Технологический процесс изготовления разработанного устройства

представляет собой комплекс действий исполнителей оборудования по преобразованию исходных материалов и комплектующих элементов в готовое

изделие. При разработке ТП ставится задача нахождения такого варианта,

который бы обеспечил наиболее экономичное решение. В соответствии ЕСТПП следует, в первую очередь, использовать типовые технологические маршруты, процессы и операции. Не рекомендуется предусматривать обработку на уникальных дорогостоящих станках за исключением тех случаев, когда это технологически и экономически оправдано. Необходимо использовать только стандартный режущий и измерительный инструмент. Следует применять наиболее совершенные формы организации производства: непрерывные и групповые поточные линии, групповые технологические процессы

групповые наладки. Разработка рабочего техпроцесса должна выполняться на базе типового.

Типовой техпроцесс сборки печатных плат состоит из следующих операций:

1. Комплектовочная операция.

2. Входной контроль микросхем и ЭРЭ.

3. Входной контроль ПП.

4. Формовка и обрезка выводов ЭРЭ.

5. Лужение выводов ИМС и ЭРЭ.

6. Подготовка ПП к монтажу.

7. Установка элементов на ПП.

8. Флюсование.

10. Удаление флюса.

11. Контроль качества пайки.

12. Защита от влаги.

Рассмотрим технологический процесс более подробно.

Согласно комплектовочной карте необходимо произвести комплектацию, то есть получить со склада все необходимые изделия: ПП, микросхемы, конденсаторы, разъемы и так далее. В технологическую карту записать дату выдачи ЭРЭ, ИМС, платы со склада. Комплектующие изделия разложить в соответствующую тару.

Входной контроль заключается в тщательной проверке ЭРЭ, ИМС и платы. На поверхности элементов не должно быть трещин, вмятин, сколов и других повреждений. Необходимо проверить наличие товарного знака, знака завода-изготовителя, ключа для определения первого вывода ИМС.

Производится сквозная проверка работоспособности ИМС на контрольно-проверочном стенде, так как отказ любой ИМС приводит к отказу всей системы.

Проверка работоспособности ЭРЭ производится выборочно. Пониженное качество отдельных деталей не исключается, исходя из следующих соображений: 1. Недостаточный выходной контроль; 2. Длительное хранение готовых изделий на складе.Возможность повреждений при транспортировке.

Производится промывка ПП в ванне со спиртобензиновой смесью. Производится тщательный осмотр внешнего вида ПП с помощью увеличительной лупы. Диэлектрическое основание платы должно быть монолитным, однородным„без вздутий, расслоений, царапин и "посторонних" включений. Цвет диэлектрика должен быть однотонный, без резких границ, выделяющих какие либо области поверхности платы. Слой металлизации должен быть ровным, плотным, без сквозных протравов, трещин, неровностей: краев, уменьшающих их минимально допустимую ширину. Сквозные металлизированные отверстия должны быть чистыми и свободными от включений любого рода.

Основным способом формовки выводов является гибка. В случаях ее механизации рабочая часть инструмента - пуансона, матрицы, штампа, как правило, соответствует форме выводов. При проектировании ПП учтены размеры ИМС, разъема и расстояния между ножками элементов. Поэтому штыревые выводы используемых микросхем и разъема не формуются. Формовка же выводов конденсаторов необходима, так как расположение выводов не соответствует расположению отверстий на ПП.

Качество выполнения паяного соединения во многом зависит от тщательности подготовки соединяемых поверхностей. Для получения прочного соединения необходима хорошая смачиваемость поверхностей флюсами и припоями, которая зависит как от свойств материалов, так и от формы шероховатости поверхностей, наличия на соединяемых поверхностях органических загрязнений, ржавчины, оксидных и жировых пленок.

Подготовка паяемых поверхностей осуществляется двумя способами: механическим и химическим. Механическая обработка заключается в удалении поверхностного слоя металла, шлифовании поверхности абразивными пастами. Однако, это не исключает повреждения поверхностей. При химическом способе паяемые поверхности обрабатываются растворителями типа спиртобензиновых и спиртофреоновых смесей. При этом образуется поверхность без оксидных и жировых пленок.

Воспользуемся химическим способом, как более удовлетворяющим нашему техпроцессу. Наиболее эффективным здесь является окунание выводов ИМС, ЭРЭ и разъема, закрепленных в специальной таре, в ванну со спиртобензиновым раствором. Затем производится промывка выводов в теплой проточной воде.

Для обеспечения высокого качества пайки применяют предварительное облуживание выводов ИМС м ЭРЭ. Лужение заключается в покрытии соединяемых деталей тонкой пленкой припоя, которая должна быть сплошной, без трещин, пор, посторонних включений, наплывов и острых выступов. Операция лужения с помощью ручного метода, то есть паяльником, малоэффективна из-за высокой трудоемкости и больших затрат времени. Поэтому наиболее эффективным является горячее лужение выводов ИМС, ЭРЭ и разъема в жидкий флюс ФКСП, а затем в ванну с расплавленным припоем ПОС - 61. При этом следует учесть, что время лужения ограничено (t < 3 сек).

Установка навесных элементов на ПП состоит из подачи их в зону установки, ориентации выводов относительно монтажных отверстий или контактных площадок и фиксации ЭРЭ и ИМС в требуемом положении. В зависимости от характера производства и конструктивных особенностей ПП установку производят вручную, механизированным или автомати-зированным способом. Автоматизированный метод применяется при сборке больших партий изделий, при этом, число устанавливаемых компонент составляет от 5 до 50 млн. штук в год. При объеме выпуска, требующем установки на платы 0,5...5 миллионов элементов/год и плотности каждой до 500 элементов, применяют оборудование с пантографами, оснащенное механизированными укладочными головками.

Применение ручной сборки экономически выгодно при производстве не более полутора сотен плат в год. Существенным достоинством ручной сборки является возможность постоянного визуального контроля, что позволяет использовать относительно большие допуски на размеры выводов, контактных площадок и монтажных отверстий, делает возможным обнаружение дефектов ПП и компонентов. В данном случае установка ИС и ЭРЭ производится на плате рядами, но ориентация ИМС в разных рядах осуществляется неодинаково из-за различия в размерах устанавливаемых ИМС и ЭРЭ, их большого числа. Из сказанного можно сделать вывод, что использование механизированных и автоматизированных линий не является оправданным.

Элементы устанавливаются на ПП согласно чертежа в следующей последовательности: ИМС, резисторы, диоды, транзисторы, конденсаторы, разъем. После установки выводы подгибаются с противоположной стороны, фиксируя тем самым элементы. При установке ИМС должен быть предусмотрен отвод статического электричества от монтажника с помощью заземленного браслета.

Механизм действия флюса заключается в том, что оксидные пленки металла и припоя растворяются, разрыхляются и всплывают на поверхность флюса. Флюсы служат для уменьшения сил поверхностного натяжения расплавленного припоя на границе металл-припой-флюс. Правильный выбор флюса обеспечивает качественное соединение и существенно влияет на скорость и степень завершенности процесса пайки. Выбранный флюс должен быть химически активным и растворять оксиды паяемых металлов, термически стабилен и выдерживать температуру пайки без испарения или разложения.

Флюсование можно производить различными методами: кистью, погружением, протягиванием, накатыванием, распылением, вращающимися щетками. В среднесерийном производстве используется пенное или волновое флюсование. Широкое применение при осуществлении монтажных соединений получили бескислотные флюсы. Флюсы на основе канифоли не оказывают коррозийного действия.

Процесс пайки контактных соединений включает в себя:

фиксацию соединяемых элементов с предварительно подготовленными поверхностями для пайки;

нагрев поверхностей пайки до заданной температуры в течение ограниченного времени;

введение в зону флюса припоя в необходимых и достаточных для пайки дозах;

плавление припоя с максимальным смачиванием им поверхности пайки;

остывание припоя в условиях, исключающих взаимное перемещение паяемых деталей.

Наилучшее качество пайки обеспечивает эвтектический припой. Важное его свойство – узкий температурный интервал кристаллизации. При наличии широкого интервала кристаллизации необходимо поддерживать неизменным положением паяемых поверхностей при охлаждении припоя.

После пайки необходимо тщательно очистить узлы и паяные соединения от загрязнений, способных привести к коррозии и снижению сопротивления изоляции диэлектрических материалов. Выбор способа очистки зависит от степени и характера загрязнения. Среду для отмывки выбирают в зависимости от применяемых флюсов. При малых объемах производства узлы ЭВА последовательно промывают в нескольких ваннах со специальными виброустановками частотой 50 Гц и амплитудой 1-2 мм. В нашем случае эффективно использовать последовательное погружение в ванну со спиртобензиновой смесью, затем в ванну с горячей и холодной водой. Продолжительность выдержки в каждой ванне составляет около 1 минуты.

Производится визуальный контроль качества пайки. Паяная поверхность должна быть блестящей, ровной, без вздутий, раковин и острых выступов припоя. Не должно быть наплывов олова с одного проводника на другой. Дефекты устраняются с помощью паяльника и флюса ФКСп путем нанесения небольшого количества флюса на место дефекта и снятия избытка олова паяльником. Осмотр проводится с помощью увеличительного стекла. Испытание на вибропрочность подвергается 2% плат из каждой партии, но не менее 3 штук. Соединения выводов навесных деталей в отверстиях платы должны выдержать усилия до 0.5 кг.

Основными электроизоляционными материалами являются пропиточные лаки, компаунды, покровные лаки и эмали. Эмали и покровные лаки используют для обволакивания. Они состоят из основы и растворителя, должны быстро сохнуть и образовывать блестящую пленку, хорошо сцепляющуюся с покрываемой поверхностью.

Для устранения климатических воздействий и повышения коррозийной стойкости блок равномерно покрывают тонким слоем лака. Для этого его опускают в ванну с лаком УР 231, затем вынимают и высушивают горячим воздухом при t=40 – 60 0 С. После этого блок ставится в тару, упаковывается и отправляется заказчику.

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра электронной техники и технологии
РЕФЕРАТ
на тему:
«Подготовка к разработке техпроцесса сборки электронно-оптических систем»
МИНСК, 2008

Перед разработкой техпроцесса сборки необходим анализ технических условий (ТУ) на прибор, входящих в комплект документации на прибор вместе с альбомом чертежей, техническим описанием и паспортом. Анализ ТУ является первым этапом технологической подготовки производства прибора. ТУ показывают, в каких условиях должен работать прибор, какие основные характеристики он должен иметь и какова методика проверки соответствия основных характеристик прибора требованиям ТУ.
В ТУ могут входить директивные рекомендации по методам и средствам регулирования выходных параметров прибора, а также указание: изменением каких характеристик и каких элементов целесообразно регулировать те или иные параметры прибора.
ТУ имеет следующие типовые разделы:
- определение и назначение;
- комплектность и связь с чертежами;
- технические требования;
- маркировка и клеймение;
- порядок предъявления и приемки;
- приемо-сдаточные испытания;
- периодические контрольные испытания;
- упаковка, маркировка упаковки, хранение на складах и транспортировка;
- приложение.
В разделе “Определение и назначение” указывается, на какие приборы распространяется ТУ и в какие САУ эти приборы входят.
В разделе “Технические требования” причисляются основные технические требования, предъявляемые к прибору.
В разделе “Приемо-сдаточные испытания” указываются последовательность, объем и методика приемо-сдаточных испытаний прибора.
Для проверки соответствия выпускаемых приборов всем требованиям раздела “Технические требования” приводят контрольные испытания небольшой партии приборов.
В разделе “Контрольные испытания” приводятся данные по периодичности, последовательности, по объему и методикам контрольных испытаний в соответствии с отдельными требованиями.
Раздел “Технические требования” содержит как общие для всех приборов или блоков требования, так и специфические, свойственные только для данного типа прибора или блока. К общим требованиям относятся:
- соответствие конструкции чертежам;
- внешний вид;
- покупные изделия и материалы;
- характеристики электропитания;
- температурный интервал работы;
- электрическое сопротивление изоляции;
- омическое сопротивление изоляции;
- виброустойчивость;
- устойчивость к воздействию линейных ускорений;
- устойчивость к воздействию ударных нагрузок;
- гарантийный срок службы.
Одними из основных специфических требований, присущих только данному типу прибора, являются его нормируемые согласно ГОСТ 8.009 метрологические характеристики.
Соответствие прибора техническим требованиям устанавливается в ходе приемо-сдаточных испытаний. Соответствие некоторым требованиям можно установить только в результате контрольных периодических испытаний, включающих и испытание на отработку гарантийного срока службы. Поэтому такому испытанию подвергаются небольшие партии приборов.
Определение показателей технологичности конструкции приборов
Технологичным является такое изделие, которое при условии выполнения технических требований более удобно в эксплуатации и позволяет при данной серийности производства изготовить его с минимальными затратами труда, материалов и с наименьшим производственным циклом.
Исходя из этого положения, строится методика определения показателей технологичности конструкции приборов. Основная идея методики заключается в том, что технологичная конструкция изделия обеспечивает наибольшую производительность труда , снижение затрат и сокращение времени на проектирование, технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия при обеспечении необходимого его качества.
Показатели технологичности используются для:
а) количественной оценки технологичности конструкции прибора перед передачей его в серийное производство;
б) указания конструкторам требований по технологичности при выдаче задания на проектирование нового прибора.
Система показателей содержит:
а) базовые частные коэффициенты, к которым относятся коэффициенты освоенности К осв, унификации деталей К у.д. и унификации материалов К у.м. ;
б) комплексный коэффициент технологичности К тех.
Выражения для определения значений всех частных показателей технологичности должны для “идеального” прибора стремиться к 1; фактические значения частных показателей технологичности К должны находиться в пределах
0 Значения коэффициентов определяются на основе анализа технической документации на изделие (сборочного чертежа и спецификации). Для расчета коэффициентов К осв и К у.д. составляется табл.1.
Таблица 1

Общее кол-во деталей (без крепежных)	В том числе				Кол-во крепежных деталей
	собственные	заимствованные	стандартные	покупные

В табл.1 - число наименований деталей в изделии; - общее число деталей в изделии.
Например: пластина статора электродвигателя – одно наименование (n=1), а общее количество пластин статора в электродвигателе равно 25 (N=25).
Коэффициенты освоенности прибора и унификации его деталей определяются по формулам:
;
;
где N СТ, N ЗМ, N п, N Σ – соответственно число стандартных , заимствованных, покупных и общее число деталей в приборе; n Σ , n кр – число наименований деталей и число наименований крепежных деталей в приборе.
Примечания:
1. К стандартным относятся детали, охваченные ГОСТом и ОСТом, отраслевой нормалью.
2. К заимствованным относятся детали, взятые из других аналогичных разработок, и детали, изготовленные по стандартам предприятий (СТП).
3. К собственным относятся детали, которые применяются только в данном приборе и на которые разработаны чертежи в проекте на прибор.
4. Сборочные единицы, полученные литьем или прессованием из пластмасс, принимаются за одну деталь.
5. К крепежным деталям относятся гайки, винты, болты, шпильки, заклепки и т.п., а также монтажные провода, товарные знаки , изоляционные прокладки и т.п.
Коэффициент унификации материалов K у.м. определяется только для собственных деталей прибора по формуле
,
где - количество сорторазмеров материалов для изготовления собственных деталей прибора; - общее число наименований собственных деталей прибора.
Сорторазмер обусловлен маркой материала и определяющим размеров. Для определения составляется в табл. 2.
Таблица 2

Кол-во	Металлы			Пластмассы	Керамика	Сумма
	черные	цветные	драгоценные
Сорторазмеров материалов	Сч	Сц	Сд	Сn	СК	СΣ
Собственных деталей	nч	nц	nд	nn	nK	nΣ

Комплексный коэффициент технологичности определяется как произведение базовых частных коэффициентов

Для установления контрольных значений комплексного коэффициента технологичности и его составляющих базовых частных коэффициентов технологичности, приемлемых для изделий серийного производства, в табл. 3 приводятся допустимые наименьшие значения этих показателей, составленные на основе обобщения статистических данных анализа технологичности конструкции электромеханических приборов и функциональных приборов и функциональных элементов.
Таблица 3

Ктехн	Косв	Ку.д.	Ку.м.
0,45	0,70	0,80	0,80

Для приборов, имеющих К осв ≥0,85, К у.м. принимается равным 1 и не рассчитывается.
Построение технологических схем сборки.
4.1. Сборка изделия – дискретный во времени процесс , который состоит из отдельных переходов. Переход – наименьшая законченная часть технологического процесса , выполняемая без перерыва во времени. Упорядоченный набор переходов образует сборочную операцию.
4.2. Первым этапом разработки маршрутного технологического процесса сборки является построение технологической схемы сборки.
Процесс сборки сложного изделия состоит из операций, выполняемых не только последовательно, но и параллельно, а иногда и с циклами. Технологическая схема сборки является графической интерпретацией такого процесса. Наиболее ясно и полно отражают технологический процесс сборки схемы с базовой деталью. При построении технологической схемы сборки используются условные обозначения, представленные в табл. 4.
Таблица 4

Обозначение	Элемент
	Материал
	Деталь
1 Сб.01-01	Сборочная единица
SHAPE \* MERGEFORMAT	Сборочная операция
SHAPE \* MERGEFORMAT	Регулировочная операция
SHAPE \* MERGEFORMAT	Юстировочная операция
	Покупной элемент
	Сборочное или КЮ приспособление
	Выделенный при частичной разборке или сборке элемент
SHAPE \* MERGEFORMAT	Линия направления сборки
SHAPE \* MERGEFORMAT	Сборочная операция

