Традиционные компоненты, монтируемые в отверстия, являются наиболее узким местом в процессе установки их на печатную плату. Это практически полностью исключает возможность автоматизации процесса. Гораздо проще и быстрее автоматизировать процесс установки поверхностно монтируемых компонентов.
Машины для автоматической установки работают по трем основным принципам:
· поочередная установка компонентов;
· поочередно-одновременная установка компонентов;
· одновременная установка компонентов;
В аппаратах поочередной установки один компонент все время устанавливается одной или двумя установочными головками. Поочередная установка, также может проводиться при помощи револьверной головки. В поочередно-одновременной установке несколько компонентов может быть установлено одновременно. Установочные машины одновременного типа, устанавливают все или возможно-большее количество компонентов за один раз.
Поочередные и поочередно-одновременные машины, также называются последовательными и их основное преимущество в гибкости настройки. Если машина поочередной установки оснащена револьверной головкой, скорость установки компонентов на печатную плату значительно возрастает. Эти машины могут устанавливать компоненты нескольких типов. Место установки компонента может быть легко изменено, а точность установки достаточно высока.
Машины одновременной установки компонентов значительно производительней. Скорость установки компонентов может достигать 300000 компонентов в час, однако эти машины не так просты и гибки в настройке. Если для изменения места установки компонента в машинах поочередного и поочередно-одновременного типа достаточно изменить программы, то для машины одновременной установки требуются значительные более сложные механические изменения. Поэтому, эти машины используются для особо больших партий изделий.
Нанесение припойной пасты
Для крепления компонентов на печатную плату используется метод нанесения припойной пасты. Это наиболее широко используемый метод установки компонентов. В этом методе, припойная паста наносится непосредственно на контактные площадки печатной платы.
Припойные пасты представляют собой смесь мелкодисперсного порошка материала припоя со связующей жидкой основой. При этом содержание порошка припоя составляет приблизительно 88 % от веса всей смеси (обычно этот показатель меняется в пределах от 85 до 92 %). Однако чаще всего состав припойных паст выражают через соотношение ингредиентов материала припоя. Так, например, 63/37 означает содержание в составе материала припоя 63 % олова и 37 % свинца, а 62/36/2 – 62 % олова, 36% свинца и 2 % серебра. Оба этих состава используются для приготовления припойных паст в SMT.
Флюс в составе припойных паст служит для активации контактируемых металлических поверхностей, удаления с них окислов и предотвращения окисления припоя в процессе пайки (что необходимо для создания паяного соединения). Флюс обеспечивает требуемую растекаемость (реологию), а также изменение вязкости со временем (тиксотропность) при нанесении припойной пасты на коммутационную плату. Если состав припойной пасты имеет недостаточную вязкость, она будет растекаться, или "расползаться", что, несомненно, приведет к потере точности рисунка, обеспечиваемой трафаретом, а это в свою очередь может послужить причиной образования шариков припоя или перемычек в процессе пайки.
Промежуток времени между нанесением припойной пасты на коммутационную плату и процессом пайки является еще одним фактором, который нужно учитывать при выборе пасты. Длительный промежуток времени может привести к ухудшению электрофизических параметров пасты. Припойная паста не должна ухудшать свои параметры не только в условиях термообработки при повышенной температуре, но и в условиях циклического воздействия температуры, которым подвергается плата как в процессе пайки, так и на других этапах изготовления изделия.
Наиболее важным в массовом производстве печатных плат, является метод трафаретного нанесения припойной пасты (рис.3.7.), в котором паста продавливается через трафарет (окна) на контактные площадки печатной платы. Припойная паста уже содержит в себе и припой, и флюс, а их пропорция одна из важных характеристик пасты. Материалом трафарета может быть как сплав никеля, так и нержавеющая сталь. Отверстия в трафарете обычно прорезаются лазером или протравливаются. В массовом производстве этот метод эффективен, но не гибок, так как свой собственный трафарет (причем несколько) требуется для каждой платы. Гибкость достигается только за счет быстрой смены трафарета и автоматического распределения пасты.
При проведении скребком по поверхности трафарета припойная паста продавливается сквозь отверстия в трафарете на контактные площадки. Наиболее важной фазой этого процесса является продвижение пасты вдоль поверхности трафарета, она должна продвигаться с правильной силой, углом и скоростью. Больше половины ошибок всего процесса сборки печатных плат приходятся именно на процесс нанесения припойной пасты. Преимуществом метода трафаретного нанесения припойной пасты является то, что паста может быть нанесена слоем до 300 мкм с очень высокой точностью.
