Разработка технологического процесса изготовления печатной платы автомата для контроля температуры (стр. 1 из 4)
Содержание
Введение
1. Назначение и область применения разрабатываемого изделия ЭВС
2. Анализ технического задания и конструктивно-технологических особенностей изделия ЭВС
3. Поиск аналогов и прототипа из известных технологий
4. Анализ типовых технологий
5. Выбор технологического оборудования
6. Оценка технического уровня изделия
7. Расчёт параметров печатной платы
Заключение
Список используемой литературы
Приложения
Введение
К современным электронным устройствам предъявляются повышенные требования в области надёжности, долговечности, безопасности. Для осуществления этих требований необходимо уделять большое внимание не только разработке изделия и проработки максимально большого количества его параметров для соответствия его, но и совершенствовать процессы производства изделий, что ведёт к постепенному переходу при изготовлении электронных средств от ручного труда к механизированному и автоматизированному, особенно чётко эта тенденция прослеживается в области вычислительной техники, где миниатюризация элементной базы ведёт к необходимости повышения плотности монтажа компонентов и, как следствие, к повышенной точности всех технологических процессов цикла производства изделия, снижению стоимости конечного продукта, увеличение производственных мощностей. Кроме того, в современной экономической ситуации, в рамках рыночной экономики с её быстрым изменением спроса на продукцию и высокой конкуренцией, для выживания и процветания производства необходима высокая гибкость производства, возможность его быстрой перестройки на широкую номенклатуру изделий. Всё это требует квалифицированных инженеров-технологов, конструкторов, обладающими знаниями в области технологической подготовки производства, приёмами и методами организации ТП, способными правильно выбирать и оптимизировать технологический процесс, владеющих информацией в области отраслевых и государственных стандартов, владеющих информацией и навыками работы в области технологий.
Целью курсовой работы является разработка части технологического процесса изготовления модуля, блока или функционально законченного изделия ЭС с применением знаний, полученных в курсе «Технология электронных и вычислительных средств».
1. Назначение и область применения изделия ЭС
Разрабатываемый автомат для регулирования температуры предназначен для регулирования температуры в закрытом объёме. Областью применения устройства являются холодильные установки. Устройство также пригодно для регулирования температуры в помещении.
2.Анализ технического задания
Расширенное техническое задание:
1. Наименование изделия: автомат для регулирования температуры.
2. Назначение: устройство предназначено для работы в быту.
3. Комплектность: один блок.
4. Технические параметры:
напряжение питания –12В;
потребляемый ток - не более 40 мА;
5. Требования к конструкции:
— внешний вид устройства должен отвечать современным требованиям к аппаратуре;
— масса не более 1 кг;
— габаритные размеры не более 200х200х50 мм.
6. Характеристики внешних воздействий:
окружающая температура -20 ... +40 0С;
относительная влажность 80% при температуре +25 0С.
7. Среднее время наработки на отказ должно быть не менее 150000ч.
8. Тип производства - серийный.
Анализ технического задания:
В процессе проектирования изделий РЭА и ЭВС необходимо учитывать множество требований, предъявляемых к конструкции отдельных узлов и самого изделия в целом. Такими требованиями являются:
- условия эксплуатации;
- наличие и уровень элементной базы;
- назначение и область применения изделия ЭВС;
- конструкционные параметры;
- заданные электрические характеристики;
- технико-экономические показатели;
- организационно-производственные факторы;
-надёжность.
Согласно техническому заданию разрабатываемое устройство относится к группе аппаратуры, для которых требованиями являются: высокая надёжность, малая интенсивность отказов, небольшая стоимость. Это достигается применением недорогой элементной базы, использованием стандартизации и унификации, повышением помехоустойчивости схемы, совместимостью ЭРЭ и ИС, выбором оптимального технологического процесса. Разрабатываемое устройство относится к аппаратуре общего применения, эксплуатируется в нормальных условиях. Конструктивно устройство выполняется на однослойной печатной плате из стеклотекстолита прямоугольной формы с четырьмя отверстиями для крепления печатной платы винтами, помещаемой в окрашенный металлический корпус с отверстиями.
С точки зрения технологичности, программы выпуска и сложности устройства нет необходимости в полной автоматизации сборочных операций, однако необходимо провести автоматизацию при создании печатной платы устройства. Покупка оборудования для полного ТП не рентабельна, т.к. сложность изделия является низкой. Т.к. в современном производстве всё чаще применяется кооперация фирм или объединений при производстве изделий с разбиением заданий для каждой из них, то будет целесообразным изготавливать печатную плату на специализированном предприятии, имеющем соответствующее оборудование и освоившем все моменты производства ПП.
Таким образом, разработка ТП данной курсовой работы представлена типовым процессом изготовления печатной платы устройства в соответствии с его сложностью на типовом современном универсальном оборудовании.