Рис.1. Один из вариантов технологической схемы сборки.
Правила построения технологических схем сборки
1. На основном изображении элемента в нижней половине указывается номер позиции по чертежу; в верхней половине – количество одинаковых элементов. На условном изображении материала указывается марка материала. Покупные элементы штрихуются в верхней половине.
2. Технологическая схема сборки начинается с изображения базовой детали или базовой сборочной единицы, выполняющей в данной конструкции роль корпуса или основания, а заканчивается изображением собранного изделия.
3. Сборочные единицы или детали, собираемые одновременно, присоединяются к линиям сборки в данной точке.
4. Несколько деталей или сборочных единиц, устанавливаемых после их предварительной сборки, но без образования сборочной единицы, присоединяются к дополнительной линии сборки в последовательности их соединения; дополнительная линия сборки подводится к основной в точке операции, на которой формируется сборочная единица с другими элементами изделия.
5. Сборочная единица, формируемая параллельно с основным изделием, строится на дополнительной линии сборки; а дополнительная линия сборки подводится к основной в точке сборки этой сборочной единицы с основным изделием.
6. Стрелка показывает направление сборки. При частичной разборке стрелка направлена от операции к элементу.
7. Знаки контрольных и регулировочных операций подводятся к линии сборки непосредственно после той сборочной единицы, относительно которой они производятся.
8. Определяющий диаметр знака – 10 мм. На рисунке показан пример технологической схемы сборки.
Разработка технологического процесса сборки
Для разработки технологических процессов сборки необходимо иметь исходную информацию, которая, согласно ГОСТ 14.303-73 подразделяется на:
- базовую;
- руководящую;
- справочную.
Базовая информация включает данные, содержащиеся в конструкторской документации на изделие, и программу выпуска этого изделия.
Руководящая информация включает данные, содержащиеся в:
- стандартах всех уровней на технологические процессы и методы управления ими, оборудование и оснастку;
- документации на типовые и перспективные технологические процессы;
- производственных инструкциях.
Справочная информация включает данные, содержащиеся в каталогах и типажах прогрессивного оборудования, в справочниках , отчетах по НИР и ОКР и т.д.
Разработка технологического процесса начинается с составления технологического маршрута, который основывается на технологической схеме сборки и предусматривает определение, содержание операций и применяемого технологического оборудования.
Разработка операционного технологического процесса сборки включает комплекс взаимосвязанных работ
- определение содержания и последовательности операций;
- определение, выбор и заказ новых средств технологического оснащения (в том числе средств контроля и испытания);
- нормирование процесса;
- определение организационных форм реализации технологического процесса;
- оформление рабочей документации на технологические процессы.
Информационной основой при разработке технологических процессов являются типовые технологические процессы сборки конструктивно-технологических родственных изделий.
Проектирование технологического оснащения и специализированного оборудования
Автоматические системы и измерительные комплексы, используемые для целей навигации, стабилизации и других видов управления, состоят из различных деталей, механических, магнитных и иных устройств, электрических элементов, индуктивных элементов, сложных электронных функциональных устройств, созданных на базе микроэлектроники.
Многообразие этих деталей и сборочных единиц, высокие требования к точности, ресурсу и времени готовности изделий, постоянно растущие требования к производительности и качеству изделий требуют оснащения цехов приборостроительных предприятий специальным высокоточным оборудованием и оснасткой.
Часть этого оборудования и оснастки производится машино- и станкостроительными предприятиями, другая часть (специализированная) проектируется и производится на предприятиях приборостроительных отраслей.
Все оборудование, используемое при сборке, регулировке и испытаниях , можно разбить на следующие группы.
I. Группа оборудования общего назначения: вибрационные стенды, ударные установки, центрифуги, термобарокамеры, стенды транспортных нагрузок, камеры пыли, солнечной радиации, морского тумана, гигростаты, оборудование для проверки электрических параметров элементов (сопротивление изоляции, электрической прочности, емкости и т.д.), оборудование для проверки частотных характеристик изделия (анализатора спектра частот), универсальное оборудование для контроля линейных и угловых величин, сборочные прессы.
II. Группа оборудования, используемая непосредственно в сборочном процессе : вакуум-пропиточные установки, установки терморадиационной сушки, установки для промывки деталей перед сборкой, установки для комплектации опор перед сборкой (установки для проверки момента трения, жесткости элементов, контактного угла или частотных характеристик опор, тепловых характеристик опор), установки для статической и динамической балансировки, установки для статической и динамической балансировки, установки для заполнения приборов жидкостями и газами, установки для намотки элементов с обмотками общего назначения, установки для прошивки элементов запоминающих устройств, установки для формовки выводов электроэлементов, установки для укладки электроэлементов на негативные платы, установки для автомавтической пайки электроэлементов и контроля режимов пайки, вакуумные установки для дегазации элементов в процессе сборки, установки для размагничивания элементов, установки для контроля параметров зубчатых колес при сборке, установки для сварки, установки для размагничивания деталей и т.п.
III. Группа контрольно-испытательного оборудования: полуавтоматические и автоматические установки для контроля коммутации электрических и электронных элементов изделия, установки для регулировки, градуировки и поверки электроизмерительных приборов, установки и стенды для регулировки, испытаний, снятия статических и динамических характеристик электрических и электронных функциональных элементов изделий, установки для регулировки и испытаний гидро- и пневмоустройств изделий, установки для проверки потерь на трение в редукторах, установки для контроля кинематической точности редукторов, стенды и установки испытаний и регулировки приборов навигации и стабилизации.
Выбор средств технологического оснащения производится в соответствии с требованиями ГОСТ 14.301 и с учетом:
- типа производства и его организационной структуры;
- вида изделия и программы выпуска;
- характера намеченной технологии;
- максимального использования имеющейся стандартной оснастки и оборудования.
Специальные средства технологической оснастки проектируют на основе использования стандартных деталей и сборочных единиц.
Средства испытаний должны иметь устройства, воспроизводящие различные воздействия на испытуемые изделия, и устройства, измеряющие параметры испытуемого изделия. Точностные характеристики указанных двух групп устройств средств испытания должны быть указаны между собой.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В работе представлен технологический процесс (технологическая документация) сборки и монтажа «Устройства для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров в диапазоне частот от 1 до 330МГц» CPNA-330 для мелкосерийного производства, разработанный по результатам анализа конструкторской документации и сборочного состава, расчета технологичности конструкции, расчета и анализа такта выпуска и разработано приспособление для выполнения операции и нарезки выводов в размер.

Список условных обозначений, сокращений и терминов

зиг-замок -- вид формовки выводов

ИЭТ -- изделие электронной техники

КД -- конструкторская документация

КМО -- компоненты, монтируемые в отверстия

КМП -- компоненты, монтируемые на поверхность

МТП -- маршрутный технологический процесс

ПП -- печатная плата

ТЗ -- техническое задание

ТП -- технологический процесс

ЭРЭ -- электрорадиоэлемент

Введение

Целью дипломной работы является разработка технологического процесса сборки и монтажа устройства CPNA-330 и оснастки для выполнения технологических операций.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

Проведен анализ ТЗ;

Проведен конструкторско - технологический анализ конструкторской документации;

Проведен расчет и анализ технологичности ячейки электронной;

Разработана схема сборки устройства для серийного производства (для заданной программы выпуска), на основе которой разработан маршрутный ТП;

Разработан технологический процесс сборки и монтажа устройства для серийного производства;

Для решения поставленных задач использовался системный подход; методы анализа и синтеза; метод сборки электронных средств с базовой деталью; методы табулирования и формулярной визуализации данных; проектирование технологического процесса сборки и монтажа на основе синтеза типовых операций; комплектование технологической документации типовыми технологическими операциями; проектирование оснастки с использованием современных САПР.

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ И МОНТАЖА УСТРОЙСТВА CPNA-330

1.1 Описание устройства

Назначение «Устройства для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров в диапазоне частот от 1 до 330МГц» CPNA-330:

Измерение частоты и эквивалентных динамических параметров пьезоэлектрических резонаторов;

Непрерывный визуальный контроль параметров пьезоэлектрических резонаторов в процессе их настройки;

Непрерывный визуальный контроль параметров монолитных пьезоэлектрических фильтров в процессе их настройки;

Измерение и построение графика зависимости изменения параметров резонаторов (Fs, R1, Q) от времени;

Измерение АЧХ и ФЧХ пьезоэлектрических резонаторов и монолитных пьезоэлектрических фильтров.

1.2 Анализ конструкторской документации

Установка для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров представляет собой блок с габаритными размерами 130х256х300 мм. В состав прибора входят следующие сборочные единицы: основание корпуса, крышка корпуса, передняя панель, задняя панель, а также набор электронных ячеек в количестве 15 штук.

Несущей конструкцией прибора является металлическое основание корпуса. Конструкция корпуса обеспечивает надежное крепление узлов.

На основание корпуса устанавливаются и крепятся с помощью винтов несколько ячеек, среди которых материнская плата. В материнскую плату устанавливаются остальные ячейки. Некоторые ячейки соединяются с задней панелью. Соединение с разъемами на передней панели и соединение между некоторыми ячейками осуществляется с помощью проводов.

Крышка, передняя и задняя панель крепятся к основанию с помощью винтов.

Для коммутации с внешними приборами используется разъемное соединение с помощью проводов.

Основание корпуса. Основание корпуса имеет П-образную симметричную форму с толщиной стенок 2мм. С нижней стороны на корпусе имеются резиновые стойки.

Крышка корпуса. Крышка корпуса также имеет П-образную форму. Она крепится она с помощью винтов к рейке, к которой крепится и основание.

Передняя и задняя панели выполнены из такого же материала что и крышка с основанием. Крепятся они к соединительной рейке также винтами. На панелях имеются отверстия для крепления разъемов и кнопок.

Электронные ячейки. Устройство включает в себя 15 электронных ячеек, на которых установлены ЭРЭ различных типов. Платы выполнены по второму классу точности и покрыты защитной паяльной маской зеленого цвета. Все отверстия в платах металлизированные. На некоторых платах имеются монтажные отверстия для установки в корпус.

Плата опорного генератора на 1000МГц имеет металлизированные отверстия для крепления выводных компонентов, разъема и микросборки. Остальные компоненты монтируются на поверхность.

ЭРЭ можно разделить на группы:

1. Выводные элементы, не требующие формовки: разъем на 32 контакта, светодиод (выводы заранее отформованы), микросборка с микросхемой ADF4360-7;

2. Выводные элементы, требующие формовки:

Кварцевый генератор на 10МГц имеет 15 выводов, устанавливается на прокладку, для единичного и мелкосерийного производства фиксацию рекомендуется производить с помощью пружинения выводов; при крупносерийном и массовом производстве фиксацию рекомендуется осуществлять за счет выводов, сформированных в ЗИГ-замок;

Резисторная сборка, подстроечный резистор фиксируются либо пружинением выводов, либо с помощью ЗИГ-замка.

3. Безвыводные элементы устанавливаются на поверхность платы.

Монтаж элементов на плате односторонний. При единичном и мелкосерийном производстве возможно осуществлять ручную пайку ЭРЭ; при крупносерийном и массовом производстве рекомендуется осуществлять пайку групповой заготовки в печи с последующей пайкой волной выводных элементов.

Пространственная компоновка имеет 2 уровня:

1-й уровень - безвыводные резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы, диоды и микросхемы;

2-й уровень - трансформаторы и выводные компоненты.

Установка компонентов ведется начиная с наименьшего уровня для удобства пайки.

На основе анализа конструкторской документации для разработки ТП сборки и монтажа устройства необходимо предусмотреть поузловую сборку:

1. Сборка электронных ячеек.

2. Сборка основания корпуса и монтаж электронных ячеек.

3. Сборка передней и задней панели с предварительным образованием посадочным мест под коммутационные элементы.

4. Сборка крышки корпуса.

5. Проверка прибора на работоспособность.

Для сборки электронной ячейки и сборки прибора также следует предусмотреть следующие операции:

2. Формовка и обрезка выводов ЭРЭ.

3. Установка и пайка КМП.

4. Установка и пайка КМО.

5. Отмывка платы.

6. Сушка платы.

7. Разделение групповой платы.

8. Выходной контроль электронной ячейки.

9. Обрезка и зачистка проводов.

10. Маркировка прибора.

11. Упаковка прибора.

1.3 Анализ сборочного состава

Конструкция электронной ячейки включает в себя большое количество навесных элементов различных типоразмеров и номиналов. Элементы группируются по способу установки на плату. Обозначения ИЭТ согласно спецификации, число выводов элементов и количество элементов на плате, варианты установки элементов для единичного производства приведены в таблице 1.3.1.

Таблица 1.3.1 - Установка элементов на ПП опытного образца

	Наименование	Эскиз варианта установки		Примечания
	R1, R2,R4…R15, R17…R22, C1…C20, L1…L3
			Установка без зазора, фиксация припайкой диагональных выводов
	U3, D1, D2, D3, Q1		Установка без зазора, фиксация припайкой одного вывода
			Установка с прокладкой, фиксация пружинением выводов
			Установка без зазора, фиксация пружинением выводов
			Установка без зазора, фиксация пружинением выводов
			Установка с зазором, фиксация подпайкой вывода	Зазор обеспечивается конструкцией выводов
			Установка с зазором, фиксация за счет конструкции выводов	Зазор обеспечивается конструкцией выводов

Варианты установки ЭРЭ для заданного объёма выпуска N = 1700 (производство мелкосерийное), представлены в таблице 1.3.2.

