Паяные соединения. Технология магнитных дисков. Коммутационные устройства (стр. 2 из 4)
Дефекты в паяных соединениях: поры, раковины, трещины могут быть обнаружены с помощью телевизионно- рентгеновского микроскопа МТР-3 либо ультразвуковым контролем.
Определенная часть дефектов, иногда до 60% от общего числа, может быть выявлена методом модуляции электрического сигнала. Метод основан на свойстве дефектов паяных соединений служить модуляторами сигнала.
Одним из перспективных методов объективного контроля паяных соединений является оценка температурного перепада соединений. Благодаря этому методу обнаруживаются зоны локальных перегревов, соответствующие дефектным паяным соединениям, которые имеют температуру на 1-50С выше номинальной.
Повышение качества контроля паяных соединений достигается путем применения лазерной системы контроля дефектов (рис.4).
Рис.4. Схема лазерного контроля паяных соединений
За счет этой системы удается контролировать около десяти паяных соединений в секунду, которые расположены на расстоянии 1,25 мм друг от друга.
2. Технология магнитных дисков (МД) является сложной: объединяет сотни операций, выполняемых на нескольких десятках единиц нестандартного технологического оборудования; многие параметры, режимы и условия ведения процессов изготовления МД являются производственными секретами фирм-изготовителей МД.
Наиболее часто основа жестких МД изготовляется из листового проката легких сплавов. Механические свойства используемых материалов существенно влияют на физико-механические и прочностные характеристики МД. Выбор материалов для изготовления основы МД весьма ограничен в связи с многообразием и противоречивостью предъявляемых к ним требований. После отказа от МД на основе чистого алюминия, стекла и керамики остановились на применении в качестве основы МД алюминиевых сплавов и листового проката сплавов других легких металлов, в частности магния.
Предпочтение в настоящее время отдается алюминиевым, а не магниевым сплавам, так как последние недостаточно однородны по химическому составу, имеют высокие значения коэффициента теплового расширения и нетехнологичны при обработке.
Основа жестких МД изготовляется из термообработанных листов алюминиевого сплава, подбираемого по ряду критериев и физических свойств. Лист должен быть изготовлен из сплава однородного мелкозернистого состава характеризуемого заданными значениями коэффициента теплового расширения, плотности, твердости, упругости и др.
После обработки на всех стадиях изготовления, которая могла повлечь за собой нарушение плоскостности основы диска, либо повлекла за собой генерацию в материале основы термомеханических напряжений, материал основы вновь неоднократно обрабатывается с целью доведения основы до состояния, удовлетворяющего жестким требованиям жестких МД сосредоточено лишь в нескольких зарубежных фирмах-гигантах: IBM (США), BASF (ФРГ), Pyral (Франция) и на ряде японских фирм.
Перед началом изготовления основы ее заготовку (листовой прокат алюминиевого сплава) проверяют на равнотолщинность, степень макро- и микродефектности, а также на удовлетворение требованиям по физико-механическим характеристикам.
Стадия изготовления основы жесткого диска включает: вырезание из листа алюминиевого сплава заготовок с размерами (наружным и внутренним диаметрами), находящимися в жестких «плюсовом» и «минусовом» допусках; механическую очистку поверхности заготовок; их химическую очистку; опрессовку при повышенной температуре с целью восстановления плоскостности и снятия механических напряжений, возникших в заготовке основы при ее вырезании из листа; химическую очистку; промывку; обточку до окончательных заданных размеров (величин наружного и внутреннего диаметров основы); шлифовку; полировку. Приведенный перечень основных технологических операций изготовления основы жесткого МД диска нуждается в пояснении. Во-первых, основа диска зеркально обрабатывается на станках, работающих без вибрации; обработанная поверхность должна отвечать 12-му классу шероховатости (параметр шероховатости ≤0,025 мкм). Во-вторых, химическая очистка поверхности основы диска от загрязнений ничем не напоминает тривиальное обезжиривание, известное в практике лакокрасочных производств. В нашем случае она включает технологические операции: обработку основы горячим растворителем, последующую обработку растворителем холодным, обработку перенасыщенными парами растворителей.
Основные параметры процесса:
- температура воды в ванне около 350К;
- удельное электросопротивление воды более 1 МОм∙см;
- время выдержки заготовки основы в теплой воде 1...30 с;
- скорость обдува основы горячим воздухом до 50 м/с при расходе 3...15 м/мин;
- температура воздуха около 380К.
На всех стадиях техпроцесса изготовления основы жестких МД осуществляется - пооперационный, как правило, количественный контроль режимов и условий выполнения операций и их результатов.