3. Поиск аналогов и прототипа из известных технологий
При производстве односторонних печатных плат (ОПП) предпочтение отдаётся субтрактивному( химическому) методу получения рисунка. Другие методы получения рисунка для ОПП являются нерентабельными ввиду простоты данной по заданию схемы.
4.Анализ типового технологического процесса изготовления ОПП.
Основными этапами технологического процесса изготовления печатной платы фотохимическим методом являются:
· вырубка заготовки;
· сверление отверстий;
· подготовка поверхности фольги;
· трафаретное нанесение кислотостойкой краски, закрывающей участки фольги, неподлежащих вытравливанию;
· травление открытых участков фольги;
· сушка платы;
· нанесение паяльной маски;
· горячее облуживание открытых монтажных участков припоем;
· нанесение маркировки;
· контроль;
Все этапы производства этого типа печатных плат хорошо автоматизируются, процент брака таких печатных плат невысок по сравнению с ДПП и МПП и их себестоимость невысока.
Полный технологический процесс производства ОПП изображен на рисунке 1.
Рис. 1. Технологический процесс изготовления односторонней печатной платы для автомата регулирования температуры фотохимическим методом
5. Выбор технологического оборудования
В описанном выше технологическом процессе предполагается использование различного оборудования в зависимости от этапа процесса.
При производстве печатных плат предлагается следующий набор инструментов и оборудования: пресс, станок ЧПУ для сверления фрезерования печатных плат SCHMOLL XL2-21Lin, станок для механической очистки поверхности Ottomat 4, линию химической очистки и активации поверхности фольгированного диэлектрика фирмы Depeltronik, ламинатор автоматический Rohm&Haas 1600PC/T, установка экспонирования OLEC AT30 либо компонент линии Depeltronik для экспонирования, линия проявления масок Depeltronik, линия удаления фоторезиста Depeltronik, линия щелочного травления Depeltronik, линия удаления фоторезиста Depeltronik, линия нанесения сухой паяльной маски SHEPLEY 724N линия задубливания паяльной маски фирмы Depeltronic, безадаптерный тестер ATG A-5
Описание оборудования:
Станок ЧПУ для сверления фрезерования печатных плат SCHMOLL XL2-21Lin.
Двух шпиндельные станки XL2-21Lin предназначены для механической обработки двух пакетов заготовок печатных плат (сверление отверстий, фрезерование). Благодаря применению значительного количества усовершенствований по сравнению с предыдущими семействами станков (Compact, System), в частности, применению линейных двигателей в качестве привода основных осей, эти станки обладают такой же производительностью, какой обладали 4-х шпиндельные станки предыдущих семейств. Включение комплектацию базовой модели лазерных станций контроля инструмента и инструментальных магазинов удвоенной ёмкости значительно повышает эксплуатационные возможности станка. Наличие широкого набора дополнительных устройств (опций) позволяет выполнять все операции по механической обработке заготовок печатных плат любого класса. Область применения станков – производство печатных плат средними сериями.
Рис. 2. SCHMOLL XL2-21Lin
Основные узлы и механизмы станка смонтированы на гранитном основании, предназначенном для компенсации механических моментов при движении осей и для температурной стабилизации параметров движения. Стол для размещения обрабатываемых заготовок перемещается в поперечном (относительно передней части станка) направлении (ось Y), а две жестко связанные обрабатывающие головки – в продольном (ось Х). На каждой обрабатывающей головке смонтирован механизм вертикального перемещения шпинделя (ось Z) и шпиндель. Перемещение осей X и Y осуществляется линейными двигателями, осей Z – двигателями переменного тока при помощи высокоточной пары винт- гайка. Оси Х и Y перемещаются на прецизионных роликовых линейных подшипниках, оси Z имеют воздушные подшипники и индивидуальный привод. Перемещение всех осей контролируется измерительными системами фирмы Heidenhain. Смена инструмента – автоматическая, магазины для хранения инструмента смонтированы на каждой обрабатывающей головке. Крепление обрабатываемых заготовок – при помощи штифтов, фиксируемых в призматически-щелевых зажимах стола. Прижим заготовки к столу во время обработки осуществляется при помощи прижимного устройства, также смонтированного на каждой обрабатывающей головке. Управление всеми вспомогательными механизмами и системами станка (устройства для смены инструмента, прижимные устройства, зажимы, заслонка вытяжной системы, системы охлаждения инструмента) – пневматическое. Охлаждение шпинделей и линейных двигателей осуществляется при помощи воды, хранящейся и подготавливаемой на станции подготовки воды, которая входит в комплект поставки. Удаление продуктов обработки из рабочих зоны – при помощи системы трубопроводов, подключаемых к вытяжной системе (вытяжная система цеха или приобретаемая отдельно). Устройство управления станком (ЧПУ), а также все вспомогательные электронные блоки смонтированы в отдельной стойке, на которой размещены основные органы управления (монитор, клавиатура). Основная управляющая программа – Х30.