 на разработку приемопередатчика биполярного кода», а также Распоряжение № 33.

ПО ППБК-2 предназначено для обеспечения функционирования приемопередатчика.

ПО ППБК-2 должно выполнять следующие функции:

1) прием информации по двум каналам с приемника биполярного кода по шине РС 104;

2) подготовка и запись в передатчик биполярного кода информации для выдачи по двум каналам;

3) индикация выбранных оператором параметров на ЖКИ;

4) прием и выполнение команд оператора с клавиатуры;

5) обеспечение накопления выбранной оператором информации (оператор может выбирать необходимые параметры и задавать время записи информации);

6) регистрация времени обновления информации требуемых параметров;

7) возможность передачи накопленной информации в ПК.;

8) подготовка и выдача информации по каналу RS-232 для индикации;

9) прием и выполнение команд оператора с ПК по каналу RS-232;

10) обеспечение хранения информации о версии ПО.

2. Анализ технологичности

Под технологичностью изделия понимают совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте при обеспечении необходимого качества изделия[9].

Стандарты ЕСТПП предусматривают обязательную отработку конструкции на технологичность на всех стадиях ее создания с помощью показателей технологичности.

Показатель технологичности — качественная или количественная сравнительная оценка того или иного свойства или совокупности свойств объекта, которая используется для принятия управленческого решения по изменению или стабилизации этого свойства или их совокупности.

Исходными данными для анализа технологичности являются: чертеж конструкции изделия (сборочный чертеж), соответствующая ему спецификация, технологические документы.

2.1 Отраслевые стандарты

Технические требования и требования безопасности к типовым операциям сборки и контроля блоков и узлов на печатных платах указаны в ОСТ 92−1042−84

Требованиям к узлам и блокам

Окончательный монтаж регулировочных элементов должен производиться после регулировки изделия, о чем должно быть указано в технологическом процессе.

Требования к рихтовке, формовке и обрезке выводов элементов

Рихтовку выводов элементов допускается выполнять при условии обеспечения неподвижности участка вывода на расстоянии не менее 1 мм от корпуса. При этом не допускается перемещение торца выводов микросхем в корпусах с плоскими выводами в горизонтальной плоскости на величину более ширины вывода.

Для микросхем, имеющих в состоянии поставки отклонения концов выводов от плоскости заделки, допускается возвращать их в исходное положение, обеспечив при этом неподвижность участка вывода на расстоянии не менее 1 мм от корпуса.

Требования к лужению и пайке

Флюсы и припои должны соответствовать ОСТ 4ГО.033.200. основными припоями являются припои марок ПОС 61, ПОС 61 М, ПОССу 61−05, ПОСК 50−18 по ГОСТ 21 931;76.

Основными флюсами являются ФКСп, ФКЭт по ОСТ 4ГО.033.200, ФКТ по ТУ 13 — 4 000 177 — 51 — 84.

Флюс, поступающий на рабочие места, должен иметь отметку в сопроводительной документации о дате его изготовления, сроке годности, а в случае необходимости указание величины удельной электрической проницаемости.

На емкости, в которой находится флюс, должна быть указана марка флюса.

При изготовлении канифольных флюсов следует использовать канифоль ОК — 5 ТУ 13−4 000 177−154−83. При необходимости допускается увеличение содержание канифоли во флюсе ФКТ по ТУ 13−4 000 177−51−85 до 30 — 50% за счет уменьшения содержания растворителя.

Лужение выводов элементов, концов проводов и пайку их на печатные платы следует производить припоем одной марки.

Допускается лужение выводов элементов, концов проводов и контактных площадок печатных плат производить припоем ПОС 61 по ГОСТ 21 931;76, пайку — припоем ПОСК 50−18 по ГОСТ 21 931;76.

Требования к пайке

Температура и время пайки выводов элементов и концов проводов не должны превышать значений, указанных в стандартных и технических условиях на элементы. В случае отсутствия таких указаний при пайке выводов элементов, кроме микросхем, концов проводов должны выполняться следующие требования:

— температура стержня электропаяльника — не более 265 °C;

— время пайки — не более 3с;

— интервал между повторными пайками — не менее 20 с;

— количество перепаек — не более 2.

Требования к паяным соединениям

Пайка должна быть по возможности «скелетной», т. е. под припоем должен просматриваться контур вывода элемента. Торец вывода может быть видимым и нелуженым. Допускается «заливная» форма паяного соединения, когда выводы элемента полностью скрыты припоем.