Таблица 1.3.2 - Варианты установки элементов на ПП для заданного объёма выпуска (мелкосерийное производство)

	Наименование	Эскиз варианта установки	Характеристика варианта установки и способа фиксации	Примечания
	R1, R2,R4…R15, R17…R22, C1…C20, L1…L3
	U2, U4, U3, T1, D1, D2, D3, Q1		Установка без зазора, фиксация паяльной пастой
			Установка с зазором, фиксация пружинением выводов	Зазор обеспечивается конструкцией выводов
			Установка с прокладкой, фиксация подпайкой вывода
			Установка без зазора, фиксация пружинением выводов
			Установка без зазора, фиксация пружинением выводов
			Установка без зазора, фиксация подпайкой вывода	Зазор обеспечивается конструкцией выводов
			Установка с зазором, фиксация с натягом	Зазор обеспечивается конструкцией выводов

1.4 Расчет и анализ коэффициента технологичности электронных средств

сборка электронный ячейка провод

Оценку технологичности ячеек проводят по комплексному показателю технологичности, который рассчитывается по базовым показателям технологичности по формуле

где и _ базовые показатели технологичности, и их весовые коэффициенты.

Расчет технологичности ячейки для заданной программы выпуска.

Коэффициенты для расчета и анализа технологичности для мелкосерийного производства опорного генератора на 1000МГц представлены в таблице 1.4.1.

Таблица 1.4.1. - Коэффициенты для расчета и анализа технологичности ячейки для заданного объема выпуска

Наименование	Обозначение	Значение
Количество ИМС
Количество контактных соединений, полученных механизированным путем
Общее количество соединений
Количество элементов, подготавливаемых механизированным путем
Количество операций механизированного контроля и настройки
Общее количество операций контроля и настройки
Количество типов номиналов ИЭТ
Количество типов номиналов оригинальных ИЭТ

Базовые показатели технологичности опорного генератора на 1000МГц для заданного объема выпуска представлены в таблице 1.4.2.

Таблица 1.4.2 - Базовые показатели технологичности ячейки для заданного объема выпуска

	Наименование базового показателя	Расчетная формула	Коэффициент значимости, i	Примечания
	Коэффициент использования ИМС			Hимс-кол-во ИМС Hиэт = Hимс + Hэрэ Конструкторский показатель
	Коэффициент автоматизации монтажа			Hам-кол-во монтажных соединений, полученных автоматизированным или механизированным способом. Hм-общее количество паяных соединений Технологический показатель
	Коэффициент механизации подготовки к монтажу			Hмп.иэт-число элементов, автоматически подготавливаемых к монтажу Hиэт-общее число ИЭТ Технологический показатель
	Коэффициент механизации контроля и настройки			Hмкм-количество операций механизированного контроля и настройки Hкм-общее число операции контроля и настройки Технологический показатель
	Коэффициент повторяемости ИЭТ			Hт.иэт- число типноминалов ИЭТ. Hиэт-общее число ИЭТ Конструкторский показатель
	Коэффициент применяемости ИЭТ			Hт.ор.иэт- число оригинальных ИЭТ. Hт.иэт-число типовых ИЭТ Конструкторский показатель
	Коэффициент использования прогрес-сивных форм			Дпр.-число деталей пространственной компоновки прогрессивной формы. Д-общее число деталей пространственной компоновки Конструкторско-технологический показатель

Комплексный показатель технологичности опорного генератора на 1000МГц для заданного объема выпуска определяется на основании базовых показателей по формуле:

Полученное значение комплексного показателя технологичности соответствует нормативному комплексному показателю для мелкосерийного производства. В мелкосерийном производстве используются специальное и специализированное оборудование, при этом квалификация рабочих должна быть высокой.

1.5 Разработка схемы сборки опытного образца

Для сборки и монтажа прибора используется общая схема сборки с базовой деталью. В качестве базовой детали выбирается сборочная единица - основание корпуса, на которое устанавливается ячейка электронная. Для каждой сборочной единицы разрабатываются промежуточные схемы сборки, которые объединяются в общую схему сборки. На первом этапе производится сборка передней панели устройства. Схема сборки передней панели опытного образца представлена на рисунке 1.5.1.

Рисунок 1.5.1 - Схема сборки передней панели

На следующем этапе собирается задняя панель, на которую устанавливаются разъемы. Схема сборки задней панели представлена на рисунке 1.5.2.

Рисунок 1.5.2 - Схема сборки задней панели

Схема сборки электронной ячейки показана на рисунке 1.5.3.

Рисунок 1.5.3 - Схема сборки ячейки электронной

К основанию прибора крепятся 3 ячейки. Остальные ячейки вставляются в основную плату. Схема сборки всего прибора показана на рисунке 1.5.4.

Рисунок 1.5.4 - Схема сборки опытного образца

1.6 Разработка маршрутного технологического процесса сборки опытного образца электронной ячейки

Маршрутный технологический процесс (МТП) сборки установки для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров отражает последовательность выполнения технологических операций, содержит информацию об оборудовании и времени выполнения каждой операции. МТП разрабатывается на основе анализа конструкторской документации и схемы сборки устройства.

На первом этапе выполняются подготовительные операции: сборка передней и задней панели устройства, распаковка, комплектование ЭРЭ, расфасованных в тару для удобного и быстрого поиска; входной контроль качества, формовка и обрезка выводов элементов.

Подготовленные ЭРЭ устанавливается на плату в порядке, указанном на схеме сборки.

После установки ЭРЭ проводится пайка выводов паяльником, контроль качества пайки, отмывка и сушка платы.

Собранные ячейки устанавливаются на основание корпуса, после чего прибор закрывают крышкой.

Собранный прибор проходит функциональный контроль.

Годный прибор маркируется и упаковывается.

Последовательность операций сборки опытного образца устройства представлена в таблице 1.6.1.

Таблица 1.6.1 - Исходные данные для заполнения маршрутной карты для сборки опытного образца преобразователя

№ операции	Наименование операции	Оборудование	Время, сек
	Сборка основания корпуса
		Стол монтажный
		Стол монтажный
	Сборка передней панели
		Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
	Сборка задней панели	Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
	Сборка ячейки электронной
	Распаковка и комплектование ЭРЭ	Стол монтажный
	Установка ЭРЭ на печатную плату	Стол монтажный
	Пайка паяльником	Стол монтажный
	Обрезка выводов	Стол монтажный
	Промывка платы	Установка промывки
	Сушка платы	Установка сушки
		Стенд контроля
	Сборка прибора
	Комплектование прибора	Стол монтажный
	Установка передней панели	Стол монтажный
	Установка задней панели	Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
		Стол монтажный
	Монтаж проводов	Стол монтажный
	Установка крышки прибора	Стол монтажный
	Функциональный контроль	Стенд контроля
	Маркировка	Стол монтажный
	Упаковка	Стол монтажный

Суммарное штучное время сборки опытного образца ячейки Тшт = 5030 сек = 84 мин.

1.7 Расчет и анализ такта выпуска

Анализ объема выпуска изделия проводится с целью определения возможности выпуска изделий по данному ТП в заданном объеме в установленные сроки путем сравнения штучного времени сборки изделия с заданным тактом выпуска. По результатам анализа такта выпуска принимается решения о необходимости изменения технологического процесса, и даются рекомендации по выбору более производительных оборудования и оснастки, использованию групповых методов обработки, объему партии изделий.

Заданный объём выпуска Nвып= 1700 шт./год.

По заданному объёму выпуска определяется такт выпуска:

Тв= Ф*60/Nвып,

где Тв - такт выпуска; Ф - годовой фонд рабочего времени (Ф? 2070 часов) при односменной работе; где Nзап- программа запуска.

Тв = 2070*60/1700 = 73 мин/шт

Следовательно, производительность:

Q = 60/Тв = 60/73 = 0.82 шт/час

Из сравнения штучного времени сборки ячеек Tшт (Tшт= 84 мин) и такта выпуска Тв (Тв = 73 мин) следует, что технологический процесс сборки и монтажа, в котором используются ручные методы сборки, требует изменения с целью сокращения штучного времени. Для этого рекомендуется использовать автоматизированную установку компонентов на плату; селективную пайку элементов, устанавливаемых в отверстия; пайку поверхностно монтируемых компонентов в печи; оснастку для групповой отмывки печатных плат после пайки, проводить групповую сушку печатных плат после промывки.

1.8 Разработка схемы сборки электронной ячейки в серийном производстве

Схема сборки необходима для описания последовательности основных сборочных операций и служит источником данных для разработки маршрутного ТП.

Для сборки и монтажа прибора используется общая схема сборки с базовой деталью. В качестве базовой детали выбирается сборочная единица - основание корпуса, на которое устанавливается ячейка электронная.Для каждой сборочной единицы разрабатываются промежуточные схемы сборки, которые объединяются в общую схему сборки.

На первом этапе производится сборка передней панели устройства. Схема сборки передней панели опытного образца представлена на рисунке 1.8.1.

Рисунок 1.8.1 - Схема сборки передней панели

На следующем этапе собирается задняя панель, на которую устанавливаются разъемы.

Схема сборки задней панели представлена на рисунке 1.8.2.

Рисунок 1.8.2- Схема сборки задней панели

Схема сборки ячейки показана на рисунке 1.8.3.

Рисунок 1.8.3- Схема сборки ячейки электронной

К основанию прибора крепятся 3 ячейки. Остальные ячейки вставляются в основную плату. Схема сборки всего прибора показана на рисунке 1.8.4.

Рисунок 1.8.4- Схема сборки опытного образца

1.9 Разработка маршрутного технологического процесса сборки электронной ячейки в серийном производстве

Учитывая рекомендации по совершенствованию технологического процесса с целью снижения штучного времени, для сборки устройства в серийном производстве выбирается автоматизированная установка компонентов и пайка компонентов в печи; разрабатывается приспособление для намотки нарезки проводов.

Исходные данные для заполнения маршрутной карты для сборки устройства в серийном производстве представлены в таблице 1.9.1.

