SnС12+Н2O®Sn (ОН) С1+НС1
Sn(OH)Cl+H2O®Sn(OH)2+HCl (7.1)
Активирование заключается в том, что yа поверхности, сенсибилизированной двухвалентным оловом, происходит реакция восстановления ионов каталитического металла. Обработку проводят в растворах благородных металлов, преимущественно палладия (РdС12 — 0,5 ... 4 г/л, НС1 — 10 ... 20 мл/л, остальное - дистиллированная вода) в течение 5 ... 7 мин. На плате происходят следующие реакции:
на диэлектрике
Sn2++Pd2+ ®Pd+Sn4+ (7.2)
на поверхности фольги
Cu+Pd2+ ®Pd+Cu2+ (7.3)
Контактное выделение палладия на меди приводит к образованию барьерного слоя из рыхлой и непрочной пленки гидридов палладия, которая снижает адгезионные свойства химически осажденной меди и увеличивает переходное сопротивление. Для улучшения качества металлизации используют совмещенный раствор, в котором контактное выделение палладия существенно уменьшается. Совмещенный раствор имеет следующий состав (г/л): РdC12 — 0,8... 1, SnС12*2Н20 - 40... 70, КС1— 140…150, НС1— 150 ... 200.
После активирования и промывки платы поступают на химическое меднение.
Как видно, основными проблемами химической металлизации являются низкая производительность, сложность процесса, использование дорогостоящих материалов. Для устранения указанных недостатков разрабатываются методы беспалладиевой металлизации, например термохимический. В результате термического разложения комплексной соли гипофосфита меди на поверхности ПП и в монтажных отверстиях образуется электропроводящее покрытие, которое служит основой для электрохимического наращивания металла.
Гальваническая металлизация при производстве ПП применяется для усиления слоя химической меди, нанесения металлического резиста, например олово — свинец толщиной 8 ... 20 мкм <; целью предохранения проводящего рисунка при травлении плат, защиты его от коррозии и обеспечения хорошей паяемости; создания на части проводящего рисунка (например, на концевых печатных контактах) специальных покрытий (палладий, золото, родий и т. п.) толщиной 2.. .5 мкм. Заготовки плат, закрепленные на специальных подвесках-токоподводах, помещают в гальваническую ванну с электролитом между анодами, выполненными из металла покрытия. Режим электрохимической металлизации выбирают таким образом, чтобы при высокой производительности были обеспечены равномерность толщины покрытия и его адгезия.
Адгезия гальванического покрытия зависит от качества подготовки поверхности под металлизацию, длительности перерыва между подготовкой поверхности и нанесением покрытия, от соблюдения режимов процесса.
Для меднения ПП применяют различные электролиты. Отраслевые стандарты рекомендуют для предварительной металлизации борфтористоводородный электролит следующего состава (г/л): Сu(ВF4) -230:..250, НВF4 - 5... 15, Н3ВО3-15 ... 40. Процесс ведут при температуре 20±5°С, плотности тока 3 ...4 А/дм2, скорости осаждения 25 ... 30 мкм/ч.
Повышение объемов производства и требований к качеству ПП, усложнение аппаратуры и ее микроминиатюризация требуют развития перспективных методов электрохимической металлизации и производительного технологического оборудования.
Формирование рисунка печатных плат
Нанесение рисунка схемы на ПП необходимо для получения защитной маски требуемой конфигурации при осуществлении процессов металлизации и травления. Наиболее распространены в промышленности ссткографический (офсетной печати) и фотохимический методы.
Сеткографический метод получения рисунка ПП основан на применении специальных кислотостойких быстросохнущих красок, которые после продавливания через трафарет закрепляются на поверхности заготовки в результате испарения растворителя.
Качество наносимого защитного слоя в значительной степени определяется вязкостью используемых трафаретных красок. Ее оптимальная величина устанавливается исходя из температуры, номера сетки, характера изображения, наличия орошения формы и др.