Рисунок 2.1 — Варианты пайки

1 — вывод элемента; 2 — припой; 3 — контактная площадка.

Требования к лужению

Участок вывода элемента, подлежащий пайке, должен подвергаться лужению припоем на расстоянии от корпуса, указанном в технических условиях на элемент.

В случае отсутствия таких указаний лужение выводов элементов следует производить на расстоянии от корпуса не менее 1 мм.

На поверхности выводов элементов и проводов, подлежащих лужению, не должно быть лака, краски, коррозии, темных пятен.

При необходимости допускаются до лужения выводы элементов, кроме выводов микросхем, зачищать от окисной пленки, лак, краски на расстоянии не менее 2 мм от корпуса, при этом не допускается полное снятие металлического покрытия, оголение основного материала вывода и повреждение наружного контактного узла и его покрытия.

Температура и время лужения выводов элементов (кроме микросхем) и концов проводов не должны превышать указанных в государственных стандартах и технических условиях.

При отсутствии таких указаний должны быть:

— температура припоя (стержня электропаяльника) — не более 265 °C;

— время лужения — не более 3 с;

— количество погружений — не более 2;

— интервал между погружениями одних и тех же выводов — не менее 5 мин;

— длина нелуженого участка жил провода от торца изоляции до уженной части должна быть не более 1 мм.

Требования к контрольно-регулировочным работам

При проведении контрольно-регулировочных и испытательных работ приспособление (контактные устройства) должны обеспечивать надежное контактирование с выводными (контрольными) контактными площадками печатной платы.

В процессе проведения контрольно-регулировочных работ не допускаются:

— замыкание цепей, выводов элементов и т. п. при применении щупов, зажимных и других контактирующих устройств;

— механические повреждения монтажа.

Допускается применение бесконтактных методов отыскания дефектов аппаратуры.

Методы контроля

Операционный контроль необходимо выполнить в последовательности, указанной в технологической документации.

Контроль элементов на соответствие описаниям внешнего вида следует производить согласно описаниям предусмотренными в них средствами;

Контроль элементов, плат, проводов на отсутствие механических повреждений следует производить визуально.

Контроль флюсов ФКСп, ФКЭт, ФКТ по удельной электрической проводимости следует проводить на приборе ПКФ — 1.

Выборочный контроль паяных соединений на механическую прочность, по углу смачивания или с помощью макроструктурного анализа проводится по требованию представителей заказчика и отдела технического контроля или при наличии указаний в технической документации на изделие. При выборочном контроле в технических условиях на изделие необходимо указывать количество паяных соединений, подлежащих испытанию, порядок их выбора.

Контроль качества паяных соединений допускается производить методом сравнения с эталонными паяными соединениями, качество которых соответствует требованиям настоящего стандарта.

Варианты установки ЭРИ на плату представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Варианты установки ЭРИ на плату

2.2 Качественная оценка технологичности

Качественная оценка при сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования изделия предшествует количественной и зачастую определяет целесообразность выполнения количественной оценки[9].

Качественная оценка технологичности раскрывает конструктивно — технологические особенности изделия к изготовлению по основным видам работ. Она выражается понятиями: «хорошо-плохо», «соответствует-не соответствует», «технологично — не технологично», «допустимо-недопустимо».

Компоновочное решение

ЭРЭ расположены с двух сторон печатной платы, что технологично. Это позволяет автоматизировать процесс сборки.

Плотность расположения компонентов на плате средняя, что технологично, так как не вызывает трудностей при закреплении элементов на плату. Компоненты платы расположены преимущественно параллельно.

Форма печатной платы прямоугольная и унифицированная по размерам сторон и их соотношениям согласно с государственным стандартом. Следовательно, такая печатная плата будет технологичной, поскольку уменьшается число регулировок, способов технологичного оснащения и количество необходимого оснащения.

Взаимозаменяемость

Все элементы, расположенные на печатной плате, стандартные, значит такая плата технологична.

Элементная база

Элементная база хорошая, так как ЭРЭ, используемые в разработке платы легко доступны.

Таблица 2.2 — Характеристика элементной базы

Контролепригодность

Контролепригодность хорошая, так как существует возможность проведения контроля как поэлементно до сборки, так и в процессе сборки. Легко осуществляется контроль собранного изделия в целом — технологично.

Вид подготовки, установки, монтажа ЭРЭ

Анализ подготовительных работ с выводами ЭРЭ говорит о технологичности ПУ, так как большинство ЭРЭ являются SMD-компонентами и лишь микросхемы и соединители штыревые, которым нет необходимости выполнять операции над выводами: формовка, лужение и обрезка.

