Глава 5. Основные этапы изготовления печатных плат
Число восстановленных контактных площадок, связанных с печатными проводниками, не должно превышать 2 % общего числа контактных площадок на ПП (не более 10). В группе контактных площадок для многовыводного элемента допускается не более одной восстановленной контактной площадки.
Ремонт печатных проводников. При ремонте печатных проводников необходимо обратить внимание на длину разрыва или сужения проводников:
• при длине разрыва или сужения менее 2 мм и расстоянии от разрыва или сужения до контактной площадки не менее 4...5 мм перемычки из медной фольги толщиной 35...50 мкм, покрытые припоем ПОС-61, накладываются на печатный проводник внахлестку на длине не менее 3 мм, в соответствии с рис. 5.60, а припаиваются или привариваются к нему, заливаются эпоксидным компаундом для предотвращения отслоения перемычки при последующей пайке;
• при длине разрыва 2...20 мм перемычка из медной проволоки, покрытая припоем ПОС-61, накладывается на печатный проводник внахлёстку на длине не менее 3 мм, в соответствии с рис. 5.60, б и припаивается к нему.
Площадь поперечного сечения перемычки должна быть не менее площади поперечного сечения ремонтируемого печатного проводника. Затем перемычку заливают эпоксидным компаундом для обеспечения дополнительной прочности и заполнения зазора между перемычкой и поверхностью ПП. Перемычки на ОПП можно изготавливать также из изолированного монтажного провода (рис. 5.60, в);
• при длине разрыва или отслоения свыше 20 мм припаиваются пере-
мычки из изолированного провода, при этом:
1) удаляются отслоившиеся участки печатного проводника;
2) перемычка прокладывается вдоль трассы, по которой проходил проводник;
3) площадь поперечного сечения перемычки должна быть не меньше площади поперечного сечения ремонтируемого проводника;
Ремонт ПП
393
4) при длине перемычки более 60 мм места приклеивания перемы-
чек к ПП должны быть расположены на расстоянии не более
40 мм друг от друга и не более 15 мм от места пайки;
5) перемычка, подходящая к переходному отверстию, впаивается в
это отверстие.
Число отремонтированных печатных проводников на ПП не должно
превышать 1 % числа отверстий (контактных площадок), но не более 10-ти.
На одном печатном проводнике допускается восстанавливать не более двух
разрывов.
Ремонт основания ПП, Ремонт основания ПП осуществляется следующим образом:
• посторонние включения удаляются режущим,инструментом, а образовавшиеся неровности заполняются эпоксидным компаундом заподлицо с поверхностью основания;
• трещины, расслоения, вздутия, сколы основания, не подходящие под проводящий рисунок, заливают заподлицо с поверхностью основания эпоксидным компаундом, предварительно удалив расслоившийся участок дефектных мест режущим инструментом;
• лишние отверстия заливают эпоксидным, компаундом; при заливке металлизированных отверстий металлизацию предварительно высверливают.
Число отремонтированных мест не должно быть более трех на 1 дм2 поверхности ПП и не более 10-ти на всей поверхности ПП.
Ремонт маркировочных знаков. Маркировочные знаки исправляют маркировочной краской, при этом их число не ограничено.
Короткое замыкание токопроводящих участкрв ПП устраняют:
• на ОПП, ДПП и наружных слоях МПП путем удаления замыкающей перемычки режущим инструментом;
• на внутренних слоях МПП — разрывом печатного проводника путем высверливания места дефекта; при этом полученное отверстие заливают эпоксидным компаундом, а нарушенные электрические связи восстанавливают перемычками из монтажного провода;
• на металлизированные стенки монтажного отверстия МПП — высверливанием металлизированных стенок отверстия и заменой их арматурой перехода. Перед установкой арматуры перехода стенки отверстия изолируют эпоксидным компаундом или другим термостойким материалом. Диаметр сверла при этом
должен быть на 0,1...0,2 мм больше номи-
нального диаметра отверстия с изоляцион
ным покрытием. Нарушенные электриче-.
ские связи восстанавливают перемычками
из монтажного провода.
Ремонт по восстановлению отсутствующих
электрических связей. На внутренних слоях МПП отсутствующие электрические связи восстанавливают перемычками, устанавливаемыми на готовую МПП (рис. 5.61).