Фотографический метод предусматривает нанесение на подготовленную поверхность заготовки ПП специальных светочувствительных материалов фоторезистов, которые разделяются на негативные и позитивные. Негативные фоторезисты образуют при воздействии света защитные маски вследствие реакции фотополимеризации, при этом облученные участки остаются на плате, а необлученные удаляются при проявлении. В позитивных фоторезистах под действием света происходит фотодеструкция органических молекул, вследствие чего облученные участки удаляются при проявлении. Фоторезисты могут быть жидкими и сухими (пленочными). Жидкие фоторезисты значительно дешевле пленочных, и для работы с ними требуется несложное оборудование. Применение пленочных фоторезистов значительно упрощает ТП (исключаются операции сушки, дубления, ретуширования), он легко поддается автоматизации, обеспечивает равномерное нанесение защитных слоев при наличии монтажных отверстий
Установка радиоэлементов на печатных платах
Установка радиоэлементов на печатных платах должна обеспечивать надежную их работу в условиях механических и климатических воздействий, указанных в ТУ на данный вид аппаратуры. Навесные элементы следует устанавливать на плате таким образом, чтобы обеспечить выполнение технологических процессов их установки, групповой пайки и исключить воздействие припоя на эти элементы.
Навесные элементы располагаются на односторонних платах с одной стороны, независимо от их назначения и габаритов, рядами в определенном порядке.
Выводы навесных радиоэлементов крепят в отверстиях печатной платы. В каждом отверстии размещают выводы только одного навесного элемента. Радиоузлы с большим количеством выводов закрепляют на плате в зависимости от их конструктивных особенностей и механической прочности платы. Переходные элементы (разъемы, переходные колодки и т.д.) от одной платы к другой устанавливаются так же, как и навесные радиоэлементы.
Крепление печатного узла в приборе, во избежании обрыва печатных проводников, не должно давать прогиба платы, но должно обеспечивать возможность легкой замены. Во избежании замыкания печатного проводника на корпус прибора, производится изоляция печатной платы от шасси прибора. Для повышения жесткости изделий на печатной плате, работающей в условиях значительных перегрузок, наиболее массивные радиоэлементы рекомендуется располагать ближе к местам крепления платы.
Металлизированные отверстия на плате обязательно зелкуют с 2 сторон. Их диаметры выбирают в зависимости от толщины платы и диаметров выводов элементов. Следует ограничить применение разных диаметров выводов на одной плате.
Расстояние от корпуса элемента до места изгиба вывода должно быть не менее расстояния, указанного в ТУ на этот элемент. Если в ТУ это расстояние не указано, оно принимается не менее 2 мм.
При применении припоя ПОС-61 или другого более низкотемпературного и времени пайки не более 2-3 секунд при толщине до 1,5 мм, пайку резисторов и конденсаторов разрешается производить на расстоянии 2,5-3 мм от корпуса.
Пайка монтажных соединений
Пайка является одним из основных элементов электромонтажных работ. Высокое и стабильное качество достигается при выполнении следующих условий:
- выбора оптимального состава флюса;
выбора состава припоя;
- обеспечения технологических требований к конструкции соединяемых монтажных элементов;
- одготовки поверхности соединяемых элементов;
- выбора наилучшего способа нагрева, обеспечивающего равномерный прогрев деталей при соединении;
- конструкции приспособления, обеспечивающего сборку и получение паяных узлов в соответствии с заданными ТУ.
Пайка производится с помощью паяльника. Для эксплуатации в заводских условиях (согласно требованиям техники безопасности) необходимо использование электропаяльника на напряжение 36В при сохранении номинальной мощности.
В процессе растворения меди в припое, происходит изменение формы рабочей части паяльника, из-за чего приходится производить его переточку.
Перед пайкой следует произвести зачистку и лужение рабочей части паяльника.
На разогретый паяльник набирается доза припоя и переносится в место соединения, которое нагревается паяльником до растекания припоя и заполнения им зазоров. Если в качестве флюса используется порошок канифоли, то он подается на место пайки на капле припоя, находящейся на этом же паяльнике. Для этого жалом паяльника с дозой расплавленного припоя прикасаются к порошку канифоли. Остатки канифоли предварительно удаляют скальпелем, а затем промывают плату спиртом или ацетоном, что увеличивает поверхностное сопротивление.
Диаметр объемного проводника должен быть от 0,5 до 0,8 мм, а подпаянных к нему проводников от микросхем 0,2 – 0,4 мм.
Концы проводников закручивают на 1-2 оборота вокруг “штанги” и подпаивают.
6 Организационно-экономическая часть
Обоснование актуальности разработки.
В организационно-экономической части данного дипломного проекта проводится расчет экономической целесообразности проектирования и изготовления нейросетевой системы для диагностики и управления штанговой глубиннонасосной установки. Разрабатываемая система может быть применена для работы в составе аппаратно программного комплекса контроля и диагностики нефтяной скважины, автоматизации работы станка-качалки, оперативного выявления аварийных ситуаций и несоответствия режимов эксплуатации оборудования, получения оперативной информации о состоянии объекта на пульт оператора .