Электрорадиоэлементы устройства функциональной микроэлектроники и технология радиоэлектронных (стр. 61 из 102)

Рис. 2.5.Упаковка ИЭТ в однорядную ленту

Рис. 2.6.Упаковка ИЭТ в кассету

2.4. УСТАНОВКА КОМПОНЕНТОВ НА ПЛАТЫ

Установка ЭРЭ и ИМС на платы является первым этапом монтажа. В зависимости от технической реализации различают ручную и механизированную сборку плат, причем в качестве критерия выбора оборудования принимают вариант исполнения выводов (штыревые, планарные). Оптимальное выполнение операции установки ЭРЭ на платы требует:

- определения оптимального варианта расположения ЭРЭ и ИМС на плате; - согласования допусков на выводы и на диаметры отверстий; - выбора наиболее приемлемого метода фиксации компонента.

Положение компонентов, полученное при сборке, не должно изменяться до момента формирования монтажного соединения. Поэтому компоненты должны быть зафиксированы на плате. Фиксация должна: быть легкой в исполнении, не допускать применения дополнительных элементов, выдерживать собственную массу элементов, осуществляться при обратном ходе рабочего инструмента. Существуют различные варианты фиксации выводов элементов в отверстиях плат (рис. 2.7): загибка (а), расплющивание (б), деформация (в), под действием упругих сил (г) или трения (д).

Загибка создает большую опасность замыканий с близлежащими проводниками, чем расплющивание. Пружинные выводы ИМС не требуют загибки, так как фиксация происходит за счет трения о внутренние стенки отверстий. Для фиксации ИМС с планарными выводами применяют их предварительное приклеивание к плате.

Рис. 2.7. Фиксация выводов компонентов в отверстиях плат

2.4.1. РУЧНАЯ УСТАНОВКА КОМПОНЕНТОВ НА ПЛАТЫ

В условиях многономенклатурного и мелкосерийного производства ЭА получила развитие программированная ручная сборка на светомонтажных столах, при которой световыми средствами указывают ячейку неподвижного накопителя и участок ПП, где нужно установить элемент. Это значительно повышает производительность сборки и уменьшает количество ошибок. Вручную, без специальных средств, обычный темп сборки — до 200 элементов в час, на светомонтажном столе он может достигать 500 — 600 шт/ч. Не требуется обращение к чертежу, исключаются ошибки размещения элементов, снижается квалификация рабочих.

Светомонтажный стол — довольно сложное устройство, в котором могут применяться различные принципы подачи ИЭТ, указания мест расположения на ПП, управления перемещением платы (рис. 2.8).

Рис. 2.8 Схема светомонтажного стола

Указание посадочных мест может быть выполнено путем проецирования со слайдов, "световой указкой" либо использования световодов.

В первых светомонтажных столах модели УПСП-904 (СССР) и фирмы Streckfuss (Германия ) указание посадочных мест осуществлялось проецированием со слайдов в диапроекторе, закрепленном под столом. Число и расположение пятен света на ПП зависели от расположения отверстий в носителе информации — латунной фольге или кинопленке толщиной 0,1 мм, вставленной в рамку слайда. Недостатками являлись высокая трудоемкость подготовки программ, низкий темп сборки.

Указание с помощью световодов путем подсветки отверстий в ПП снизу использовалось в установках "Свет" и "Цвет" (рис. 2.9). Полярность элементов указывалась миганием. Недостатками являлись значительная трудоемкость подготовки программ, ограниченные возможности передачи дополнительных символов.

1 – плата; 2 – шаблон; 3 – световод; 4 – программная панель; 5 – осветитель

Рис. 2.9. Схема проецирования изображения через световод

Более гибкая система с использованием "световой указки", в которой пятно светового луча от проектора перемещается по ПП со скоростью 300 — 400 мм/с с разрешением 0,15 — 0,3 мм. Луч может формировать разные символы, указывать место установки.

Светомонтажный стол модели Logpoint (рис.2.10) состоит из светолучевой головки, рабочего стола, микроЭВМ, дисплея, клавиатуры и элеваторного накопителя. Программирование осуществляется в пошаговом режиме, и все данные выводятся на экран дисплея.