Виды брака печатных плат.
| Вздутие фольги | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Отсутствие металлизации в отверстии | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Отслоение СПФ | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Отслоение контактных площадок и проводников | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Крупнозернистое покрытие | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Отслоение гальванического покрытия | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Смещение отверстий | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Заусенцы | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Узкие контактные площадки | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Порванные проводники | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Трещины в металлизированных отверстиях | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Недостаточная металлизация отверстий | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
| 
| |
| Заросшие отверстия | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Протрав проводников | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Отслоение фольги | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Ошибка в фотооригинале | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Короткое замыкание из-за расплавленного припоя | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Неметаллические включения в диэлектрике | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Металлические включения в диэлектрике | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Смещение контактных площадок | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Деформация плат | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Плохая растекаемость припоя | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Нарушение металлизации при штамповке | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Смещение стекла при экспонировании | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Усадка материала | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Перевернутое зеркальное изображение | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
| 
| |
| Наволакивание смолы в отверстия | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Риски и царапины на материале | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| На выдержанные размеры при штамповке | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
| 
| |
| Поломка сверла | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Залипание смолы на контактные площадки | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Неверный диаметр отверстий | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
| 
| |
| Подтравливание проводников | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Неверный диаметр базовых отверстий | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
| 
| |
| Занижена толщина покрытия | |||
| Эскиз изделия | |||
| Годного | Бракованного | ||
| Медной фольги | 
| 
| |
| Защитного | 
| 
| |
| Разбиты базовые отверстия | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
| 
| |
| Непротрав | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Недостаточное раздублирование | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
| Не выдержаны размеры при фрезеровании плат по контуру | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
| 
| |
| Не нанесено защитное технологическое покрытие | ||
| Эскиз изделия | ||
| Годного | Бракованного | |
|
| |
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ Часть IV
Технология сборки и монтажа РЭС.
Трудоемкость сборочно-монтажных работ составляет 40-70% общей трудоемкости изготовления РЭС. Сборочно-монтажные работы осложнены широкой номенклатурой входных элементов малого размера и массы, большим объемом и трудоемкостью регулировочных и контрольных операций.
Сборка представляет собой совокупность технологических операций механического соединения деталей и ЭРЭ в изделии или его части, выполняемая в определенной последовательности для обеспечения заданного их расположения и взаимодействия.
Монтажом называется ТП электрического соединения ЭРЭ и изделия в соответствии с принципиальной электрической или электромонтажной схемой. Монтаж производится с помощью печатных проводных или тканых плат, одиночных проводников, жгутов и кабелей. Основу монтажно-сборочных работ составляют процессы формирования электрических и механических соединений
Процесс сборки может быть стационарным или подвижным, с концентрацией или дифференциацией операций. Стационарной называется сборка, при которой собираемый объект неподвижен, а к нему подаются необходимые сборочные элементы. При подвижной сборке сборочная единица перемещается по конвейеру вдоль рабочих мест, за каждым из которых закреплена определенная часть работы. Перемещение объекта сборки может быть свободным по мере выполнения закрепленной операции или принудительным в соответствии с ритмом процесса.
При сборке по принципу концентрации операций на одном рабочем месте производится весь комплекс работ по изготовлению изделия или его части, характерен для единичного производства.
Соединение свинчиванием обеспечивает высокие прочностные характеристики аппаратуры и возможность быстрой разборки. В единичном и мелкосерийном производстве сборку резьбовых соединений проводят в основном в ручную при помощи ключей, отверток и других инструментов. В серийном производстве для сборки резьбовых соединений применяют механизированный инструмент (электроотвертки, гайковерты, шпильковерты и т.д.) при этом винты, гайки и шпильки подаются, как правило, вручную. В настоящее время применяют механизированные инструменты с автоматической подачей крепежа. При крупносерийном и массовом производстве резьбовые соединения следует выполнять на специальных автоматах и автоматизированных робототехнологических комплексах.
Соединение методом пластического деформирования имеет несколько разновидностей: склепывание (клепка, расклепка), запрессовка, развальцовка. Соединение склепыванием применяют для изделий, работающих при высоких температурах и давлениях; для соединения металлических деталей с металлическими. Основной деталью соединения является заклепка с полукруглой головкой. Получили распространение более технологичные конструкции заклепок, в частности, трубчатые и полутрубчатые, расклепка и развальцовка которых менее трудоемка.
Основными технологическими переходами при склепывании являются сверление или пробивка отверстий; соединение склепываемых деталей; развертывание соединяемых деталей для обеспечения соосности; установка заклепки; склепывание давлением или ударом. Для выполнения соединения склепыванием используют механические эксцентриковые, пневматические, электромагнитные, вибрационные и другие прессы. В крупносерийном и массовом производстве применяют клепальные полуавтоматы и автоматы, выполняющие пробивку отверстий, вставку заклепок и осадку их головок. Наибольшую производительность обеспечивают роторные многопозиционные прессы.
Соединение деталей запрессовкой проводится в холодном состоянии давлением или ударом. Усилие запрессовки зависит от натяга. Материала сопрягаемых деталей, и точности и шероховатости. Основными условиями обеспечения высокого качества сборки запрессовкой деталей с натягом является точное направление запрессовываемой детали приспособлением в процессе запрессовки; осевое приложение усилий запрессовки к базовым опорам; создание плавающих опор в приспособлениях для центрирования собираемых деталей; контроль собираемых деталей по погрешности формы; контроль за усилием запрессовки.
Развальцовку применяют для сборки деталей из хрупких материалов. При этом инструменту (вальцовке) помимо осевого перемещения сообщается вращательное.
