1.6 Разработка операционного технологического процесса
Разработка технологических операций составляет основу операционного технологического процесса. Операционный технологический процесс содержит подробное описание выполнения технологических операций.
При разработке технологических операций определяется вид операции (монтажная, слесарная, контрольная), последовательность её выполнения, используемое технологическое оборудование. Процесс выполнения технологической операции сопровождается технологической инструкцией, в которой приводится описание проводимой операции с указанием её технических условий и параметров: параметров изделия после выполнения операции, условий её выполнения и применяемое технологическое оборудование, времени выполнения, допустимой погрешности изготовления деталей, точности сборки и монтажа блоков и узлов. Кроме того, проводится оценка точности разрабатываемой технологической операции, нормирование операции и технико-экономическое обоснование.
Для выполнения технологической операции сборки необходимо её материальное обеспечение и сопровождение технологической документацией. Материальное обеспечение заключается в наличии соответствующих технологического оборудования, инструмента, оснастки. Например, рабочее место оснащается монтажным столом, необходимыми материалами, комплектующими компонентами, технологическим оснащением.
В качестве технологической документации используется технологическая карта, в которой приводится последовательность выполнения технологической операции, перечень используемых деталей и материалов.
Пример выполнения технологической операции маркирования изделия приведен на рисунке 1
Рисунок 1 - Пример выполнения технологической операции маркирования изделия
Технологические операции в техпроцессе сборки РЭС желательно проектировать предпочтительно равными по времени, что позволит применить их в серийном и массовом производстве с использованием средств механизации и автоматизации.
1.7 Разработка технологического процесса сборки и монтажа электрических и электронных элементов
Отработка конструкции на технологичность начинается с оценки схемы. Электрическая, электронная схема, в общем случае, считается технологичной, если содержит максимальное количество унифицированных узлов и серийно выпускаемых ЭРЭ, и ее можно разбить на отдельные функциональные узлы, каждый из которых выполняется на плате печатного монтажа, унифицированного размера, основание платы изготавливается по типовому технологическому процессу, освоенному в производстве. точностные требования к конструкции обеспечиваются имеющимся оборудованием, монтажно-сборочные работы могут быть оснащены автоматизированным оборудованием. Оценку монтажной схемы следует начинать с обоснования выбора электромонтажа: объемный или печатный.
Объемный монтаж имеет следующие разновидности: жесткий, монтаж на расшивочных панелях, комбинированный, монтаж накруткой, монтаж с применением жгутов, монтаж плоскими ленточными проводами, стежковый монтаж и др. Печатный монтаж обеспечивает механизацию и автоматизацию технологического процесса, повышенную прочность отдельных блоков. Наиболее крупный недостаток печатного монтажа - трудность при необходимости внесения изменения в изготовленную плату. В настоящее время всё шире применяются поверхностный монтаж. Следует обосновывать выбор методов монтажа и обеспечения требуемой точности выходных параметров с учетом погрешности (5, 10, 30%) применяемых ЭРЭ.
Конструктивно-технологические характеристики плат печатного монтажа (ППМ) определяют технологический процесс их изготовления. В зависимости от сложности реализуемой электрической схемы и применяемой элементной базы выбирают конструктивное исполнение платы, число слоев и плотность проводящего рисунка схемы. ППМ в зависимости от плотности рисунка делят на три класса:
1) допускающий минимальную ширину проводников и расстояние между ними 0,5 мм;
2) имеющий расстояние 0,25 мм на наружных слоях и 0,2 мм на внутренних;
3) допускающий минимальное расстояние 0,15 мм.
Технологический процесс изготовления основания ППМ зависит от класса ППМ.
Химический метод применяется для односторонних плат и внутренних слоев МПП.
Электрохимический метод применяется для изготовления ДПП третьего класса и наружных слоев МПП. Комбинированный метод применяется для изготовления ОПП и ДПП первого и второго классов. Аддитивный метод применяется для ОПП и ДПП первого класса. Ориентировочно соотношение трудоемкости изготовления ОПП без металлизированных отверстий, ДПП и МПП составляет 1:4:20. По геометрическим размерам ППМ подразделяются на особо малогабаритные (80х90мм); малогабаритные(120х180 мм); среднегабаритные (200х240 мм); крупногабаритные (240х360мм), при этом соотношение сторон выбирается из следующих величин 1: 1, 2 : 3, 2 : 5. Трассировку рисунка схемы производят по координатной сетке с шагом 2,5; 1,25; 0,625мм и менее. Это дает ряд преимуществ в технологии: упрощение в программе для сверления отверстий в платах, возможность использования шелкографии, упрощение процесса механизации и автоматизации. Допустимые рабочие напряжения для проводников плат зависят от минимальных расстояний между ними, материала диэлектрического основания и окружающей среды. Плотность тока в печатных проводниках наружных слоев плат не должна превышать 20 А/мм2, а во внутренних слоях МПП-15А/мм2.
Технологичное расположение элементов представлено на рис 2.
Рисунок 2 - Расположение ЭРЭ на печатной плате: а - нетехнологичное б - технологичное
Выбор вида технологического процесса осуществляется путем группирования всех ППМ находящихся в производстве с применением общесоюзного классификатора. Выписка из 75-го класса приведена ниже.
Рисунок 3 - Выписка из 75-го класса
Схема сборки ППМ не отличается от вышеприведенных, но предпочтительнее схема сборки с базовой деталью.
Установление методов сборки для электронных изделий имеет такое же большое значение, как и для механической сборки. При электрическом соединении наиболее широко применяются подстроечные элементы компенсаторы. Подстроечные элементы должны быть указаны на принципиальной электрической схеме и на общем виде, на сборочном чертеже. В технологическом процессе должно быть указано, как осуществлять настройку.
Разработка технологического процесса начинается с разработки первой операции - комплектовочной, выполняемой вручную или с применением автоматов. Последнее осуществляется только при поставке ЭРЭ и ИМС, упакованных с применением липкой ленты или в кассетах.
Следующей группой операций являются подготовительные. В их процессе выполняется ряд работ: рихтовка, подрезка, зачистка, лужение и формовка выводов. Требования к формовке выводов изложены в монтажной нормали и в требованиях к сборочному чертежу. Отдельные элементы представлены на рис..
Рисунок 4 - Установка ЭРЭ на ПП.