Розробка конструкції акустичної системи (стр. 9 из 15)

Відмова – це подія, що полягає в повній або частковій втраті працездатності системи.

По характеру зміни параметрів до моменту виникнення відмови діляться на раптові - в результаті миттєвої зміни одного або декількох параметрів елементів і поступові - в результаті поступової зміни параметрів елементів до тих пір, поки значення одне з параметрів не вийде за деякі межі, що визначають нормальну роботу елементів.

По характеру усунення відмови ділять на стійких і таких, що самоусуваються. Для усунення стійких відмов необхідне його регулювання або заміна, а відмови, що самоусуваються, усуваються без втручання оператора.

По зовнішніх проявах відмови ділять на явних - виявляються при зовнішньому огляді і неявні – виявляються спеціальними методами контролю.

Поняття відмова дозволяє розглянути основні експлуатаційні властивості РЕА: безвідмовність, ремонтопридатність, довговічність, збереження.

Безвідмовність – властивість ЕА безперервно зберігати працездатність в заданих режимах і умовах експлуатації в течії заданого інтервалу часу. Під ремонтопридатністю розуміють властивість пристрою, що полягає в пристосуванні до попередження відмов, виявлення причин їх виникнення і усунення їх наслідків шляхом проведення ремонтів і технічного обслуговування. Довговічність характеризує властивість виробу зберігати працездатність до настання граничного стану. Під збереженням розуміють властивість виробу, зберігаючий значення параметрів при зберіганні і транспортуванні.

У справжньому проекті оцінюється структурна надійність проектованої акустичної системи. Структурна надійність РЕА - його результуюча надійність при відомій структурній схемі і відомих значеннях надійності всіх елементів, складових структурну схему. При цьому під елементами розуміється як інтегральні мікросхеми, резистори, конденсатори і тому подібне, що виконують певну функцію і включені в загальну електричну схему, так і елементи допоміжні, такі, що не входять в структурну схему: з'єднання паяні, роз'ємні, елементи кріплення і так далі

Розрахунок проводиться на ЕОМ за допомогою програми «NAD32». Початковими даними до розрахунку є дані про типи використовуваних елементів і їх кількість.

Результати розрахунку приведені в додатку Б. По результатах можна зробити висновок про те, що отримані дані задовільняють вимогам ТЗ на розробку. Час роботи до відмови виробу дорівнює 627652,625 годинам, а це приблизно складає 72 роки безперервної роботи. А при роботі пристрою тривалістю 10 років (окремо взятий розрахунок, що не входить в дипломний проект), вірогідність безвідмовної роботи дорівнює 87%, що дуже добре.

3. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ

3.1 Вибір структурної схеми виробництва

Проаналізував конструктивно-технологічні особливості ЕОА, переходимо до викладу загальних питань її виробництва. В першу чергу нам необхідно коротко розглянути перелік технологічних процесів, які засновані на різних фізичних і хімічних методах обробки матеріалів і застосування у виробництві елементів різного призначення.

Структурна схема технологічного процесу виготовлення акустичної системи представлена на малюнку 3.1.

Малюнок 3.1- Схема технологічного процесу

В подальших пунктах цього розділу буде більш детально розглянуто етапи даного технологічного процесу.

3.2 Вибір й обґрунтування методів виготовлення

3.2.1 Друкована плата

В даний час для виготовлення провідних шарів ДП використовують 3 методи:

- Субтрактивний;

- Адитивний;

- Комбінований.

Для двосторонніх ДП найбільш поширені аддитивний і комбінований методи. Вибір методу виготовлення провідних шарів залежить від їх конструктивного виконання, необхідних конструкторських і експлуатаційних характеристик. Адитивний метод заснований на вибірковому осадженні тонкопровідного покриття на діелектричну основу. В порівнянні з субтрактивним він володіє цілім рядом переваг:

- підвищується щільність монтажу за рахунок зменшення діаметра контактних площадок;

- однорідність структури, тому що провідники й металізація отворів утворюються у єдиному процесі;

- можливість одержання ДДП;

- різко підвищується надійність механічних й електричних з'єднань за рахунок металізації отворів

Адитивний метод не влаштовує через наступні недоліки:

- тривалий процес одержання провідного шару;

- низька адгезія провідників з основою;

- порівняно високий питомий опір провідників у порівнянні з фольгою;

- недостатня якість провідного шару.

У комбінованих методах зроблена спроба об'єднати основні переваги субтрактивного і адитивних методів. З субтрактивного методу взято використання фольгованої основи як заготівка, а з адитивного – металізація отворів. В більшості випадків комбінований метод широко застосовується для виготовлення ДПП і МПП. Існують комбінований негативний і комбінований позитивний методи.