Таблица 1.9.1- Исходные данные для заполнения маршрутной карты для сборки устройства в серийном производстве

№ операции	Наименование операции	Оборудование	Время, сек
	Сборка основания корпуса
	Комплектование основания корпуса	Стол монтажный
	Подготовка основания корпуса к сборке (сверление отверстий)
	Монтаж пластин к основанию корпуса	Стол монтажный
	Сборка передней панели
	Комплектование деталей передней панели	Стол монтажный
	Подготовка передней панели к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Монтаж элементов на переднюю панель	Стол монтажный
	Сборка задней панели
	Комплектование деталей задней панели	Стол монтажный
	Подготовка задней панели к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Монтаж элементов на заднюю панель	Стол монтажный
	Сборка ячейки электронной
	Распаковка и комплектование ЭРЭ	Стол монтажный
	Нанесение паяльной пасты
	Установка КМП на плату	Автомат для установки КМП
	Пайка в многозонной печи	Многозонная печь
		Стол монтажный
	Пайка паяльником	Стол монтажный
	Обрезка выводов	Стол монтажный
	Промывка платы	Установка промывки
	Сушка платы	Установка сушки
	Функциональный контроль ячейки	Стенд контроля
	Сборка прибора
	Комплектование прибора	Стол монтажный
	Установка передней панели	Стол монтажный
	Установка задней панели	Стол монтажный
	Установка электронных ячеек на основание корпуса	Стол монтажный
	Установка электронных ячеек на основную плату	Стол монтажный
	Фиксация ячеек, установленных на основную плату	Стол монтажный
	Монтаж проводов	Стол монтажный
	Установка крышки прибора	Стол монтажный
	Функциональный контроль	Стенд контроля
	Маркировка	Стол монтажный
	Упаковка	Стол монтажный

Суммарное штучное время сборки ячейки в серийном производствеTшт = 73 мин. Полученное значение штучного времени сборки преобразователя напряжения равно такту для заданного объема выпуска (Тв = 73 мин/шт), что обеспечивает сборку устройства в серийном производстве в соответствии с производственной программой выпуска.

1.10 Разработка маршрутно-операционного технологического процесса

На основе маршрутного технологического процесса разрабатывается маршрутно-операционный технологический процесс. Исходные данные для маршрутно-операционного ТП представлены в таблице 1.10.1.

Таблица 1.10.1 Исходные данные для заполнения маршрутно-операционной карты для сборки устройства в серийном производстве

№ операции	Наименование операции	Оборудование и оснастка	Материалы и режимы
	Сборка основания корпуса
	Комплектование основания корпуса	Стол монтажный
	Распаковать тару	Тара упаковочная, ножницы
	Извлечь деталь корпуса из тары, проконтролировать визуально и положить в технологическую тару
	Повторить переход 02 для всех деталей основания корпуса
	Подготовка основания корпуса к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Извлечь основание из тары технологической	Тара технологическая
	Установить основание в приспособление для сверления
	Убрать основание в тару	Тара технологическая
	Монтаж пластин к основанию корпуса	Стол монтажный
	Извлечь основание корпуса, пластины и необходимое количество винтов из тары	Тара технологическая
	Закрепить пластину на основании корпуса винтами и положить основание корпуса в тару	Отвертка ручная
	Повторить переходы 01 - 02 для второй пластины
	Сборка передней панели
	Комплектование деталей передней панели	Стол монтажный
	Распаковать тару	Тара упаковочная
	Извлечь деталь передней панели из тары, проконтролировать визуально и положить в технологическую тару	Тара упаковочная, тара технологическая
		Тара технологическая
	Подготовка передней панели к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Извлечь переднюю панель из тары технологической	Тара технологическая
	Просверлить отверстие по чертежу
	Повторить переход 03 для всех отверстий
	Убрать переднюю панель в тару	Тара технологическая
	Монтаж элементов на переднюю панель	Стол монтажный
	Извлечь элементы передней панели из тары	Тара технологическая
	Установить элемент на переднюю панель и при необходимости закрепить винтами	Отвертка ручная
	Повторить переход 02 для всех элементов передней панели
	Сборка задней панели
	Комплектование деталей задней панели	Стол монтажный
	Распаковать тару	Тара упаковочная
	Извлечь деталь задней панели из тары, проконтролировать визуально и положить в технологическую тару	Тара упаковочная, тара технологическая
	Повторить переход 02 для всех деталей передней панели
	Набрать необходимое количество винтов и положить в тару технологическую	Тара технологическая
	Подготовка задней панели к сборке (сверление отверстий)	Стол монтажный
	Извлечь заднюю панель из тары технологической	Тара технологическая
	Установить панель в приспособление для сверления
	Просверлить отверстие по чертежу
	Повторить переход 03 для всех отверстий
	Убрать заднюю панель в тару	Тара технологическая
	Монтаж элементов на заднюю панель	Стол монтажный
	Извлечь элементы задней панели из тары	Тара технологическая
	Установить элемент на заднюю панель и при необходимости закрепить винтами	Отвертка ручная
	Повторить переход 02 для всех элементов задней панели
	Сборка ячейки электронной
	Распаковка и комплектование ЭРЭ	Стол монтажный
	Извлечь печатную платы из тары упаковочной и положить в тару технологическую	Тара упаковочная, тара технологическая
	Извлечь ЭРЭ из тары упаковочной, проконтролировать визуально на отсутствие внешних дефектов и положить в тару технологическую согласно чертежу и комплектовочной ведомости	Тара упаковочная, тара технологическая
	Повторить переход 01 для всех ЭРЭ
	Нанесение паяльной пасты	Устройство для нанесения паяльной пасты
	Извлечь печатную плату из технологической тары	Тара технологическая
	Установить печатную плату в установку
	Нанести паяльную пасту	Трафарет, ракель
	Извлечь печатную плату из установки
	Установка КМП на плату	Автомат для установки КМП
	Закрепить печатную плату в установке
	Провести установку элементов
	Извлечь печатную плату из установки и положить в тару	Тара технологическая
	Пайка в многозонной печи	Многозонная печь
	Извлечь печатную плату из тары	Тара технологическая
	Установить плату на транспортер
	Провести пайку
	Снять печатную плату и положить в тару	Тара технологическая
	Визуально проконтролировать качество пайки	Тара технологическая
	Установка КМО на печатную плату	Стол монтажный
	Извлечь компонент из тары и установить на печатную плату согласно чертежу	Тара технологическая
	Подогнуть выводы компонента	Плоскогубцы
	Повторить переходы 01- 02 для всех ЭРЭ, устанавливаемых на ПП
	Пайка паяльником	Стол монтажный
	Установить плату в приспособление для пайки плат
	Припаять выводы элемента к контактным площадкам	Паяльная станция	Припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Т°=260+200С
	Повторить переход 02 для всех КМО
	Проконтролировать качество пайки визуально
	Извлечь плату из приспособления для пайки и положить в тару	Тара технологическая
	Обрезка выводов	Стол монтажный
	Извлечь плату из тары	Тара технологическая
	Обрезать выводы ЭРЭ	Бокорезы
	Повторить переход 02 для всех ЭРЭ
	Положить плату в технологическую тару	Тара технологическая
	Промывка платы	Установка промывки
	Переложить плату из тары в тару для промывки
	Поместить тару с платами в установку промывки и выдержать в смеси при установленном режиме	Тара для промывки	Спирто-бензиновая смесь (1:1) Температура смеси То = 70±5оС, время t= 10-15
	Извлечь плату из тары для промывки, проконтролировать качество отмывки визуально и положить в тару	Тара технологическая, тара для промывки
	Сушка платы	Установка сушки
	Переложить плату из тары в поддон для сушки	Тара технологическая, поддон для сушки
	Повторить переход 01 для всех плат
	Поместить поддон с платами в сушильный шкаф и выдержать при установленном режиме	Поддон для сушки	Температура Т°= 60±50С, время t= 10 мин
	Извлечь поддон с платами из сушильного шкафа, поставить на стол и выдержать при комнатной температуре	Поддон для сушки	Температура комнатная, время t= 10-15 мин
	Переложить плату из поддона для сушки в тару технологическую	Поддон для сушки, тара технологическая
	Функциональный контроль ячейки	Стенд контроля
	Извлечь ячейку из тары и установить в стенд для контроля	Тара технологическая
	Проконтролировать функционирование ячейки согласно инструкции по контролю
	Извлечь ячейку из стенда и положить в тару	Тара технологическая
	Сборка прибора
	Комплектование прибора	Стол монтажный
	Извлечь из упаковочной тары компонент прибора и поместить его в тару технологическую	Тара упаковочная, тара технологическая
	Повторить переход 01 для всех компонентов прибора
	Установка передней панели	Стол монтажный
	Извлечь переднюю панель и основание корпуса из тары и установить на основание корпуса совместив с отверстиями в основании	Тара технологическая
	Зафиксировать переднюю панель с помощью винтов	Отвертка ручная
	Положить прибор в тару	Тара технологическая
	Установка задней панели	Стол монтажный
	Извлечь заднюю панель из тары и установить на основание корпуса совместив с отверстиями в основании	Тара технологическая
	Зафиксировать заднюю панель с помощью винтов	Отвертка ручная
	Положить прибор в тару	Тара технологическая
	Установка электронных ячеек на основание корпуса	Стол монтажный
	Извлечь прибор из тары	Тара технологическая
	Извлечь ячейку электронную из тары, совместив с отверстиями в основании
	Закрепить ячейку с помощью винтов	Отвертка ручная
	Повторить переходы 02-03 для остальных ячеек, монтируемых на основание
	Установка электронных ячеек на основную плату	Стол монтажный
	Извлечь ячейку электронную из тары и вставить в основную плату	Тара технологическая
	Повторить переход 01 для всех ячеек, монтируемых на основную плату
	Фиксация ячеек, установленных на основную плату	Стол монтажный
	Извлечь компоненты для фиксации из тары	Тара технологическая
	Зафиксировать ячейки с помощью винтов	Отвертка ручная
	Монтаж проводов	Стол монтажный
	Отмотать и отрезать провод длиной, указанной в чертеже	Тара технологическая, линейка, приспособление для нарезки проводов
	Снять изоляцию и зачистить концы провода с двух сторон	Острогубцы
	Облудить концы провода с двух сторон	Ванна для лужения	Припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76, температура ванны Т°=260+200С
	Произвести монтаж проводов согласно электромонтажному чертежу
	Повторить переходы 1-4для всех проводов разъема
	Установка крышки прибора	Стол монтажный
	Извлечь крышку прибора из тары и установить на основание корпуса, совместив с отверстиями в основании	Тара технологическая
	Закрепить крышку прибора винтами	Отвертка ручная
	Функциональный контроль	Стенд контроля
	Проконтролировать функционирование прибора согласно инструкции по контролю
	Маркировка	Стол монтажный
	Извлечь табличку из тары	Тара технологическая
	Нанести клей на табличку и приклеить на крышку корпуса прибора легким прижатием		Клей ПУ-2 ОСТ 4ГО.029.204
	Выдержать прибор на воздухе при комнатной температуре		Температура комнатная, время t= 30 мин
	Упаковка	Стол монтажный
	Извлечь прибор из тары и упаковать прибор в полиэтиленовый пакет	Ножницы, тара технологическая	Липкая лента
	Поместить полиэтиленовый пакет с прибором в упаковочную коробку
	Вложить сопроводительную документацию в упаковочную коробку
	Закрыть крышку упаковочной коробки и зафиксировать липкой лентой		Липкая лента

1.11 Эскизный техпроцесс

50 Установка элементов на переднюю панель

70 Монтаж элементов на заднюю панель

90 Установка КМП на плату

110 Установка КМО на печатную плату

120 Пайка паяльником

210 Установка электронных ячеек на основную плату

230 Монтаж проводов

240 Установка крышки прибора

Часть 2 РАЗРАБОТКА ОСНАСТКИ

2.1 Техническое задание на проектирование приспособления для нарезки проводов

2.1.1 Назначение

Приспособление предназначено для нарезки проводов заданной длины в приделах от 1см до 10см.

