Разработка технологического процесса сборки и монтажа блока стробоскопа (стр. 4 из 14)

Фиксация элементов, монтируемых в отверстия, до пайки будет осуществляться подгибкой выводов.

Монтаж светодиодов на плате стробоскопа производится вручную паяльником ЭПСН-25/36, мощностью 25Вт и напряжением питания 36В.

Чтобы удалить образующуюся оксидную пленку и защитить поверхность от дальнейшего окисления применяются флюсы. Пайка с флюсом наиболее распространена и общедоступна, так как осуществляется в обычных условиях, без применения дорогостоящего оборудования. Флюс марки ФКСп содержит 10...60 процентов канифоли сосновой, остальное – спирт этиловый (40…90%). [9]

Для отмывки изделия от остатков флюса после пайки применяют очистные жидкости. Канифольные флюсы промывают этиловым или изопропиловым спиртом. [10]

На рисунке 1.5 представлена универсальная система отмывки UNICLEAN:

Рисунок 1.5 Универсальная система отмывки UNICLEAN

UNICLEAN является модульной системой, которая состоит из нескольких специально спроектированных ванн, предназначенной для отмывки печатных плат после операции пайки (пайки волной, пайки оплавлением паяльной пасты, ручной пайки) в тех случаях, когда необходима высокая степень очистки платы.

Данная система может применяться также для точных механических обработок, когда необходимо обезжиривание материалов; может быть сконфигурирована для водной отмывки, отмывки в растворителе, микроэмульсиях и спиртосодержащих отмывочных жидкостях. На финальной стадии используется отмывка деионизированной водой (полностью закрытая система с постоянным измерением проводимости). Поэтому потери воды и ее влияние на окружающую среду минимизированы. [13]

UNICLEAN может быть оснащена ваннами с различным размером, разной интенсивностью ультразвука (или без ультразвука). Мощность ультразвука может меняться с шагом 250 Вт. Соответственно, название системы в этом случае будет: UNICLEAN I - 250 Вт, UNICLEAN II - 500 Вт., UNICLEAN III - 750 Вт., UNICLEAN IV - 1000 Вт. Наибольшее влияние на стоимость машины имеет мощность ультразвука, размер ванны играет не такую большую роль.

Система отмывки UNICLEAN имеет следующие технические характеристики:

Таблица 1.2 Технические характеристики системы отмывки UNICLEAN

Модель:	UNICLEAN
Эффективные размеры ванны мах, мм	435 х 230 х 350
Количество загружаемых ПП (европлата 260х350 мм) мах	48
Диапазон регулирования температуры отмывки, °C	25-80
Диапазон регулирования температуры сушки, °C	25-75
Диапазон времени отмывки, мин	5-25
Количество плат в корзине	До 10 (300 х 400)
Напряжение питания, В	~380/220
Потребляемая мощность, кВт	9.5
Мощность ультразвука, Вт	От 250
Частота ультразвука, кГц	25 (40)
Габаритные размеры, мм	1900 х 880 х 1250
Вес (без промывочной жидкости), кг	270

Для оптимальной отмывки с помощью растворителей рекомендуется мощность ультразвука 20-15 Вт./литр. Для спиртосодержащих жидкостей 15-10 Вт./литр. В сложных случаях рекомендуется применять дополнительно ультразвук в первой ванне.

Машины соответствуют всем стандартам безопасности и имеют маркировку СЕ [11].

Готовая печатная плата должна быть промаркирована. Применение маркировки позволяет решать задачи идентификации и отслеживания, это одно из необходимых требований системы управления качеством. Маркировка позволяет упростить задачу поиска изделий на складе или применяется для автоматизации управления складом. Также она дает возможность проследить "историю" изделия: серийные номера, даты выпуска и т. д.[11]

В современных условиях к маркировке предъявляется ряд требований. Она должна выдерживать жесткие условия эксплуатации, различные механические и химические воздействия в процессе эксплуатации, внешний вид должен позволять идентифицировать изделие. Маркировка должна быть доступна по стоимости.Для удовлетворения вышеперечисленного набора требований при производстве печатной платы стробоскопа будет использоваться оборудование и расходные материалы компании Tyco Electronics.Стандартная маркировка представляет собой чистые бланки для этикеток, печать изображения на которых осуществляется с помощью специализированного принтера. Для маркировки печатной платы стробоскопического прибора будет применяться принтер типа Т212М-С (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 Принтер Т212М-С

Этот принтер имеет следующие технические характеристики: − разрешение: 300dpi (12dpmm) с резаком;

− ширина печатающей головки 104 мм;

− скорость печати 25-102 мм/с;

− память: 512K RAM – 1MB Flash;

− фиксированные датчики выравнивания (на пропускание и отражение);

− установка температур 1-15;

− фиксированное давление печатающей головки;

− программа, выполненная специально для Tyco;

− все установки принтера настраиваются через программное обеспечение;

− бюджетные универсальные принтеры;

− ширина печати до 4 дюймов (101,6 мм).