Установка элементов осуществляется на собственных выводах, что говорит о технологичности ПУ.

Монтаж ЭРЭ осуществляется пайкой, что упрощает сборку, делая ее технологичной. Также монтаж элементов производится по принципу полной взаимозаменяемости.

Инструментальная доступность

Инструментальная доступность — технологична, так как плотность монтажа радиокомпонентов нормальная.

Регулируемость

Конструкция узла — технологична, так как точность выходных электрических параметров ПУ обеспечивается методами полной взаимозаменяемости.

Способ защиты от внешнего воздействия

После сборки плата покрывается лаком УР — 231 по 19.005−858 что технологично.

2.3 Количественная оценка технологичности

Количественная оценка технологичности предполагает определение относительных частных показателей К_і и комплексного показателя К. Комплексный показатель представляет собой сумму частных показателей с учетом их значимости по выбранному критерию.

Исходными данными для анализа технологичности являются:

— Н_мс =6 — общее количество микросхем и микросборок в изделии;

— Н_эрэ =63 — общее количество ЭРЭ;

— Н_ам=322 — количество монтажных соединений, которые могут осуществляться механизированным или автоматизированным способом;

— Н_м=322 — общее количество монтажных соединений;

— Н_мпэрэ=63 — количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может осуществляться автоматизированным или механизированным способом;

— Н_мкн=4 — количество операций контроля и настройки, которые можно осуществить механизированным способом;

— Н_кн=6 — общее количество операций контроля и настройки;

— Н_тэрэ =11 — общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии;

— Н_орэрэ =0 — количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии.

При определении значений коэффициентов необходимо знать, что чем ближе к единице результат, тем технологичнее изделие. В скобках записана значимость данного показателя при определении комплексного.

1) коэффициент использования микросхем и микросборок (ц₁ =1,000₎:

2) коэффициент автоматизации и механизации монтажа (ц₂ =1,000):

;

3) коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу (ц₃=0,750):

;

4) коэффициент автоматизации и механизации контроля и настройки электрических параметров (ц₄ =0,500):

_.

;

5) коэффициент повторяемости ЭРЭ (ц₅ =0,310):

;

6) коэффициент применяемости ЭРЭ (ц₆ =0,187):

.

Определение значения комплексного показателя технологичности.

где — значение показателя по таблице базовых показателей технологичности электронных блоков;

— значимость показателя;

i — порядковый номер показателя;

S — общее число показателей.

Поскольку комплексный показатель технологичности попал в диапазон 0,5−0,8, то можно сделать вывод, что разработанная конструкция технологична для стадии разработки рабочей документации для серийного производства.

3. Определение типа производства

В зависимости от количества выпускаемых изделий данного вида и регулярности их выпуска современное производство подразделяется на различные типы:

— серийное

— единичное

— массовое Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска изделий широкой номенклатуры. Оборудование, приспособление и инструменты должны быть универсальными.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска различают:

— мелкосерийное

— среднесерийное

— крупносерийное Серийный тип производства является наиболее распространенным в изготовлении авиационного оборудования.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течении продолжительного времени.

Мы принимаем, что у нас серийный тип производства. Определяем количество изделий в партии. В серийном производстве для проектирования ТП важно рассчитать размер партии одновременно запускаемых в производство изделий:

n=N12=81 012=67 штук

4. Выбор организационной формы сборки

Организационная форма сборки — принятая форма связей между отдельными операциями сборочного процесса[1].

Основные организационные формы сборки: стационарная и подвижная. При стационарной сборке изделие собирается на одном или параллельно на нескольких рабочих местах. Сборка может быть концентрированной, когда изделие от начала до конца собирается на одном рабочем месте, и дифференцированной, при которой процесс разделяется на узловую и общую сборку. Сборочные единицы (узлы) собираются одновременно на нескольких рабочих местах. При подвижной сборке собираемый объект перемещается с одного рабочего места к другому в последовательности, разработанной ТП. На каждом рабочем месте выполняется одна и та же повторяющаяся операция. Подвижная сборка выполняется двумя способами:

· со свободным движением объекта (по мере выполнения операции перемещается от одного рабочего места к другому);

· с принудительным движением (перемещение согласовано с тактом сборки).

Выбор организационной формы сборки осуществляют с учетом рекомендации:

1. Стационарная сборка применяется в единичном, мелкосерийном и серийном производстве, когда затрачиваемое на сборку время значительно меньше такта;

2. Если время сборки узла кратно такту, но по технологическим соображениям процесс сборки нельзя разделить на отдельные операции, то сборка выполняется на нескольких рабочих местах параллельно. В этом случае рабочие места дублируют друг друга, и сборка получается стационарной, независимо от программы выпуска;

3. В массовом и серийном производствах, во всех тех случаях, когда время сборки прибора превышает такт со значительной кратностью, целесообразно применять подвижную поточную сборку, так как она является наиболее совершенной формой организации сборочных работ.

Так как мы будем автоматизировать сборочные операции, а синхронизировать по времени трудно, то мы выбираем подвижную форму сборки со свободным перемещением собираемого объекта.

5. Разработка технологической схемы сборки

Технологическая схема сборки является первым этапом разработки технологического процесса и в наглядной форме отражает маршрут сборки изделия и его составных частей (ГОСТ 23.887−79). Разработка технологического маршрута сборки начинается с расчленения изделия или его части на сборочные элементы, путем построения схем сборочного состава и технологических схем сборки.

Каждый элемент изделия (деталь, сборочная единица) изображается на схеме прямоугольником, разделённым на три части, где указывается индекс элемента, его наименование и число элементов, входящих в данное соединение. Основные материалы, остающиеся на изделии (припой, лаки, краски и др.) показывают аналогично деталям. Схемы расчленения изделия и схемы сборки изображают в виде ступеней, соответствующих этапам сборки, или с выделением базовой детали, с которой начинают сборку, присоеденяя к ней сборочные единицы или другие детали.

Разработка технологического маршрута сборки начинается с разделения изделия или его части на сборочные элементы путем построения схем сборочного состава, и технологических схем сборки. Разделение изделия на элементы проводится независимо от программы его выпуска и характера технологического процесса сборки. При разработке технологической схемы сборки формируется структура операций сборки, устанавливается их оптимальная последовательность, вносятся указания по особенностям выполнения операций. Схемы сборки составляют как для отдельных сборочных единиц, так и для общей сборки изделия.

Технологические схемы позволяют упростить проектирование процессов сборки и позволяют оценить технологичность конструкции изделия. Исходными данными для разработки технологической схемы сборки являются:

— сборочный чертеж электронного узла;

— анализ элементной базы;

— технические требования конструктора.

Технологическая схема сборки более трудоемка, но в наглядной форме отражает:

— временную последовательность процесса сборки;

— относительное расположение сборочных единиц и деталей;

— возможности организации сборочного процесса;

При назначении последовательности сборочных работ необходимо учитывать следующие рекомендации:

1. Предшествующие работы не должны затруднять выполнение последующих работ.

2. Последующие работы не должны ухудшать качества установленных ЭРЭ и уже выполненных работ.

3. Однотипные работы необходимо группировать.

4. После наиболее ответственных работ вводится сплошной или выборочный контроль.

5. Технологическая схема общей сборки строится при условии образования наибольшего количества сборочных единиц.

6. В первую очередь выполняются неподвижные соединения, требующие значительных механических усилий.

7. Обычно механические сборочные работы выполняются раньше, если это не противоречит первой и второй рекомендациям.

8. Допускается чередование работ по механическому и электрическому соединению в тех случаях, когда полное окончание механических сборочных работ затрудняет доступ к узлам и деталям для выполнения электрического соединения.

9. На заключительных этапах собираются подвижные части изделий, разъемные соединения, устанавливаются детали, заменяемые в процессе настройки.

10. Установку элементов на печатную плату рекомендуется начинать с меньших по размерам.

При конструктивном исполнении, когда элементы устанавливаются в отверстия с одной стороны, на печатную плату монтируются только компоненты КМО для монтажа в отверстия с одной стороны платы. Монтаж компонентов содержит следующие операции: установка компонентов КМО; контроль установки компонентов; пайка компонентов КМО волной припоя; промывка печатной платы с компонентами; контроль паяных соединений.

Учитывая выше перечисленные положения, разработаем технологическую схему сборки с пояснением принятых решений.