Рис. 10.3.1. – Нанесение припойной пасты
Пайка SMT компонентов
Традиционная техника пайки волной припоя выполняется чаще всего погружением компонента в ванну с припоем. Для пайки на коммутационных платах SMT компонентов обычно применяется метод расплавления дозированного припоя. Пайка расплавлением припоя в парогазовой фазе в настоящее время уступает место пайке с инфракрасным нагревом, лазерная пайка пока не получила распространения. Ведущие поставщики сборочно-монтажного оборудования обычно включают установки для пайки в состав выпускаемых производственных линий.
Появление на коммутационных платах поверхностно монтируемых компонентов существенно изменило технологию пайки. Пайка волной припоя была внедрена в 50-х гг. и до настоящего времени является единственным групповым методом пайки компонентов, устанавливаемых в отверстия коммутационных плат. Для пайки плат со смешанным монтажом (компоненты, монтируемые в отверстия с одной стороны платы и простые, монтируемые на поверхность) был разработан метод пайки двойной волной припоя. Технология пайки поверхностно монтируемых компонентов расплавлением дозированного припоя в парогазовой фазе (ПГФ) появилась в 1973 г., когда фирма DuPont разработала и запатентовала специальные жидкие материалы. В течение нескольких лет Western Electric была единственной фирмой, пользовавшейся преимуществами этой новой разработки. С 1983 г. основным конкурентом пайки в ПГФ стала пайка расплавлением дозированного припоя с помощью инфракрасного нагрева (ИК-пайка).
Для чувствительных к тепловому воздействию и сложных микросборок с поверхностным монтажом тремя ведущими японскими компаниями была разработана и реализована лазерная пайка.
11. ОХРАНА ТРУДА
Pазвитие науки и техники в современном мире привносит существенные новшества во все области производства. Автоматизация и компьютеризация большинства процессов существенно повышая производительность труда работников. Тем не менее вместе с нововведениями приходит и дополнительная опасность, так каждый год происходит большое количество несчастных случаев на производстве. Как показывает практика, большинство случаев при которых гибнут люди происходит из-за игнорирования ими правил техники безопасности и эксплуатации оборудования, но много происходит и из-за неудовлетворительной организации охраны труда на предприятии.
Само понятие «охраны труда» - подразумевает систему правовых, социально-экономических, организационно-технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, направленных на сохранение здоровья и трудоспособности человека в процессе труда.
В результате проведения анализа условий труда, будут выявлены вредные и опасные факторы и высказаны рекомендации, относительно их устранения, с целью сохранения здоровья работников и хорошего микроклимата в отделе.
Разрабатываемое устройство изготавливается посредством монтажа элементов на печатную плату (ПП). ПП является основой большинства современной электронной аппаратуры. На плату устанавливаются и соединяются между собой электронные компоненты устройств. Следует заметить, что процесс монтажа элементов на ПП вреден для здоровья человека, поэтому проведем анализ условий труда инженера, занимающегося этой работой, подробнее. В этом разделе будут установлены вредные и опасные факторы, влияющие на здоровье инженера, а также высказаны рекомендации относительно их устранения.
Анализ условий труда
Организация рабочего места
Рабочее помещение являет собой кабинет, размещенный на первом этаже здания. Размеры кабинета, м: 4х16х3. Площадь помещения равна 64м2, объем – 192м3. В данном кабинете размещены 4 рабочих места. Из документа ДСН 3.3.6.042-99 определяем характер сложности работ – работа средней тяжести, категория Iб. К ней относятся виды работ, выполняемые в сидячем или стоячем положении, или связанные с хождением и сопровождаются некоторым физическим напряжением. Сведем в таблицу оптимальные и допустимые значения параметров микроклимата в помещении для данной категории работ, а также фактические значения на рабочих местах в указанном помещении (см. таблицу 3.1).
Таблица 11.1
Параметры микроклимата на рабочих местах.
Тип параметра
Период года
Температура воздуха, ºС
Относит-ная влажность воздуха, %
Ск-ть дви-я работника м/с
Фактический
Оптимальный
Допустимый
Как видим, фактические параметры микроклимата на рабочих местах соответствуют допустимым для данного типа работ.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 244.