2.1.2. Требования к конструкции

Разработать конструкцию приспособления для нарезки проводов в размер, удовлетворяющую следующим требованиям:

- приспособление должно обеспечивать необходимый диапазон длины проводов;

- производительность приспособления должна соответствовать заданному объёму выпуска;

- приспособление должно иметь конструкцию, позволяющую легко заправлять катушки с проводами;

- приспособление для нарезки проводов должно быть рассчитано под ручную нарезку;

- конструкция приспособление для нарезки проводов должна быть простой в эксплуатации, иметь низкую стоимость при высокой производительности.

2.1.3 Кинематика

Рабочее движения ножа происходит в вертикальной плоскости.

2.1.4 Размещение и установка

Приспособление должно размещаться на столе монтажника.

2.1.5 Условия эксплуатации

Оснастка предназначена для работы в воздушной среде производственного помещения: температура окружающей среды от -20 до +600С, относительная влажность до 98% при температуре до 350С. Помещение должно быть проветриваемым, при работе резкие колебания температуры недопустимы.

Оснастка должна защищаться от попадания крупных частиц пыли, песка на рабочие поверхности.

При хранении оснастка должна быть упакована в тару в промасленной бумаге.

2.1.6 Указание мер безопасности

Во избежание несчастных случаев для работы с приспособлением допускается персонал, прошедший инструктаж.

2.1.7 Настройка

Производить пробный пуск приспособления для проверки усилий и направления ножа после сборки и смазки движущихся частей. При необходимости производить повторную настройку приспособления.

2.1.8 Надежность

Конструкция элементов оснастки и материалы элементов должны обеспечивать надежность, необходимую при мелкосерийном производстве. В конструкции приспособления максимально использовать стандартные, унифицированные и взаимозаменяемые изделия.

2.1.9 Источники данных

При разработке конструкции использовать прототипы оснастки, разработанные на кафедре «Конструирование и технология производства ЭС», базовом предприятии, на котором проходила технологическая практика, стандартные детали из каталога - справочника «Технологическая оснастка для холодно-листовой штамповки», атласов конструкций типовых деталей.

2.2 Конструкторские расчеты оснастки

Расчет усилия установки.

Так как производится обрезка провода круглого сечения прямым ножом, то расчёт ведется по следующей формуле

где - количество одновременно обрезаемых выводов, в данном случае.

- усилие прижима.

- площадь сечения проволоки

.

где - временное сопротивление разрыву материала.

Для обыкновенной углеродистой стали.

- число мест приложения усилия прижима, в данном случае.

где, - площадь под прижимом, .

.

Полученное в результате расчёта значение требуемого усилия удовлетворяет усилиям нарезки с использованием вспомогательных механизмов.

2.3 Описание последовательности сборки оснастки

Сборка приспособления производится в следующей последовательности: сборка катушки, сборка режущего ножа, сборка ограничителя; общая сборка полученных сборочных единиц, кожуха, линейки и зажима. Основанием сборки является платформа, на ней устанавливаются другие сборочные единицы. Втулки запрессовываются в отверстия.

2.4 Описание работы оснастки

Выполнение операции нарезки проводов:

1. Выставить ограничитель на необходимую длину проволоки с помощью линейки 4.

2. Отмотать проволоку необходимой длины с катушки.

3. Зафиксировать проволоку с помощью зажима.

4. Нажать на ручку ножа 2 до упора (произойдет отрезка провода).

5. Отпустить нож (он придет в исходное положение за счет пружины).

6. Положить отрезанный провод в тару технологическую.

1. Разработанный технологический процесс сборки и монтажа устройства CPNA-330 обеспечивает производство изделий в серийном производстве.

2. Приспособление для нарезки проводов позволяет снизить трудоемкость подготовительной операции и уменьшить штучное время сборки изделия.

Список используемых источников

1. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры / Под ред. Шахнова В.А., М.: Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2012.

2. Гриднев В.Н. Лекции по курсу «Технология ЭВС» 2007.

3. Журавлёва Л.В. Лекции по курсу «Технология ЭВС» 2009.

Размещено на Allbest.ur

Подобные документы

Анализ технологичности конструкции изделия, расчет показателей технологичности, разработка технологической схемы сборки. Анализ вариантов маршрутной технологии, выбор технологического оборудования и оснастки, проектирование технологического процесса.

курсовая работа , добавлен 12.06.2010


Разработка комплекта технологической документации на изготовление стробоскопа: анализ технологичности конструкции изделия, составление технологической схемы сборки изделия. Проведение анализа вариантов маршрутной технологии сборки и монтажа детали.

курсовая работа , добавлен 14.10.2010


Определение типа производства. Формирование технологического кода изделия. Расчёт технологичности конструкции и пути её повышения. Разработка технологической схемы сборки таймера. Выбор и описание оборудования и оснастки для сборочно-монтажных работ.

курсовая работа , добавлен 04.03.2015


Разработка технологии сборки и монтажа формирователей усилителя низкой частоты. Анализ маршрутной технологии, обоснования технологического оборудования, выбора оптимального варианта технологического процесса. Проектирование участка сборки и монтажа.

курсовая работа , добавлен 19.06.2010


Назначение устройства контроля энергоснабжения, его технические характеристики. Разработка структурной схемы. Расчет надежности устройства. Маршрут изготовления и этапы технологического процесса сборки изделия. Анализ технологичности конструкции.

дипломная работа , добавлен 22.11.2016


Описание структурной схемы и принцип работы USB-ионизатора. Выбор радиоэлементов и их технические параметры. Разработка и изготовление печатной платы. Технический процесс сборки и монтажа узлов средств вычислительной техники. Внешний вид устройства.

курсовая работа , добавлен 29.04.2011


Разработка технологических процессов соответственно к единой системе подготовки производства измерителя H21э транзисторов. Анализ типа, условий и годовой программы выпуска. Маршрут конструкторской схемы сборки, выбор оборудования, оптимизация монтажа.

курсовая работа , добавлен 10.01.2011


Определение показателей технологичности конструкции приборов. Правила построения технологических схем сборки. Разработка технологического процесса сборки. Проектирование технологического оснащения и специализированного оборудования всех разновидностей.

реферат , добавлен 07.11.2008


Технологический процесс (ТП) как основа производственного процесса. Разработка ТП сборки и монтажа формирователей усилителя низкой частоты. Анализ конструкции изделия. Проектирование участка сборки и монтажа, оснастка для сборочно-монтажных работ.

курсовая работа , добавлен 21.06.2010


Рассмотрение технологичности конструкции усилителя тока. Изучение разработки схемы сборки с базовой деталью. Проведение технико-экономического сравнения вариантов маршрутной технологии. Основные правила техники безопасности при эксплуатации оборудования.

ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ СБОРКИ И МОНТАЖА ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ 1-го УРОВНЯ РАЗУКРУПНЕНИЯ МЭА

Сборка и монтаж являются одним из заключительных этапов производства МЭА, заключающимся в механическом и электрическом соединении в единое целое в соответствии с технической документацией совокупности деталей, узлов, приборов (как покупных, так и собственного изготовления) с целью изготовления МЭА.

Для правильно спроектированной МЭА, сборка и монтаж является последним этапом ее производства, в такой МЭА настроечно регулировочные работы отсутствуют, а контроль электрических и радиотехнических параметров собранных изделий является неотъемлемой частью технологического процесса (ТП) сборки и монтажа.

Трудоемкость сборочно-монтажных работ составляет 40--60 % общей трудоемкости изготовления МЭА. Трудоемкость изготовления электронных модулей 1-го уровня (ЭМ-1) разукрупнения МЭА- ЭМ-1 на печатных платах (ПП) - составляет около половины трудоемкости всех сборочно-монтажных работ. В связи с этим повышение производительности труда на сборке и монтаже ЭМ-1 за счет автоматизации ТП, является важнейшей задачей в деле совершенствования производства МЭА, одним из перспективных путей решения которой является создание ГПС сборки и монтажа ЭМ-1.

Конструкторско-технологическая характеристика ЭМ-1, изготавливаемых в ГПС сборки и монтажа

Определение основных конструкторско-технологических характеристик ЭМ-1 предполагает анализ: элементной базы ЭМ-1 с позиций ее конструкторско-технологической классификации, вариантов поставки, предъявляемых к ней технических требований; конструкторско-технологических особенностей монтажно-коммутационных оснований (печатных плат); типовых конструкций ЭМ-1; типовых ТП сборки и монтажа ЭМ-1 в условиях ГПС. Перейдем к последовательному рассмотрению перечисленных выше вопросов.