В качестве базовой детали выбираем печатную плату поз. 1. Сначала маркируем печатную плату согласно требованиям конструктора (п. 2) и рекомендации 1. Далее наносим паяльную пасту и клей на контактные площадки нижней стороны платы согласно описанию конструктивного исполнения печатной платы по варианту 2 и рекомендации 1. Далее устанавливаем резисторы поз. 16, 19, электролитический конденсатор поз. 8, микросхемы поз. 10 согласно требованиям конструктора п. 5. Далее выполняем контроль правильности установленных элементов согласно рекомендации 4 и делаем полимеризацию клея ультрафиолетом. Далее проводим сушку. После этого переворачиваем плату и наносим паяльную пасту. Далее устанавливаем резисторы поз. 15, 17, 18, конденсаторы поз. 2−7, 9, кварцевые резонаторы поз. 14, микросхемы поз. 11−13 согласно рекомендациям 1 и 10, проводим контроль правильности установленных элементов согласно рекомендации 4. Далее проводим паровую фазу нижней и верхней части платы согласно рекомендации 1. После этого делаем промывку, сушку, контроль электрических параметров установленных элементов согласно рекомендации 4. Потом плату покрываем лаком согласно требованиям конструктора п. 5 и рекомендациям 1 и 2 и делаем сушку. После этого устанавливаем на верхней стороне платы разъёмы поз. 20−23 и подгибкой выводов (рекомендации 1, 2, 10). Потом проводим операцию ручной пайки (рекомендация 1). После этого плату снова промываем, сушим. За тем плату покрываем лаком согласно требованиям конструктора п. 5 и рекомендациям 1 и 2 и делаем сушку. Далее проводим контроль электрических параметров печатного узла согласно требованиям конструктора п. 7 и рекомендации 4. В конце клеймим плату согласно требованиям конструктора п. 4 и рекомендациям 1 и 2.

Технологическая схема сборки приведена в приложении В.

6. Разработка маршрутной технологии

По технологической схеме сборки выявляют основные сборочные операции и их последовательность (маршрут), их вид и наименование, оборудование и оснастку (приспособления, инструмент) для выполнения операций, трудоёмкость выполнения операций и квалификацию работников. Все параметры разработки технологического процесса вносят в маршрутные карты.

Маршрутный единичный технологический процесс будем разрабатывать на базе типового технологического процесса (ТТП), который разрабатывается для группы изделий, объединенных на основе общности конструктивно-технологических принципов, и характеризуется ТТП единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для изделий всей группы. Операции в ТТП записаны в общем виде.

Единичный технологический процесс (ЕТП) — это технологический процесс, относящийся к изделию одного наименования, типа, размера и использования (не связан с типом производства). Операции в ЕТП записаны для конкретной элементной базы.

Маршрутная технология характеризуется расчленением сборочного процесса на операции. При серийном производстве содержание операций принимают таким, чтобы на отдельных рабочих местах выполняемая узловая и общая сборка изделия периодически сменяемыми партиями обеспечивала высокую загрузку рабочих мест. Так как сборочные работы неоднородны, то их следует разделять. Обычно механические сборочные работы выполняют раньше. В тех случаях, когда полное окончание этих сборочных работ затрудняет доступ к узлам и деталям для выполнения электрического соединения, допускается чередование работ по механическому и электрическому соединению.

Наименования операций должны отражать сущность каждой операции, чтобы объем, основной смысл и схема техпроцесса были ясны при прочтении карты технологического маршрута.

6.1 Анализ типового технологического процесса и выбор необходимых операций для единичного ТП

Проанализировав ТП сборки типовых конструкций электронных узлов и блоков для платы блока контроля напряжения [9,] установим следующие операции единичного ТП:

— комплектовочная;

— подготовительная*;

— сборка*;

— промывка*;

— сушка*;

— контроль*;

— монтаж*;

— пайка*;

— лакирование*.

6.2 Разработка операций единичного технологического процесса, установление их содержания

Комплектовочная операция. В данной операции необходимо распаковать от упаковки ЭРЭ, детали, платы; проверить сроки годности, номиналы, наличие сопроводительной документации, отсутствие нарушений внешнего вида. Подобрать чертеж, уложить комплект согласно чертежу в тару. Подобрать форму технологического паспорта, заполнить графу «комплектация», уложить паспорт в тару.

Подготовительная. Предусмотрено 3 подготовительных операции:

а) получить комплект ЭРЭ, деталей, плат. Изучить техническую документацию. Проверить комплект на соответствие чертежу. Проверить отсутствие повреждений внешнего вида ЭРЭ, плат, деталей. Механизация — в ручную.

б) нанесение клея на плату поз. 1. Механизация — механизировано с помощью трафаретного принтера.

в) нанесение паяльной пасты на плату поз. 1. Механизация — механизировано с помощью трафаретного принтера.