Сварка – процесс получения неразъемного соединения за счет расплавления и совместной кристаллизации двух свариваемых материалов или без расплавления в результате электронного взаимодействия свариваемых материалов. В производстве ЭА применяют сварку электронным и световым лучом, диффузную сварку, термокомпрессионную, ультразвуковую, холодную сварку давлением. Важнейшим направлением совершенствования технологических процессов сварки является их механизация и автоматизация, использование сварочных роботов.
Склеивание – процесс соединения различных материалов с помощью клеев. Склеивание как метод сборки при производстве ЭА находит все большее распространение. Клеящие вещества удерживают соединяемые детали силами адгезии. Склеивание – наиболее рентабельный, а нередко единственный метод соединения разнородных материалов: резины с металлом, пластмассы с металлом, стеклами, ситаллами, керамикой и др. склеивание является основной операцией в производстве слоистых пластиков, фольгированных диэлектриков, многослойных ПП. С помощью клея можно надежно крепить на платах навесные элементы. Соединения, получаемые склеиванием, обладают теплоизолирующими, звукопоглощающими, демпфирующими свойствами, герметичностью. Склеивание отличается простотой технологии, применяется в поточном производстве, имеет низкую себестоимость сборки.
Пайка – процесс соединения металлических деталей при помощи расплавленного припоя, вводимого в зону соединений деталей. При монтаже ЭА применяют в основном мягкие оловянные – свинцовые припои. Для пайки необходимо флюсы, чтобы защитить основной металл и припой от окисления, растворить образовавшиеся окислы, смочить поверхность металлов и обеспечить лучшее растекание припоя. Используют трубчатый припой с флюсом, который можно дозировано подавать к месту пайки. Пайка твердым припоем обеспечивает высокую прочность швов и применяется для сборки изделий, например волноводов.
В настоящее время используют разнообразные способы пайки: паяльником, погружением, волной припоя, паяльными муфтами, паяльными пастами в термопечах и др. пайку можно проводить в вакууме, в нейтральной или восстановительной среде, предохраняющей место пайки от окисления, с наложением ультразвуковых колебаний. Нагрев при пайке осуществляется жалом паяльника, в ваннах, печах, с помощью горелок, токами высокой частоты, на электроконтактных машинах. Перед пайкой необходимо совместить с определенной точностью соединяемые припоем поверхности.
Намотка – процесс механической или ручной укладки провода на каркас или оправку при изготовлении катушек контуров, обмоток трансформаторов, дросселей, реле, резисторов и других элементов ЭА. Обмотка – конструктивная часть намоточного узла состоящей из намотанного материала, выводов, отводов, внутренней, промежуточной и внешней изоляции. Намотка - сложная и трудоемкая сборочная операция, включающая несколько технологических переходов. Для повышения производительности и снижения трудоемкости изготовления различных обмоток (особенно в крупносерийном и массовом производстве) в настоящее время разрабатываются и внедряются автоматические намоточные станки, обеспечивающие установку каркасов на оправку, намотку провода на каркас, крепление витков, производство выводов, их зачистку и лужение, съем готовой продукции.
Накрутка – метод получения контактных соединений между жилой (проводником) и штырем с острыми кромками. Проводник накручивается непосредственно на штырь с усилием, равным 70% предела прочности провода на разрыв. При этом 4-6 витков провода механически закрепляются на кромках штыря, образуя газонепроницаемое соединение, надежность которого выше паяного. Для накрутки применяют специальные пистолеты и установки с ЧПУ.
Дифференциальная сборка предполагает расчленение сборочно-монтажных работ на ряд простых операций. Характерно для серийного и массового производства.
Параллельная сборка – одновременное выполнение частей или всего техпроцесса.
Непрерывность ТП сборки представляет сохраняющие или полное устранение механических внутриоперационных перерывов.
Под принципом пропорциональности понимается пропорциональная производительность за единицу времени на каждом рабочем месте, линии, участке, цехе.
Принцип ритмичности предполагает выпуск в равные промежутки одинаковых или возрастающих количества продукции.
Анализ объема выпуска изделия.
Годовой объем выпуска электронного узла N, шт/год, позволяет рассчитать такт выпуска Тв, мин/шт., определить количество изделий, выпускаемых в смену, в месяц, в квартал, сделать вывод о типе (серийности) производства, выбрать оборудование соответствующее производительности и оценить его загрузку, провести технико-экономическое обоснование операций и ТП.
На этапе анализа исходных данных определяется такт выпуска Тв=60 Фд/N мин/шт., сменное задание месячная партия изделий. Действительный годовой фонд времени Фд при односменной работе составляет около 2070ч. Он определяется количеством рабочих дней в году (253), продолжительность рабочей недели (41ч.) и сменой (82ч.), учитывает дни с полной продолжительностью смены (247) и сокращенные на 1ч (6). Годовой фонд времени работы технологического оборудования Фоб<Фд, что связано с техническим обслуживанием и принятым на предприятии коэффициентом использования оборудования. Так, для механического, сборочно-монтажного и регулировочного оборудования Фоб=2030ч, для конвейера – 1970ч, автоматов и полуавтоматов 1955ч.