Разработка устройства согласования (стр. 2 из 10)

Кроме того, необходимо отметить, что и ручные и полуавтоматические манипуляторы могут быть оборудованы системой установки FINE PITCH компонентов. Эта система позволяет производить точное совмещение выводов микросхемы с контактными площадками на плате с помощью микрометрических винтов и автоматическую установку элемента на плату. Такие системы позволяют устанавливать бескорпусные элементы от 0201 и микросхемы с шагом до 0,4 мм.

Наиболее недорогими являются полуавтоматы японской фирмы MDC — это ECM 93, ECM 96, ECM 98. Они имеют производительность от 2000 до 3500 компонентов в час и работают для своего уровня достаточно стабильно. В этом случае более интересен автомат CLM 9000 швейцарской фирмы ESSEMTEC. Производительность этой машины 2200–3600 компонентов в час, в базовую комплектацию включен лазерный центратор и автоматическая система смены инструмента. Машина имеет питатели с микропроцессорным контролем, что позволяет перенастраивать ее очень быстро. На практике переналадка сводится к перезагрузке программы.

Более производительное оборудование поставляют фирмы Universal, Philips, Siemens.

Оплавление

После нанесения паяльной пасты и установки элементов следует этап оплавления. Для этого используют печи, которые отличаются количеством зон нагрева и методом подогрева — инфракрасным, конвекционным, смешанным.

Инфракрасные печи имеют низкую цену и применяются при изготовлении несложных плат. Обусловлено это тем, что инфракрасный тип нагрева имеет целый ряд отрицательных эффектов. Наиболее существенно влияют на работу следующие:

· Теневой эффект. Высокие элементы могут закрывать более низкие, создавая так называемую «тень», то есть зону, где высока вероятность непропая. Также некоторые элементы могут закрывать свои собственные выводы.

· Существенное влияние на процесс пайки оказывает отражающая способность корпуса элемента.

· Нестабильность распределения температуры внутри отдельных зон.

Всех этих отрицательных моментов лишены печи с конвекционным методом нагрева. Горячий воздух распределяется внутри рабочего объема печи таким образом, что в каждой точке создаются одинаковые условия пайки, одинаковая температура. Зависимость от отражающих качеств элемента отсутствует.

Но управлять горячим воздухом труднее и выполнять это технически также сложнее. Поэтому конвекционные печи имеют цену значительно выше. Из инфракрасных наиболее распространенными являются печи швейцарской фирмы ESSEMTEC. Это RO 180, RO 260, RO 400.

Из конвекционных печей более всего российскому потребителю известна продукция английской фирмы Reddish Electronics, это модели: SM-500 — камерная конвекционная печь, SM-1500, SM-1500, SM-3000 конвейерные конвекционные печи; и конвекционные печи Quattro Peak 3,5 и 4,0 (рис 1,5).

Рисунок 1.5 - Конвекционная печь Quattro Peak 3,5

Основные особенности Quattro Peak 3,5 состоят в передаче тепла в пиковой зоне через щелевые сопла (запатентованные "Slot nozzles") и наличия двух пиковых зон.

Щелевые сопла позволяют создать на поверхности платы ламинарный поток воздуха для более эффекной передачи тепла. Двойная пиковая зона позволяет избежать разницы в температуре нагрева больших и маленьких компонентов.

Пайка штыревых компонентов на плате осуществляется двумя способами:

· ручная;

· групповая пайка волной припоя.

При ручной пайке применяются как индивидуальные паяльники так и паяльные станции, оснащенные системами контроля мощности, температуры, что позволяет избежать перегревов.

Пайка волной припоя - это самый распространенный метод групповой пайки навесных элементов. Она заключается том, что плата прямолинейно перемещается через гребень волны припоя. Преимуществом данного метода являются высокая производительность, возможность создания комплексно-автоматизированного оборудования, ограниченное время взаимодействия припоя с платой, что снижает термоудар, коробление диэлектрика, перегрев элементов. Одной из производительных установок пайки волной является Seho 1135-F.

Рисунок 1.6 - Установка пайки волной припоя Seho 1135-F

Установка пайки волной Seho 1135-F – это закрытая туннельная система для экономии электроэнергии, обладающая возможностью изменять конфигурацию потока и поле пайки.

Система обладает высоким качеством пайки благодаря системе двойной волны, предварительным нагревателем с инфракрасным (IR) излучателем, и двумя управляемыми зонами, мониторингом всех функций установки, полностью замкнутым циклом.

2. Анализ технологичтости конструкции изделия

Конструкция печатного узла состоит из печатной платы и установленных на ней элементов. Размер печатной платы 160 Х 80мм. Стороны соединяются с помощью металлизации сквозных отверстий.

Состав элементной базы по отношению к конструктивным показателям приведен в табл. 2.1. Показатели технологичности печатного узла приведены в таблице 2.2

Таблица 2.1 - Характеристика элементной базы

Наименование элемента	Тип корпуса	Кол-во, шт.	Конструктивные параметры			Рабочая температура, °С
			Установочная площадь, м2×10-6	Высота элемента, м×10-3	Мас- са, г
Чип-конденсатор	чип	16	5,2	1,5	0,15	- 55…+ 125
Чип-резистор(0805)	чип	54	2,5	1	0,1	- 55…+ 125
КонденсаторЭлектролитический(22мкФх25В)	Планарн.	8	80	5	1,5	- 40…+ 105
КонденсаторЭлектролитический(4,7мкФх16В)	Планарн.	1	60,5	4,4	1,25	- 40…+ 105
КонденсаторЭлектролитический(100мкФх25В)	Планарн.	2	84	6,5	1,75	- 40…+ 105
Конденсаторэлектролитический (до10мкФx63В)	В отв.	1	50,2	12,5	2,5	- 20…+ 105
Разъем SCART-1	В отв.	2	1056	18	8	- 55…+ 105
Розетка СНП9Т	В отв.	2	219	5	4	- 55…+ 105
Транзистор ВС857В	Планарн.	6	4,8	1,2	2	- 40…+ 125
Транзистор ВС847В	Планарн.	1	4,8	1,2	2	- 40…+ 125
Диод SMBD2835	Планарн.	1	28	2,4	3	- 40…+ 105
Микросхема TDA8440	В отв	1	180	5	6	- 40…+ 90

Примечание: планарн. – планарным расположением выводов; в отв. – монтируемое в отверстие; чип – чип-компонент.

Таблица 2.2 – Показатели технологичности печатного узла

Показатели технологичности печатного узла	Обозначение	Значение
общее количество монтажных соединений, шт	HM	268
количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом, шт.	Hам	268
общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу, шт.	HпИЭТ	92
количетсво ИЭТ, подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов, а так же ИЭТ не требующие специальной подготовки, шт.	HмпИЭТ	92
количество типоразмеров заимствованных деталей и сборочных единиц, ранее освоенных на предприятии, шт.	Dтз	1
общее количество типоразмеров деталей и сборочных единиц, шт.	Dт	1
общее число дискретных элементов, замененных микросхемами и микросбороками, шт.	Hэмс	4
общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы, шт.	HИЭТ	91
число типоразмеров печатных плат в изделии, шт.	DтПП	1
общее количество печатных плат, шт.	DПП	1
общее количество операций регулировки и контроля	Hрк	6
число операций контроля и настройки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах	Hарк	5

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:

(2.1)

Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:

(2.2)

Коэффициент освоенности деталей и сборочных единиц:

(2.3)

Коэффициент применения микросхем и микросборок:

(2.4)

Коэффициент повторяемости печатных плат:

(2.5)

Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля: