Конструирование блока индикации

Целью такой оценки является обеспечение эффективной отработки  аппаратуры на технологичность при снижении затрат времени и средств на  ее  разработку, технологическую подготовку  производства, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Для оценки технологичности  конструкций аппаратуры  используются относительные частные  показатели  К_i  и  комплексный  показатель К_к ,  рассчитываемый   по   средневзвешенному   значению   относительных частных показателей с учетом  коэффициентов φ_{і ,}  характеризующих  весовую значимость частных показателей, т. е. степень их влияния на трудоемкость изготовления изделия.

Устройство сопряжениия  по  ОСТ 4Г0 091.219-76  относится  к  электронным блокам. Для электронных блоков применяются частные  показатели технологичности, состав  которых представлен в табл.6.1.

Таблица 6.1           Состав показателей технологичности  для электронных 

                               блоков и узлов  

Показатели технологичности	Коэффициент значимости
Коэффициент использования  микросхем и микросборок	j= 1
Коэффициент автоматизации  и механизации монтажа	j= 1
Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ	j= 0,75
Коэффициент механизации  контроля и настройки	j= 0,5
Коэффициент повторяемости  ЭРЭ	j= 0,31
Коэффициент применяемости  ЭРЭ	j= 0,187
Коэффициент прогрессивности  формообразования деталей	j= 0,11

Рассчитаем технологичность  для ячейки управления токами тормоза и сливного контура силового привода.

Оценку технологичности  будем производить в следующей  последовательности:

1. Определим коэффициент использования микросхем и микросборок в ячейке:

  _,  (6.1.)

где    - количество микросхем и микросборок, шт.;

 -общее количество электрорадиоэлементов, шт.;

2. Определим  коэффициент  автоматизации и механизации  монтажа  изделия:

                  _,   (6.2.)

 где - число соединений, полученных автоматизированным способом;

         - общее число монтажных соединений.

Пайка всех элементов осуществляется двойной волной припоя , следовательно К_ам=1.

3. Определим коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу:

                 _,   (6.3.)

 где N_{мп ЭРЭ} - число ЭРЭ, подготовленных  к монтажу механизированным способом;

.

4. Определим коэффициент механизации контроля и настройки :

                                             ,  (6.4.)

 где   - число операций  контроля   и  настройки,  которые  можно  осуществить механизированным  или  автоматизированным способом;

Операции контроля и  настройки осуществляются вручную, следовательно К_мкн=0.

5. Определим коэффициент применяемости ЭРЭ:

        _,  (6.5.)

 где   - число типов применяемых оригинальных ЭРЭ;

        - число применяемых типов ЭРЭ;

.

6. Определим коэффициент повторяемости ЭРЭ:

 _, (6.6.)

.

7. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:

 ,   (6.7.)

где  Дпр – количество деталей заготовки которые или сами детали получены прогрессивными методами формообразования;

Д – количество деталей, являющихся составными частями  изделия.

В данном случае такой  деталью является плата. Следовательно:

       .

Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный (интегральный) показатель, под которым понимается показатель технологичности конструкций, характеризующий несколько ее признаков. Комплексный показатель определяется на основе базовых показателей по формуле:

         (6.8.)

 где - показатель, определяемый по таблице базовых показателей соответствующего класса блоков;

 - функция, нормирующая весовую значимость  показателя  в зависимости от его порядкового номера в таблице.

Таким образом получим следующее  значение комплексного показателя технологичности:1.33825  3.857

.

Вывод: Согласно ОСТ 4Г0.091.219–76 для разработки опытного образца узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры, коэффициент технологичности должен лежать в диапазоне от 0,3 до 0,6. Следовательно, конструкция устройства технологична. Тем не менее, показатель технологичности достаточно низок. Это связано с тем, что тип производства данного изделия – единичный, следовательно, все операции по монтажу электрорадиоэлементов выполняются вручную.

Для повышения  технологичности необходимо увеличить  колическтво применяемых микросхем  и микросборок, устройств механизированного или автоматизированного контроля и настройки, а также автоматизированный монтаж компонентов.

6.2. Разработка технологического процесса сборки печатного узла

 

Технологический процесс изготовления радиоаппаратуры представляет собой сложный комплекс действий оборудования и исполнителей по преобразованию исходных материалов в готовое изделие. Построение технологического процесса предприятия и его оснащенность определяются количеством выпускаемых изделий. В зависимости от количества выпускаемых изделий различают единичное, серийное и массовое производство.

  Основными документами при разработке технологических процессов являются технологические карты. В картах указывается структура технологического процесса и его содержание, последовательность выполнения операций, применяемое оборудование, режимы обработки и тому подобное. Применяются технологические карты трех видов: маршрутные, технологического процесса и операционные.

Маршрутные карты представляют собой технологический документ, содержащий описание технологического процесса изготовления или ремонта изделия по всем операциям различных видов в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, оснастки, материальных и трудовых нормативах, в соответствии с установленными нормами. Эти карты определяют последовательность прохождения обрабатываемого изделия по цехам. Они применяются в единичном и мелкосерийном производстве в тех случаях, когда не требуется точной деталировки технологического процесса и обрабатываемое изделие твердо не закреплено за операциями на длительное время.