1 – дисплей; 2 – проектор; 3 – панель; 4 – накопитель; 5 – микроЭВМ

Рис. 2.10. Стол с гибкой программой сборки

Характеристики столов приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2. - Светомонтажные столы программной сборки

Модель	Устройство управления	Емкость ОЗУ	Средства отображения	Тип внешних ОЗУ
ПМПП-902 (СССР)	МП-901	16 K	Табло 3знаковое	НМЛ
ТС-1409 (СССР)	"Электроника60"	16 К	То же	НМЛ
3D-TS Polytronik	Z-80	32 K (энергонезависи мое)	Табло 32- знаковое	НГМД 64 К
62-35 Logpoint (Англия)	Z-80	64 K	Дисплей	НГМД 64 К
V-T-AS (США)	Микропроцес сор	86 К (энергонезависи мое)	То же	НМЛ

2.4.2. МЕХАНИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА КОМПОНЕНТОВ НА ПЛАТЫ

При механизированной установке элементов основную роль играет сборочная головка, которая выполняет следующие функции (рис. 2.11.): принимает компонент из подающего устройства, ориентирует компонент, рихтует и обрезает выводы, вводит выводы в соответствующие отверстия или совмещает их с контактными площадками и при необходимости загибает.

а – изгиб выводов; б – обрезка выводов; в – загибка выводов

Рис.2.11. Механизированная установка дискретных ЭРЭ

Варианты позиционирования (рис. 2.12) зависят от конструкции компонентов.

Компоненты с боковыми выводами (резисторы) позиционируются по двум выводам, элемент подводится под легким внешним воздействием к плате. Для компонентов с несколькими штыревыми выводами (транзисторы) не применяют прямые направляющие, а позиционируют несколько выводов, что требует больших допусков на отверстия платы. Для ИМС выводы фиксированы по отношению к корпусу и не формуются. Тогда устанавливают элемент, удерживая его за корпус, что является менее надежным способом.

а б в

а – по двум выводам; б – по трем выводам; в – по корпусу

Рис. 2.12. Варианты позиционирования ЭРЭ сборочными машинами

При автоматизированной сборке однослойных и многослойных плат должны выполняться следующие технические требования:

использование минимального числа типоразмеров ЭРЭ и ИМС; размещение корпусных ИМС на ПП рядами или в шахматном порядке с

шагом установки 2,5 мм; корпуса с планарными выводами допускается размещать с шагом 1,25 мм, зазоры между корпусами ИМС должны быть не менее 1,5 мм; установка ИМС со штыревыми выводами только с одной стороны ПП, а ИМС с планарными — с двух сторон.

Сборка на полуавтоматах ведется с помощью пантографа. Перемещение платы в направлении осей х и у производится персоналом вручную, пантограф работает в основном масштабе 1:1, поэтому в качестве образца используют просверленную печатную плату. Пантограф имеет копирный щуп с конусной головкой, которая вставляется в отверстие шаблона или несмонтированной платы. Установочная головка при этом выполняет следующие действия: захватывает элемент, изгибает выводы, вставляет их в отверстия, обрезает и фиксирует выводы. Преимуществом полуавтоматов с пантографами является более высокая производительность по сравнению со светомонтажными столами, возможность быстрой переналадки на другие изделия. Недостатки — более жесткие допуски на монтажные отверстия, невысокий уровень автоматизации. Полуавтомат для установки ИМС в корпусах DIP с одновременной групповой подрезкой выводов ГГ-2482 имеет время цикла укладки 5 с, производительность 1200 шт/ч (рис. 2.13).

Сборочные автоматы, выполняющие основную технологическую операцию установки ИЭТ на плату, отражают более высокий по сравнению со светомонтажными столами уровень автоматизации сборочно-монтажных работ. Их применение становится оправданным в условиях серийного производства либо при сборке ИЭТ массового применения в любом производстве. Они могут быть узкоспециализированными, рассчитанными на установку одного типа ИЭТ, или гибкими универсальными автоматами. В последних одна и та же головка способна собирать на ПП разнообразные ИЭТ.