Негативний. Сутність методу полягає в вибірковому труїнні незахищених ділянок фольги, металізація отворів химіко-гальванічним способом. Переваги - доступність механізації і автоматизації, металізація отворів, висока якість ДП. Недоліки - дія хімічних речовин на діелектричну основу, бічне затруювання провідників, витрата травників та меді.

Позитивний. Сутність позитивного методу полягає у: хімічне осадження міді в отвори, нанесення захисного шару (негативна маска), електрохімічне осадження міді, захист провідного малюнка сплавом Sn-Pb, стравлення захисної маски. Позитивний метод усуває основні недоліки негативного методу і володіє наступними перевагами:

- діелектрична основа захищена від дій хімічних реактивів;

- провідники мають високу адгезію до основи;

- достатня роздільна здатність малюнка при правильному підборі матеріалів;

- раціональна витрата реактивів і міді.

Зі всіх приведених способів здобуття провідного малюнка найбільш прийнятним для виробництва двосторонньої ДП є комбінований позитивний метод через свою низьку вартість, хорошу якість і відлагоджену технологію на підприємстві-виробника.

Основними методами для створення малюнка друкованого монтажу, є офсетний друк, сіткографія і фотодрук.

Метод офсетного друку полягає у виготовленні друкованої форми, на поверхні якої формується малюнок шару. Форма закатується валиком трафаретною фарбою, а потім офсетний циліндр переносить фарбу з форми на підготовлену поверхню підстави ДП. Метод застосовний в умовах масового і великосерійного виробництва. Його недоліками є висока вартість устаткування, необхідність використання кваліфікованого обслуговуючого персоналу і трудність зміни малюнка плати.

Сіткографічний метод заснований на нанесенні спеціальної фарби на плату шляхом продавлювання її гумовою лопаткою (ракелем) через сітчастий трафарет, на якому необхідний малюнок утворений сітки, відкритими для продавлювання. Метод забезпечує високу продуктивність і економічний в умовах масового виробництва.

Найвищою точністю і щільністю монтажу характеризується метод фотодруку. Він полягає в тому, що на поверхню плати наносять світлочутливий фоторезист, який потім експонують через фотошаблон і проявляють, внаслідок чого утворюється заданий малюнок схеми.

При комбінованому позитивному методі для забезпечення необхідної точності, з метою підвищення технологічності і економічності необхідно використовувати метод фотодруку для здобуття захисного малюнка. Для запобігання розрощуванню міді в процесі гальванічного осадження необхідно використовувати сухий фоторезист завтовшки 40-60 мкм. Технологія значно спрощується при використання плівкового фоторезисту, який легко піддається автоматизації і забезпечує рівномірне нанесення захисного шару.

3.2.2 Збірка й монтаж

3.2.2.1 Підготовка навісних елементів до монтажу

Безпосередньо перед збіркою ДП, необхідна підготовка комплектуючих елементів до монтажу. Підготовка ЕРЕ й ІС у загальному включає наступні операції:

- вивантаження із заводської тари;

- завантаження в технологічну тару;

- вхідний контроль параметрів і відбраковування;

- підготовка виводів НЕ:

- рихтування,

- формування,

- обрізка у розмір,

- лудіння;

- завантаження в технологічну тару для встановлення НЕ на ДП.

Необхідність вхідного контролю викликана впливом різних факторів при транспортуванні й зберіганні, які приводять до погіршення якісних показників готових виробів. У процесі контролю перевіряють зовнішній вигляд, геометричні розміри й форму, механічну міцність й електричні параметри елементів. Витрати на проведення вхідного контролю значно менше витрат, пов'язаних з випробуванням і ремонтом зібраних плат. Вхідний контроль здійснюється вибірково .

Для дрібносерійного виробництва застосовують універсальні прилади й стандартну вимірювальну апаратури. Контроль здійснюється за допомогою технологічних карт і виробничих інструкцій, що визначають послідовність операцій.

У середньосерійному багатономенклатурному виробництві проектованого пристрою підготовка НЕ здійснюється поопераційно з ручною подачею компонентів. Розміщення компонентів у технологічній тарі дозволяє підвищити продуктивність підготовки НЕ до монтажу, використовуючи автоматичне устаткування для комплексної підготовки.

Для підготовки виводів НЕ масового вживання (резистори, конденсатори, діоди і мікросхеми в корпусі DIP ) використовуватимемо спеціальне технологічне устаткування. Підготовку елементів з осьовими виводами виконаємо за допомогою автомата АКПР-2, з аксіальними виводами - за допомогою автомата АКПР-1, мікросхем у корпусі DIP - за допомогою автомата АКПМ-1, деякі характеристики яких наведені в таблиці 3.1. Підготовка оригінальних елементів буде виконуватися вручну. Вона складається із вхідного контролю й лудіння виводів.