Маршрутные карты содержат сведения о материале и маршрутах  заготовки, цехах и мастерских, в  которых производится обработка, а  так же перечень операций, оборудования, технологической оснастки, профессий и разряды рабочих, а так же нормированные сведения.

Маршрутные карты технологического процесса изготовления печатной платы  приведены в приложении.    Технологический процесс разработан в соответствии с ОСТ 4ГО.019.432.

При пайке вручную  технологический процесс сборки печатного узла состоит из следующих типовых этапов:

1. Подготовка выводов электрорадиоэлементов (лужение, формовка, обрезка).

Лужение выводов применяется  с целью восстановления их паяемости. Для этого на поверхность выводов  наносится расплавленный припой. Данная технология считается устаревшей, так как лужение приходится проводить из-за проблем с покрытиями выводов и хранением. Современная технология этого не предусматривает благодаря качественной упаковке и покрытию выводов современных компонентов. Однако лужение все еще применяется на многих предприятиях.

Помимо лужения, выводы ЭК перед монтажом должны быть специальным  образом подготовлены. Цель подготовки:

• выравнивание (рихтовка) выводов (если требуется);
• обеспечение необходимого монтажного расстояния между выводами;
• обеспечение зазора между ПП и компонентом (если требуется);
• фиксации ЭК на ПП при ручном монтаже либо до поступления платы в установку пайки.

Зазор обычно обеспечивается приданием выводам элементов  соответствующего изгиба – так называемого «опорного зи́га» (рис. 6.1.а); самофиксация ЭК на ПП перед групповой пайкой – особым изгибом части вывода, входящей в отверстие ПП – замка́ (рис. 6.1.б). Одновременное выполнение зига и замка носит название «зиг-замо́к».

                        

Рис. 6.1. Обеспечение с  помощью формовки выводов ЭК:

а) зазора между ПП и  компонентом (опорный зиг);

(б) самофиксации ЭК  на ПП (замо́к).

 

Формовку круглых или  ленточных выводов элементов  производят с помощью ручного  монтажного инструмента либо специальных полуавтоматических устройств таким образом, чтобы исключались механические нагрузки на места крепления выводов к корпусу. При формовке выводов не допускается их механическое повреждение, нарушение защитного покрытия, изгиб в местах соединения вывода и корпуса, скручивание относительно оси корпусов, растрескивание стеклянных изоляторов и пластмассовых корпусов.

Основные ограничения (рис. 6.2.) накладываются на размер от корпуса ЭРЭ до оси изогнутого вывода (L) и внутренний радиус изгиба выводов (R). Минимальный размер L в зависимости от типа элемента находится в пределах 0,75 – 4 мм (но не менее 2·D выводов); размер R зависит от диаметра вывода и составляет минимум 0,5 – 1,5 мм (но не менее (1–2)·D выводов). На выводах не должно быть деформаций и утолщений, превышающих 10% от диаметра, ширины либо толщины вывода. Расстояние от корпуса до места пайки должно быть не менее 2,5 мм, если не приняты меры к дополнительному теплоотводу в процессе пайки.

 

Рис. 6.2. Основные параметры  формовки.

Несоблюдение данных рекомендаций может привести к образованию избыточных напряжений в месте крепления вывода к корпусу ЭК и в области изгиба вывода и, как следствие, появлению в этих местах трещин и, возможно, обрывов, в особенности при механических воздействиях на собранный узел. Не допускается изгибать жесткие выводы (лепестки) транзисторов и диодов средней и большой мощности, так как это может привести к растрескиванию их стеклянных изоляторов и нарушению герметичности корпусов.

Устройства формовки выпускаются с механическим и электрическим приводом подачи ЭК, а также механическим либо пневматическим – самого устройства формовки. Загрузка компонентов производится из лент, трубчатых кассет, россыпи. Геометрические параметры формовки регулируются; установки оснащаются сменными формовочными матрицами. Специальная конструкция матриц формовочных устройств обеспечивают отсутствие избыточных напряжений и зазубрин на материале в месте изгиба вывода.

2. Установка компонентов.

Существуют следующие  варианты установки ЭК:

• С зазором (вариант II по ОСТ4 010.030-81). При таком способе установки легче осуществить отмывку собранных узлов от остатков флюса, меньше перегрев ИС при пайке. Печатные проводники могут располагаться в этом случае под навесным элементом. При определенных условиях (при определенных спектрах воздействия) улучшается стойкость к вибро- и ударным воздействиям, передающимся по плате, поскольку воздействие демпфируется выводами. Тем не менее, увеличивается высота узла, меньше его устойчивость к прямым механическим воздействиям. Возможен отрыв КП от односторонней ПП при приложении значительного давления к ЭК сверху.
• Без зазора (вариант I по ОСТ4 010.030-81). Элементы лучше сопротивляются механическим нагрузкам (в особенности – с дополнительным креплением за корпус скобой и т.д.), высота узла получается меньшей. Улучшается теплоотдача от компонента печатной плате, что часто применяется, когда использование радиатора нецелесообразно. Компоненты с радиальными выводами, уложенные на бок, рекомендуется устанавливать исключительно без зазора (в отдельных случаях – с технологическими прокладками под корпусом). Уменьшается длина выводов ЭК, что улучшает электрические характеристики устр<span class="dash0411_0