Краткая конструкторско-технологическая характеристика элементной базы ЭМ-1

Элементная база РЭА (ЭМ-1 в том числе) состоит, в основном, из изделий электронной техники (ИЭТ) и электротехники, которые по своим конструкторско-технологическим особенностям подразделяются на 10 групп:

неполярные ИЭТ с цилиндрической или прямоугольной формой корпуса и осевыми выводами (резисторы, конденсаторы и др);

полярные ИЭТ с цилиндрической формой корпуса и осевыми выводами (диоды, конденсаторы);

ИЭТ с прямоугольной и дисковой формами корпуса и двумяоднонаправленными выводами (конденсаторы и д.);

полярные ИЭТ с цилиндрической формой корпуса и двумя одно направленными выводами (конденсаторы электролитические и др.);

ИЭТ с цилиндрической формой корпуса с двумя и более параллельными выводами;

ИЭТ с прямоугольной формой корпуса с двумя и более однонаправленными выводами (ИС в корпусах "Тропа", "Посол" и др.);

ИЭТ с цилиндрической формой корпуса с двумя и более однонаправленными выводами (транзисторы и ИС в корпусах типа "ТО" и Др.);

ИЭТ с прямоугольной и цилиндрической формой пластмассового корпуса с тремя однонаправленными выводами (транзисторы в корпусах типа КТ и др.) ;

ИЭТ с прямоугольной формой корпуса и двухсторонним расположением выводов, перпендикулярно основанию корпуса (ИС, резисторные диоды и транзисторные сборки в корпусах типа 2 (ДИП) и др.) ;

ИЭТ с прямоугольной формой корпуса и 2- или 4- сторонним расположением выводов параллельно корпуса (ИС, резисторные диодные транзисторные сборки в корпусах типа 4, и др.).

Таким образом перечисленные радиоэлементы, полупроводниковые приборы, интегральные микросхемы, электрические характеристики (разъемы) характеризуются следующими параметрами: массой, габаритными размерами, жесткостью выводов, точностью изготовления корпусов, конфигурацией, наличием и видом ключей, видом поставки, допустимыми величинами механических воздействий на корпус и выводы (растягивающих и сжимающих усилий, возникающих в процессе формовки выводов). Промышленностью выпускаются радиоэлементы, микросхемы различной формы корпуса:

прямоугольной формы с планарными выводами (габаритные размеры: А X В - 7,5 X 7,5 мм; А X В - 52,5 X 22,5 мм);

цилиндрической формы с осевыми выводами (габаритные размеры Д X Н-2Х 6мм; ДХН-20Х 26мм);

цилиндрической формы с радиальными выводами (габаритные размеры: Д X Н - 4,5 X 3 мм; Д X Н - 25 X 10 мм);

дисковой формы габаритные размеры: Д X Н 5,0 X 1 мм; Д X Н -17X5 мм);

квадратной формы (габаритные размеры: А X В 4,5 X 4,5 мм; А X В 25X25 мм);

прямоугольной формы (габаритные размеры: АХВ95Х6,5мм; АХ В 59,5X26,5 мм).

Высота корпуса перечисленных радиоэлементов колеблется в пределах от 2,5 до 50 мм, а их масса - от десятых долей граммов до сотен граммов.

Выводы радиоэлементов, микросхем имеют круглое или прямоугольное сечение. Длина выводов колеблется от 4 до 40 мм. Для выводов используются материалы: медь, платинит, ковар с модулями упругости для указанного материала Е = 2,1 X 10 ~6 -г 2,5 X 10 Т6 кг/см2.

Особенности состояния поставки элементной базы для условий автоматизированной сборки МЭА (ЭМ-1) в условиях ГПС

ИЭТ одного типоразмера, выпускаемые различными предприятиями-изготовителями, должны иметь единое конструктивное исполнение габаритно-присоединительные размеры и должны изготавливаться по единой конструкторско-технологической документации.

Для автоматизации операций ориентации ИЭТ и контроля правильности установки его в электронных модулях при выполнении сборочно-монтажных работ ИЭТ должны иметь четко выраженный и конструктивно оформленный ключ. Ключ, выполненный в виде скоса (выступа, выемки и прочее) на корпусе элемента располагается в зоне первого вывода. Нумерация остальных выводов ведется слева направо или по часовой стрелке снизу, т.е. со стороны расположения выводов. Для некоторых ИЭТ ориентация при установке в МЭА либо не имеет значения, например, для неполярных ИЭТ резисторов, либо обеспечивается за счет упаковки. Так, неполярные ИЭТ - диоды - при упаковке в липкую ленту располагаются таким образом, чтобы все положительные выводы были направлены в одну сторону, а отрицательные -- в другую. Лента с положительными выводами при этом обязательно должна быть цветной.

Важнейшее значение для обеспечения возможности эффективной автоматизации имеет упаковка ИЭТ. В соответствии с нормативно-техническими документами ИЭТ должны поставляться в следующем виде.

ИЭТ 1-й и 2-й групп поставляются вклеенными в двухрядную липкую ленту. Шаг вклейки 5 зависит от диаметра (ширины) элемента и должен быть кратен 5 мм. Ширина липкой ленты а равна 6 или 9 мм. Расстояние между лентами Ъ определяется длиной корпуса ИЭТ и может быть 53, 63 или 73 мм. Полярные ИЭТ вклеиваются в ленту в однозначно ориентированном положении. Положительные выводы ИЭТ вклеиваются в цветную ленту.

ИЭТ 3-й, 4-й, и 8-й групп с проволочными выводами, а также транзисторы поставляются вклеенными в однорядную перфорированную ленту (рис. 1). Ширина ленты а - 18 мм. Шаг вклейки (шаг перфорированных отверстий) s в зависимости от размера корпуса ИЭТ составляет 12>7 или 15 мм. Расстояние между выводами ИЭТ b равно 2,5 или 5 мм.

В ряде случаев допускается поставка в однорядной ленте и ИЭТЭ 1-й и 2-й групп, когда они устанавливаются на печатные платы в вертикальном положении. Допускается также поставка ИЭТ 3-й и 4-й групп вклеенными в двухрядную ленту, что обеспечивает возможность их установки на печатные платы на автоматах, предназначенных для установки резисторов (в условиях отсутствия специального технологического оборудования для установки ИЭТ, упакованных в однородную ленту) .

ИЭТ, упакованные в ленты поставляют на катушках вместимостью от одной до пяти тысяч штук ИЭТ с межслойной прокладкой, исключающей повреждения изделий и их выводов.

ИЭТ 5-й, 6-й, 7-й, и 9-й групп, как правило, поставляются ориентированными в специальных прямоточных одноручьевых технологических кассетах.

ИЭТ 10-й группы поставляются в индивидуальной таре-спутнике, исключающей деформацию корпуса и выводов при их хранении и транспортировании, а также обеспечивающей возможность свободного доступа к выводам для автоматизированного контроля их параметров. Тара-спутник выполняется двухдетальной из антистатических материалов. Интегральные схемы (ИС) размещаются в ней строго однозначно - крышкой вниз и с ключом, расположенным в сторону двух пазов тары-спутника.

Обратимся теперь к рассмотрению основных технических требований, предъявляемых в ИЭТ по их стойкости к технологическим воздействиям. К числу таких требований относятся следующие.

Конструкция ИЭТЭ должна обеспечивать трехкратное воздействие групповой пайки и лужения выводов горячим способом без применения теплоотводов и образование надежного паяного соединения при температуре пайки не выше 265 °С в течение не более 4 с.

Выводы и контактные площадки ИЭТ должны обеспечивать паяемость с использованием спирто-канифольных не активированных флюсов и спирто-канифольных не коррозионных слабоактивизированных флюсов (не более 25 % канифоли) без дополнительной подготовки в течение 12 месяцев с момента изготовления.

Рис.1

Основные технические требования, выдвигаемые применительно к ПП для ЭМ-1, изготавливаемой в условиях ГПС сборки и монтажа

1. ПП должны быть прямоугольной формы с соотношением сторон не более чем 1:2. Это необходимо для того, чтобы обеспечить достаточную жесткость печатной платы при воздействии на нее механических усилий со стороны автоматической укладочной головки ГПС.

2. Для фиксации ПП на координатном столе сборочного автомата в конструкции печатных плат должны быть предусмотрены базовые фиксирующие поверхности, от которых производится отсчет координат монтажных отверстий или контактных площадок. Для автоматизированной сборки в качестве базовых фиксирующих поверхностей можно выбирать отверстия (например, крепежные), расположенные возле одной из сторон ПП или по диагонали. Точность расположения фиксирующих отверстий должна быть не ниже ± 0,05 мм. Для автоматической сборки в качестве базовых фиксирующих поверхностей следует выбирать две взаимопенпердикулярные стороны (например, в нижнем левом углу платы). Базирование на угол платы облегчает автоматическую замену любых ПП, в том числе и разных типоразмеров, на сборочном автомате. Базирование на отверстия обеспечивает возможность автоматической замены плат только одного типоразмера.

Предельные отклонения монтажных отверстий и контактных площадок от базовых поверхностей должны быть не более ± 0,1 мм.

3. ПП должны иметь зоны, свободные от ИЭТ, для фиксации их в направляющих координатного стола сборочного автомата, накопителях ПП и транспортной таре. Эти зоны располагаются, как правило, вдоль длинных краев ПП на расстоянии 5 мм -- для бытовой аппаратуры, и на расстоянии не менее 2,5 мм -- для аппаратуры специального назначения.

Перечисленные основные конструкторско-технологические признаки и особенности ИЭТ накладывают существенные ограничения на методы и технические средства пространственного манипулирования, предъявляют особые требования к обеспечению технологичности конструкции ЭМ-1 как объекта автоматической (роботизированной) сборки, прогнозированию и оценке показателя собираемости ЭМ-1, достижению требуемого уровня типизации и унификации конструкторско-технологических решений ЭМ-1, а также элементов конструкции ТМ ГПС сборки и монтажа ЭМ-1.

Кратная конструкторско-технологическая характеристика ЭМ-1 как объектов автоматизированной сборки и монтажа в ГПС

С позиций сбор и монтажа ЭМ-1 делятся на три группы: ЭМ-1 на ИС со штырьковыми выводами; ЭМ-1 на ИС с планарными выводами; ЭМ-1 на дискретных ИЭТ.

Определяющим признаком технологической классификации является тип элементной базы ЭМ-1, так как именно от нее зависит тип и характер технологического процесса, который должен быть использован при изготовлении электронного модуля. Однако на практике чаще всего встречаются различные комбинации состава элементной базы, что приводит к необходимости использования различных технологических процессов. При этом особенно важна принятая последовательность выполнения операций технологического процесса.