Маркировка. Будет одна операция.

а) маркировать плату поз. 1 после получения со склада.

Механизация — в ручную с помощью кисти.

Промывка. Будет 3 операции. Механизация — механизирована с помощью виброустановки.

а) отмыть печатную плату поз. 1, детали и ЭРЭ от флюса после получения ее со склада;

в) промыть плату поз. 1 с ЭРЭ после паровой фазы ЭРЭ на верхней стороне платы;

г) промыть плату поз. 1 после пайки разъемов;

Сушка. Механизация — механизировано в сушильном термошкафе.

Будет 6 операций:

а) сушить плату поз. 1. детали и ЭРЭ после промывки при получении со склада;

б) сушить плату поз. 1 с ЭРЭ после полимеризации клея на нижней стороне платы;

в) сушить плату поз. 1 с ЭРЭ после паровой фазы ЭРЭ на верхней стороне платы;

г) сушить плату поз. 1 с ЭРЭ после покрытия лаком;

д) сушить плату поз. 1 после волновой пайки разъемов;

е) сушить плату поз. 1 с ЭРЭ после покрытия лаком верхней стороны платы после пайки разьемов.

Сборка. Будет 3 операции:

а) Установить и закрепить на паяльную пасту и клей ЭРЭ поз. 16, 19, 8, 10 на нижней стороне платы. Механизация — механизировано на автомате установщике.

б) Установить и закрепить на паяльную пасту ЭРЭ поз. 15,17, 18, 2−7, 9, 11−13 на верхней стороне платы. Механизация — механизировано на автомате установщике.

Монтаж. Будет 1 операция:

а) Установить и закрепить разъемы поз. 20−23. Механизация — в ручную с помощью пинцета.

Пайка. Будет 3 операции:

а) Паять ультрафиолетовым излучением ЭРЭ на нижней стороне платы поз. 16, 19, 8, 10. Механизация — механизировано с помощью установки для нагрева УФ TDK RF 4000.

б) Паять в паровой фазе ЭРЭ на верхней стороне платы поз. 15,17, 18, 2−7, 9, 11−13. Механизация — механизировано с помощью установки SV260.

в) Паять в ручную паяльником выводы разьемов поз. 20−23 на верхней стороне платы. Механизация — механизировано в ручную с помощью паяльника.

Контроль. Будет 4 операции контроля:

а) Проверить правильность установки ЭРЭ на клей поз. 16, 19, 8, 10 на нижней стороне платы. Механизация — вручную, визуальным осмотром.

б) Проверить правильность установки ЭРИ на пасту поз. 15,17, 18, 2−7, 9, 11−13 на верхней стороне платы. Механизация — вручную, визуальным осмотром.

в) контроль по электрическим параметрам на верхней стороне платы. Механизация — автоматизировано на испытательном стенде.

г) окончательный контроль всего блока. Механизация — автоматизировано на испытательном стенде.

Лакирование. Будет 2 операции:

а) лакировать плату поз. 1 с установленными на нее ЭРЭ поз. 15, 17, 18, 2−7, 9, 11−13, 16, 19, 8, 10 на верхней и нижней сторонах платы. Механизация — механизировано путем погружения платы в кювету с лаком.

б) лакировать на плате поз. 1 разъёмы поз. 20−23 на верхней стороне платы. Механизация — вручную с помощью кистью.

6.3 Выбор оборудования, приспособлений, инструмента и вспомогательных материалов

Оборудование — это постоянная часть оснастки, на которой выполняется заданная операция.

Приспособление — это сменная часть оснастки, способствующая выполнению заданной операции и служащая для закрепления узла или для крепления инструмента и т. д.

Инструмент — это сменная часть оснастки, при помощи которой непосредственно выполняется заданная операция.

Разработав операции ЕТП сборки платы системы защиты, проанализировав все возможные варианты подбора оборудования, приспособлений и инструмента согласно их определению, выберем оптимальный их комплект для каждой операции в отдельности.

Выбор оборудования.

1. Верстак 80 500 001 000- используется для комплектовочной операции, подготовительной (а), контроля, сборочной (в).

2. Трафаретный принтер для нанесения паяльной пасты и клея SPR-20;

3. Виброустановка Т858 095 ГГМ2.339.002 — используется для операции промывка.

4. Сушильный шкаф ВШ-0.035 ГГМ2339.002 — используется для операции сушка.

5. Вытяжной шкаф 6358−2730 — используется для операции пайки и лакирования.