Существуют и более совершенные системы для маркировки печатных плат. Например, система лазерной маркировки LMS-9000 компании Tyco Electronics (рисунок 1.7). Эта установка полностью автоматизированная. Она выполняет отрезку по длине, перемотку после печати, маркировку за один шаг (все это позволяет упростить сбор готовых изделий) и имеет возможность синхронной двусторонней печати. Эта система предназначена для изготовления больших объемов маркировочных изделий с низкой стоимостью эксплуатации.

Рисунок 1.7 Система лазерной маркировки LMS-9000

Однако, стробоскоп небольшой и недорогой прибор, поэтому для его маркировки нет необходимости использования сложных и дорогостоящих систем.

Для снижения количества брака при проведении сборочно-монтажных работ необходимо предусмотреть после проведения наиболее сложных и ответственных операций (автоматизированная установка и пайка ЭРЭ) проведение контрольных операций. Контроль может быть как автоматизированным (системы технического зрения), так и визуальным. В данном случае ввиду невысокой плотности монтажа и использования интегральной микросхемы с небольшим числом выводов достаточным будет использование визуального контроля.

Технология монтажа в отверстия (Through Hole Technology, THT), также называемая иногда штырьковым монтажом, является родоначальником подавляющего большинства современных технологических процессов сборки электронных модулей. Фактически данная технология появилась вместе с началом использования монтажных плат, как метода выполнения электрических соединений. До этого монтаж компонентов осуществлялся пространственно путем крепления выводов компонентов к металлическим контактам на конструктивных элементах устройства, либо соединением выводов компонентов между собой. Применение монтажных плат перенесло конструирование узлов из пространства на плоскость, что значительно упростило как процесс разработки конструкций, так и изготовление устройств. Появление печатного монтажа в дальнейшем привело к революции в технологичности и автоматизации проектирования электронных устройств. Технология монтажа в отверстия, как следует из названия, представляет собой метод монтажа компонентов на печатную плату, при котором выводы компонентов устанавливаются в сквозные отверстия платы и припаиваются к контактным площадкам и/или металлизированной внутренней поверхности отверстия.

В настоящее время технология монтажа в отверстия уступает свои позиции более прогрессивной технологии поверхностного монтажа, в особенности, в массовом и крупносерийном производстве, бытовой электронике, вычислительной технике, телекоммуникациях, портативных устройствах и других областях, где требуется высокая технологичность, миниатюризация изделий и хорошие слабосигнальные характеристики. Тем не менее, есть области электроники, где технология монтажа в отверстия по сей день является доминирующей. Это, прежде всего, силовые устройства, блоки питания, высоковольтные схемы мониторов и других устройств, а также области, в которых из-за повышенных требований к надежности большую роль играют традиции, доверие проверенному, например, авиационная техника, автоматика АЭС и т.п.

Также данная технология активно применяется в условиях единичного и мелкосерийного многономенклатурного производства, где из-за частой смены выпускаемых моделей автоматизация процессов неактуальна. Существует неоднозначное отношение к надежности электролитических конденсаторов для поверхностного монтажа, а их танталовые аналоги достаточно дороги, поэтому часто на платах среди поверхностного монтажа можно встретить штыревые алюминиевые электролитические конденсаторы. Все это обуславливает необходимость применения технологии смешанного монтажа (одновременного наличия на ПП SMT- и THT-компонентов). Технология установки THT-компонентов относительно проста, хорошо отработана, допускает ручные и автоматизированные методы сборки, хорошо обеспечена сборочным оборудованием и технологическим оснащением.

Установка ТНТ-компонентов осуществляется с применением специальных монтажных автоматов, автоматизированных рабочих мест (АРМ) либо полностью вручную.

Многие монтажные автоматы одновременно обладают функцией секвенсеров, т.е. могут работать непосредственно из первичных лент без необходимости подготовки программной ленты. Следует отметить, что на современном рынке, наряду с выпускавшимся в 90-е г.г. оборудованием для выводного монтажа (различные модели автоматов Dynapert, Panasert, Amistar, Universal Instruments и пр.), присутствуют современные модели различных производителей, уделяющих существенное внимание развитию технологии автоматизированного монтажа в отверстия. Многие опции автоматов, ранее доступные лишь для SMT-монтажа, стали неотъемлемой частью современного сборочного оборудования для THT-технологии. Следящие приводы перемещений по координатным осям, управление с помощью ПК, загрузка питателей без остановки работы, контроль правильности подачи ЭК, одновременная сборка более чем одной ПП, автоматическая загрузка/выгрузка ПП, коррекция погрешностей проводящего рисунка ПП, автоматическая смена захватных устройств – все это доступно в настоящее время и для штырькового монтажа. Применяются системы технического зрения для оптической коррекции положения ЭК и считывания реперных знаков. Сборочные головки автоматов оснащены преимущественно механическими захватами с сервоприводом. Стандартные углы поворота ЭК кратны 90°, однако, как правило, существует возможность оснащения автомата сборочной головкой со свободным углом поворота. Ряд автоматов обладает способностью устанавливать на ПП проволочные перемычки (jumpers), нарезая их непосредственно перед монтажом из непрерывного прутка.