Электронные модули изготовления в условиях ГПС должны удовлетворять следующим техническим требованиям:

электронный модуль должен быть функционально законченным с тем, чтобы его изготовление, в том числе электрический контроль, можно было организовать на специализированном производстве (участке);

для обеспечения возможности применения групповой пайки волной припоя все ИЭТ со штырьковыми выводами должны располагаться на печатной плате только с одной ее стороны. Для ИЭТ с планарными выводами расположение с двух сторон печатной платы;

автоматизированной установке на печатные платы подвергаются только те ИЭТ, которые не требуют дополнительного крепления;

вокруг ИЭТ, устанавливаемый на ПП, должны быть предусмотрены свободные зоны -- зоны работы инструмента установочных головок. Для повышения плотности монтажа допускается применение принципа "наложения" свободных зон. При этом обязательной становится необходимость соблюдения такой последовательности установки ИЭТ на плату, при которой первым устанавливается ИЭТ с более широкой зоной, а в последнюю с наименьшей зоной.

Типовые схемы сборки применительно к типовым конструкциям электронных модулей приведены на рис. 2, 3 и 4.

Рис. 2

Рис. 3 - Схема технологического процесса сборки ЭМ-1 на ИС с планарными выводами

Рис. 4

Из указанных рисунков видно, что сборочно-монтажные работы при изготовлении ЭМ-1 представляют собой комплекс различных по характеру механических, физических и химических процессов, сочетающихся между собой в технологическом процессе в различной последовательности.

Об этом свидетельствуют такие примеры:

формовка выводов, установка и крепление на печатных платах электрорадиоэлементов и интегральных схем -- механические процессы;

обезжиривание, склеивание, отмывка от остатков флюсов после пайки -- химические процессы;

лужение, пайка, сварка -- физико-химические и физике-металлургические процессы

обжимка, накрутка монтажных соединений - физико-механические процессы и т. д.

Все эти обстоятельства серьезно повлияли на необходимость обеспечения требуемого уровня автоматизации технологических процессов сборки и монтажа ЭМ-1.

Список литературы

1. Р.И. Гжиров, П.П. Серебреницкий. Программирование обработки на станках с чпу. Справочник, - Л.: Машиностроение, 1990. - 592 с.

2. Роботизированные технологические комплексы / Г. И. Костюк, О. О. Баранов, И. Г. Левченко, В. А. Фадеев - Учеб. Пособие. - Харьков. Нац. аэрокосмический университет «ХАИ», 2003. - 214с.

3. Н.П.Меткин, М.С.Лапин, С.А.Клейменов, В.М.Критський. Гибкие производственные системы. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 309с.

4. Гибкие робототехнические системы / А. П. Гавриш, Л. С. Ямпольский, - Киев, Головное издательство издательского объединения “Вища школа”, 1989. - 408с.

5. Широков А.Г. Склады в ГПС. - М.: Машиностроение, 1988. - 216с.

6. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник в 3-х т. Т. 3: Проектирование станочных систем /Под общей ред. А.С. Проникова - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана; Изд-во МГТУ «Станкин», 2000. - 584 с.

8. Иванов Ю.В., Лакота Н.А. Гибкая автоматизация производства производства РЭА с применением микропроцессоров и роботов: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1987. - 464 с.

9. Промышленные роботы: Конструкция, управление, эксплуатация. / Костюк В.И., Гавриш А.П., Ямпольский Л.С., Карлов А.Г. - К.: Высш.шк., 1985. - 359

10. Гибкие производственные комплексы /под.ред. П.Н.Белянина. - М.: Машиностроение, 1984. - 384с.

При производстве радиоэлектронной аппаратуры на базе мик­роэлектроники к выполнению соединений микроэлементов внут­ри микросхем, а также к монтажу микросхем в узлы и блоки предъявляются специфические требования.

Методы монтажа, пайки и сварки, используемые при производ­стве микросхем, отличаются от методов, используемых при произ­водстве функциональных узлов и микромодулей. Это обусловлено тем, что большинство полупроводниковых материалов и диэлектри­ческих подложек из керамики и стекла обладают низкой теплопро­водностью, узкой зоной пластичности и малой сопротивляемостью к воздействию термических и механических напряжений.

Полупроводниковые интегральные микросхемы в отличие от тонкопленочных имеют на порядок более высокую разрешающую способность рисунка, позволяющую увеличить плотность разме­щения микроэлементов (т. е. повысить степень интеграции). По срав­нению с толстопленочными интегральными микросхемами сте­пень интеграции повышается больше чем в сто раз.

Внутренний монтаж любых микросхем включает в себя техно­логические операции по установке и закреплению одной или не­скольких микросхем в корпусе и выполнению внутримикросхем-ных соединений. Для сборки и монтажа микросхем применяют различные установки. Так, для сборки кристаллов полупроводни­ковых интегральных микросхем размером от 0,6 х 0,6 до 1,8 х 1,8 мм используется установка ЭМ-438А, а для монтажа нескольких кри­сталлов в один корпус - установка ЭМ-445. Крепление кристалла микросхемы осуществляется методом пайки или приклейкой.

Внутримикросхемные соединения между напыленными на кри­сталлы контактными площадками микросхемы и выводами ее корпуса выполняют с помощью проволочных перемычек, в каче­стве которых используются медные, алюминиевые и золотые мик­ропровода толщиной от 8 до 60 мкм.

В зависимости от сочетания применяемых материалов и конст­рукции выводов при сборке микросхем для соединения использу­ется микросварка (термокомпрессионная, ультразвуковая, кон­тактная, электронно-лучевая, лазерная) или микропайка.

Наиболее широкое применение получили термокомпрессион­ная и ультразвуковая микросварка и микропайка.

Термокомпрессионная микросварка заключается в одновремен­ном воздействии на свариваемые металлы давления и повышен­ной температуры. Соединяемые металлы разогреваются до опре­деленной температуры (начала рекристаллизации), при которой начинается сцепление (диффузия) очищенных от окислов по­верхностей металлов при приложении даже небольшой нагрузки. Этот способ позволяет присоединять электрические выводы тол­щиной не более нескольких десятков микрон к контактным пло­щадкам кристаллов, размеры которых не превышают 20...50 мкм. В процессе соединения микропровод из алюминия или золота прикладывают к кристаллу полупроводника и прижимают на­гретым стержнем.

Основными параметрами, определяющими режим термокомп­рессионной микросварки, являются удельное давление, темпера­тура нагрева и время сварки.

При термокомпрессионной микросварке необходим тщатель­ный контроль этих параметров.

Область применения термокомпрессионной микросварки очень широка. Она является основным методом присоединения выводов к полупроводниковым кристаллам, используется также для при­соединения проволочных микропроводников к напыленным кон­тактным площадкам микросхем, для монтажа БИС и микросбо­рок. С помощью термокомпрессионной микросварки осуществля­ется групповая сварка микросхем с планарными выводами, а так­же прецизионная микросварка элементов с минимальной толщи­ной проводников (до 5 мкм).

Ультразвуковая микросварка позволяет получить надежное со­единение металлов с окисными поверхностями кристаллов при минимальном тепловом воздействии на структуру чувствительных к нагреву элементов микросхем. Этот вид микросварки применя­ется для соединения металлов, имеющих различные электро- и теплопроводность, а также для соединения металлов с керамикой и стеклом.

Отечественной промышленностью выпускаются ультразвуковые установки для присоединения микропровода или микроленты (ди­аметром до 60 мкм) из алюминия и золота к кристаллам полупро­водниковых микросхем, для осуществления внутрикорпусного мон­тажа микросхем, а также для сборки БИС и микросборок.

Оборудование для монтажа полупроводниковых приборов и микросхем методом ультразвуковой микросварки состоит из уль­тразвуковой сварочной установки, принцип действия которой ос­нован на возбуждении преобразователем механических колебаний ультразвуковой частоты в месте свариваемых деталей, и устрой­ства для фиксации микросхемы.

В качестве преобразователей электрической энергии в механи­ческие колебания используются магнитострикционные и пьезоэ­лектрические устройства.

При ультразвуковой сварке неразъемное соединение металлов образуется в результате совместного воздействия на детали меха­нических колебаний с частотой 15...60 кГц, относительно неболь­ших сдавливающих усилий и теплового эффекта, сопровождаю­щего сварку. В результате в сварной зоне появляется небольшая пластическая деформация, которая обеспечивает надежное соеди­нение деталей.

В последние годы для монтажа микросхем широко применяет­ся комбинированный способ, основанный на термокомпрессии с косвенным импульсным нагревом и наложением ультразвуковых колебаний.

Микропайка может осуществляться мягкими и твердыми при­поями. Основными достоинствами микропайки являются ее отно­сительная простота и возможность соединения деталей сложной конфигурации, что трудно выполнить при микросварке.

К мягким припоям относятся сплавы олова и свинца, индия и галлия, олова и висмута, обладающие низкой температурой плав­ления (обычно 140...210 °С). Эти припои наиболее часто приме­няются при пайке в интегральных микросхемах.

При микропайке микросхем мягкими припоями соединяемые металлы должны быть металлургически и химически совместимыми, не должны образовывать сплавов с большим сопротивлением и ин­терметаллических хрупких соединений в месте контакта; припои дол­жны быть инертными при рабочей температуре схемы и полностью удаляться с места соединения и с окружающей его поверхности.

К твердым (высокотемпературным) припоям относятся сплавы на основе серебра ПСр45 и ПСр50, имеющие температуру плав­ления до 450... 600 °С. Эти припои используются для герметизации корпусов микросхем, для соединения серебряных или посереб­ренных деталей (так как припои на основе олова - свинца ра­створяют значительное количество серебра, изменяя характерис­тики контакта) и др.

В настоящее время разработаны высокотехнологичные спосо­бы микропайки. Одним из таких способов является микропайка в атмосфере горячего (до 400 °С) инертного газа или водорода, при которой предварительно облуженный участок обдувается из ми­ниатюрных сопл горячей струей газа. Этот способ обеспечивает высокую производительность, кроме того, позволяет исключить применение флюса.

Процесс пайки упрощается при использовании дозированного припоя в виде таблеток или пасты, который предварительно на­носится на места соединений. Этот способ обеспечивает точ­ный контроль количества тепла в месте сварки, а при использова­нии средств автоматики позволяет регулировать время протека­ния тока и его величину.

Для механизированной микропайки характерны шаговые пе­ремещения паяльного инструмента, обычно осуществляемые по программе, и прижим инструментом паянного соединения во вре­мя пайки. Автоматизация процессов пайки при соединении ин­тегральных микросхем с монтажной платой наряду с повышени­ем производительности труда обеспечивает повышение качества соединений.