6. Автомат с программным управлением LE-20 для установки ЭРИ с SMD;

7. Стол ОТК — для операции контроля (д).

8. Верстак 2−1-1 ОСТ 4.ГО.60.234−82 для операции лакирования

9. Установка для нагрева УФ TDK RF 4000. (а)

10. Установка для паровой фазы SV260 (б).

Выбор приспособления.

1. Антистатический браслет 7890−4850 — используется для комплектовочной, подготовительной (б).

2. Тара типа ЭП ОСТ 4. ГО. 417. 200 — используется для подготовительной (а, б), комплектовочной операций, промывки (а, б), для сушки (б), для лакирования, контроля (а, в).

3. Тара типа III ОСТ 4.ГО.417.200 — используется для сборки (а, б), лужения, подготовительной (а, б).

4. Приспособление ГГ1420−4025 — для подготовительной (б) операции.

5. Стойки типа 3 РД 107.290 600.054−89 — для операции сборки (а, б).

7. Приспособление 6358−2745 плита 1−0-250×250 ГОСТ 10 905–75 — для операции сушки (а, б, в).

8. Лупа ЛП 1−2.5 ГОСТ 7594–75 — для комплектовочной, подготовительной (а, б), контроля (а, б, г).

9. Зажим технологический 6378−2840 — для операции сборки и лакирования.

10. Магнитный захват 6330/239 — для комплектовочной операции;

11. Кювета для лакирования 6378−2840;

Выбор инструмента

1. Ножницы прямые 100 мм ГОСТ 12 087;76 для комплектовочной операции.

2. Пинцет ППМ 120 ОСТ. ГО. 060.013 — для операции промывки (а), сушки (а, б, в) и сборки (а, б, в).

3. Паяльник ПНТ-36−25 ОСТ4ГО. 060.209 — для операции ручной пайки (в).

4. Кисть № 4−6 ТУ 86−64−73 — для операции лакирования (б).

Выбор вспомогательных материалов

Выбор припоя

Припой для пайки и лужения соединений в основном является низкотемпературным. Припой должен вытеснять флюс. Припой должен хорошо смачивать металлические поверхности, быстро кристаллизоваться, иметь низкую стоимость. Под эти требования полностью подходит ПОС-61.

Область применения: лужение, пайка (при ручном и механизированном способах) выводов ЭРЭ, в том числе интегральных схем (ИС) и полупроводниковых приборов (ПП), электромонтажных элементов печатных плат, электромонтажных соединений ячеек и блоков, точных приборов, микропроводов, печатных кабелей и других изделий РЭА.

Химический состав:

— олово — 59 — 61%;

— свинец — остальное;

— сумма примесей — не более 0,29%.

Физико-механические свойства:

— время сопротивления разрыву при температуре 20 °C — 42,18 Н/м2*106;

— температура плавления: начальная — 183 °C, конечная — 190 °C;

— плотность при температуре 20 °C — 8500 кг/м3;

— коэффициент теплового расширения б = 24*10^-6;

— теплопроводность — 50,24 Вт/(м*К);

— удельное электрическое сопротивление 0,139*10−6 Ом*м;

Токсикологические характеристики:

— характер воздействия: поражение печени, селезенки, системы кроветворения. По характеру влияния сходны с действием металлического свинца;

— влияние на кожу: при длительном воздействии — хроническая экзема;

— 1 класс токсичности и опасности по ГОСТ 12.1.007−76;

— ПДК в воздухе рабочей зоны 0,010 мг/м3 по свинцу.

Также кроме припоя используется паяльная паста Interflux Delphine 5503, так как это лучший выбор при бессвинцовой пайке. Оставляет минимальный прозрачный легко удаляемый неактивный налет. Содержание твердых частиц 85−88,5%; тип 2, 3, 4 или 5; состав припоя SnCu, SnAg или SAC (SnAgCu). Паста, которая не подвергалась оплавлению, смывается при помощи Interflux ISC 8020, Vigon SC200 и другими. После оплавления — Vigon A 200, A 300, Zestron FA+, VD.

Выбор флюса

Согласно конструкторским требованиям для пайки используется припой ПОС61 ГОСТ 21 930;76. Наиболее подходящими для использования с этим припоем являются следующие флюсы: ФКТ, ФКСп, ФКЭт. Их основные характеристики приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 — Флюсы

Из вышеперечисленных флюсов выбираем ФКТ, так как он имеет наибольший коэффициент растекаемости, что позволяет припою затекать в труднодоступные места, тем самым повышая надежность электрических контактов.