Совершенство технологического процесса приготовления ферролака, который и определяет технические показатели НМД, зависит от многих факторов: от свойств материалов, используемых в рецептурах ферролака; степени оптимальности этих рецептур; технического уровня используемого смесительного и размольного оборудования; режимов и условий ведения процесса приготовления ферролака и его нанесения на основу.
В состав ферролака для рабочего слоя жестких МД входят: смесь растворителей, ферропорошок, связующий высокополимер и функциональные добавки (прежде всего добавки, упрочняющие рабочий слой, улучшающие его электропроводность и полирующие рабочую поверхность). Материал запоминающей среды (ферропорошок) жесткого МД должен хорошо смачиваться растворителями; иметь хорошую сыпучесть, игольчатую форму микрочастиц при высокой степени их однородности по размерам, средние размеры 0,1...0,2 мкм.
Порядок выполнения технологических операций в процессе приготовления ферролака для жестких МД следующий: компоненты, входящие в рецептуру лака, смешивают между собой в строго определенных массовых соотношениях и определенной последовательности, затем тщательно перемешивают; ферропорошок г-Fe2O3 диспергируют в пленкообразующем, для чего рецептуру лака перегружают из смесителя в бисерную мельницу; приготовленные ферролак с помощью специальных разбавителей доводят до поливной вязкости и тщательно фильтруют до полного удаления агломератов частиц г-Fe2O3 и инородных примесей; затем ферролак подвергают тщательной дезаэрации и, наконец, подают на полив.
Готовый к нанесению на основу ферролак должен представлять собой не что иное как полностью микрокапсулированную пленкообразующим описанными методами систему микрочастиц ферропорошка.
Нанесение ферролакового рабочего слоя на основу МД производится с помощью центрифуги. В конструкцию центрифуги входят следующие основные узлы: держатель основы МД, смонтированный на горизонтально расположенном валу и вращаемый прецизионным электродвигателем с бесступенчатой регулировкой скорости вращения; форсунка, вращающаяся над поверхностью основы диска с постоянной скоростью (выходное сопло форсунки смонтировано на подвижной каретке, чем обеспечивается нанесение ферролака на всю поверхность основы); ряд вспомогательных элементов и приспособлений (прецизионный дозатор ферролака; автомат, регулирующий скорость пространственного перемещения форсунки, обойма для крепления основы диска, камера-ловушка, отводящая избыток ферролака, сбрасываемого с поверхности основы в процессе его нанесения).
Сушка и отверждение рабочего слоя, как и условия их проведения, определяются типами используемых растворителей, веществами связующего высокополимера, пластификатора и отвердителя пластификатора, соотношением между компонентами органической природы в составе ферролаковой композиции, а также соотношением между органической частью рецептуры и ферропорошком.
«Интегральными» признаками оптимальности выбранных температурных и иных условий сушки ферролакового рабочего слоя являются достижимая адгезионная и когезионная прочность рабочего слоя и его твердость.
Нанесение защитного покрытия на поверхности рабочего слоя жестких МД необходимо для обеспечения их эксплуатационной надежности, так как предусматриваемое устройством дисковых ЗУ отсутствие непосредственного контакта рабочей поверхности дисков с магнитными головками и другие меры предосторожности все же не исключают упомянутый контакт полностью.
Материалами, потенциально пригодными для использования в качестве защитных покрытий в жестких МД, представляются тонкие полимерные пленки, некоторые масла, а также силиконовые жидкости.
Толщина защитного покрытия на поверхности рабочего слоя составляет 0,2...0,6 мкм. Это покрытие подается тонкой струей на поверхность МД сначала от центра к периферии, а затем в обратном направлении, при нарастающей частоте вращения диска; затем растворитель удаляется из защитного слоя обдувом поверхности струей теплого воздуха.
Важной доводочной операцией в процессе изготовления жесткого МД является размерное шлифование рабочего слоя, наносимого с плюсовым допуском по толщине. Эта операция выполняется в специальной шлифовальной камере для плоскопараллельного шлифования отвержденного ферролакового слоя (до нанесения на поверхность ферролака защитного слоя). Обязательны операции: технология размерного шлифования; посадка обрабатываемого МД на вал с прижимом, расположенный с валом шлифовального круга; обработка поверхности рабочего слоя струей шлифовальной жидкости; профилированное (коническое) шлифование; обработка сошлифованной поверхности моющей жидкостью под давлением; сушка МД; сухая полировка поверхности рабочего слоя; передача МД на участок монтажа пакетов.