Выбор промывочной жидкости

Очистка поверхностей деталей предшествует нанесению покрытий, термической обработке. Она включает обезжиривание, очистку от окислов, солей, загрязнений.

Для промывки платы можно использовать одно из следующих веществ, представленных в таблице 6.2.

Таблица 6.2 — Промывочные жидкости

Выбираем смесь: промывочный препарат, т.к. он менее токсичен (имеет более высокую ПДК).

Выбор лака

Покровильные лаки применяются для образования механически прочной, гладкой, влагостойкой, электроизоляционной пленки на поверхности радиоаппаратуры. Под эти требования полностью подходит Лак УР-231 ОСТ 92−1468−90.

Область применения — узлы, субблоки, блоки на микросхемах и других радиоэлементах с объемным или печатным монтажом на однослойных или многослойных печатных платах, выполненных различными методами. Компаундом, специальным лаком или фотолаком; места развальцовки, керповки; детали крепежа, экраны, металлические корпуса и детали приборов. Предназначен для отделки и защиты металлических и неметаллических деталей и узлов, влагозащиты и электроизоляции электрорадиодеталей, определяет их выбор, свойства и область применения.

Химический состав: смесь полуфабрикатного лака УР-0231 или УР-0231Л и диэтиленгликольуретана (ДГУ70) ДГУ (65/35) с массовой долей 70% по ТУ 6−03−388 (количество частей по массе=100).

Таблица 6.3 — Режим сушки

Физико-механические свойства:

— водопоглощаемость после 48 часов испытаний при 20°С=1%;

— грибостойкий.

Таблица 6.4 — Механическая характеристика

Таблица 6.5 — Электроизоляционная характеристика

Токсикологическая характеристика.

Лаки УР — 231 являются токсичными и горючими материалами, что обусловлено свойствами входящих в их состав смол, растворителей и применяемых для их отвердевания отвердителей. На человека лак оказывает следующее воздействие: наркотическое действие на нервную систему, раздражающее действие на кожу, слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, поражает легкие, вызывает острые и хронические отравления. Высушенная пленка лака не оказывает вредное воздействие на организм человека.

Выбор клея

Клеи для крепления SMD-элементов перед пропайкой в волне, на эпоксидной основе, в ассортименте цвета и плотности массы, интервалов и температур застывания. Оптимальный профиль поверхности контактных точек клея при нанесении диспенсером (высота 400−450 мкм, диаметр точки 600−700 мкм).

Продукция аттестована для применения компаниями JVC, SAMSUNG, SONY, PHILIPS и многими другими зарубежными и российскими ОЕМи контрактными производителями.

Прозводитель Тип Описание

Heraeus PD-955-M Клей для SMD-монтажа, в картриджах № 3 (шприц емкостью 30 мл)

Heraeus PD-966-M Клей для SMD-монтажа, в картриджах № 3 (шприц емкостью 30 мл)

Heraeus PD-955-M Клей для SMD-монтажа, в картриджах L1 (SEMCO-картридж емкостью 175 мл)

Heraeus PD-966-M Клей для SMD-монтажа, в картриджах L1 (SEMCO-картридж емкостью 175 мл)

Heraeus PD-955-M Клей для SMD-монтажа, в картриджах № 8 (массой 360 гр)

Heraeus PD-966-M Клей для SMD-монтажа, в картриджах № 8 (массой 360 гр)

Heraeus HCA5−008 Термоотверждаемый теплопроводящий клей для монтажа радиаторов к корпусам микросхем, в картриджах № 3 (шприц емкостью 300 мл)

7. Разработка операционной технологии

Маршрутная технология единичного ТП

Для проектирования операций необходимо знать маршрутную технологию общей и узловой сборки, схему базирования и закрепления изделия, намеченные ранее операции. При проектировании операции уточняют ее содержание, устанавливают последовательность, и возможность совмещения переходов во времени, окончательно выбирают оборудование, приспособления и инструменты (или дают задание на их конструирование), назначают режимы работы сборочного оборудования, корректируют нормы времени, устанавливают настроечные размеры и составляют схемы наладок.

Проектирование сборочной операции — задача многовариантная. Варианты оценивают по производительности и себестоимости.

Выбрав оборудование, приспособления, инструмент, вспомогательные материалы разработаем маршрутную технологию единичного технологического процесса (табл. 4).

7.1 Выбор операции для разработки и оптимизации от степени автоматизации