4.2 Построение и обоснование монтажно-сборочных операций

Технологический процесс (ТП) сборки электронных устройств (ЭУ) реализуется с целью получения механических соединений между конструктивами ЭУ для придания неподвижности конструктивам на этапе монтажа и (или) для обеспечения прочностных свойств изделия на весь его жизненный цикл. В то же время ТП монтажа реализуется с целью создания электрических соединений между конструктивами ЭУ. Прочность электрических соединений, как правило, нормирована для каждого метода монтажа. Сборка всегда предшествует монтажу, но на отдельных этапах всего ТП изготовления ЭУ (например, общая механическая сборка конструктивов в корпусе разъемной, негерметичной конструкции) может осуществляться без монтажа. В то же время монтаж без сборки не осуществляется, даже если в некоторых ТП сборка и монтаж выполняются совместно (например, при монтаже БИС с шариковыми выводами).

Стандартами IPC-7070,j-STD-013 и др. (США, Японии) предположена следующая классификация конструкторско-технологических разновидностей реализации современных ячеек ЭУ:

Тип 1 – компоненты устанавливаются только на одной стороне печатной платы (ПП), т.е. односторонние сборка и монтаж НК;

Тип 2 – компоненты устанавливаются на обе стороны ПП, т.е. двусторонние сборка и монтаж НК;

Для определения сложности проектирования конструкций ячеек и сборочно-монтажных ТП их реализации, предложены дополнительно шесть классов, в которых отражена возможность использования как ТМК, так и ПМК в разных соотношениях, причем для ПМК оговаривается степень сложности их конструкторского исполнения:

Класс A– используются только ТМК;

Класс B– используются только ПМК;

Класс C– используются смешанные наборы ТМК и ПМК, последние с ограничением по сложности конструкций (т.е. простые конструкции и конструкции средней сложности);

Класс X– используются комплексно-смешанные наборы ТМК и ПМК, в том числе корпуса ПМК с мелкошаговыми выводами типаFQFPи с матричными выводными площадками типаBGA;

Класс Y– используются комплексно-смешанные наборы ТМК и ПМК, в том числе корпуса ПМК со сверхмелкошаговыми (ленточными) выводами типаQFTPи с шариковыми выводами типаCSP(размером с кристалл);

Класс Z– используются комплексно-смешанные наборы ТМК и ПМК, в том числе ПМК типаQFTP, а также бескорпусные СБИС (УБИС) типа СОВ, включая разнообразие организации их выводов (шариковые, ленточные на гибком носителе и др.), например, типа ТСР, т.е. ПМК самых сложных конструкций.

Исходя из вышеизложенной классификации выбираем: одностороннюю сборку и монтаж НК, т.е. тип 1 монтажа, а по классу сложности проектирования конструкций ячеек и сборочно-монтажных ТП их реализации выберем класс В – т.е. ПМК (SMD) поверхностный монтаж. Данный выбор обосновывается тем, что все ЭРЭ, присутствующие в разрабатываемом устройстве (а именно, резисторы, конденсаторы, индуктивности, транзисторы, микросхемы) требуют только ПМК монтажа.

В принципиальной схеме разрабатываемого устройства можно выделить следующие виды ЭРЭ, причем элементы 1-4 требуют однотипной установки:

1) Резисторы: R1-R15. Поверхностный монтаж.

2) Конденсаторы:C1-С4. Поверхностный монтаж.

3) Диоды: VD1-VD6. Поверхностный монтаж.

4) СветодиодыHL1-HL3. Поверхностный монтаж.

5) Микросхема DD1. Поверхностный монтаж.

Таким образом, общий перечень операций, необходимых для установки навесных ЭРЭ в узлах, можно разбить на 2 основные группы: установка навесных ЭРЭ с цилиндрической формой корпуса и осевыми выводами и установка микросхемы на печатную плату.

Установка навесных ЭРЭ с цилиндрической формой корпуса и осевыми выводами (резисторы, диоды, конденсаторы и катушка индуктивности) на печатную плату будет производиться ручным способом при помощи крепления пайкой электропаяльника. Последовательность операций и необходимое оборудование для этого типа монтажа представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Ручная установка навесных ЭРЭ на печатную плату с креплением пайкой электропаяльника

№	Содержание операции	Оборудование
1	Извлечь печатную плату из тары	Верстак 1-8-3
2	Установить плату на приспособление	Ручная установка, пинцет ПГГМ 120
3	Извлечь ЭРЭ из тары	Ручное извлечение
4	Установить ЭРЭ на плату, вставив выводы в отверстия платы согласно чертежу	Ручная установка ЭРЭ, пинцет ПГГМ 120
5	Паять выводы ЭРЭ к плате. Пайку производить в соответствии с ОСТ 4Г0.054.267	Паяльник, припой.
6	Обрезать излишки выводов	Острогубцы ОЦ 125
7	Проверить правильность установки и качество ЭРЭ внешним осмотром. Производить в соответствии с п. 3.3. и ОСТ 4Г0.054.267	Лупа
8	Снять печатную плату с установленными и паянными ЭРЭ с приспособления	Ручная операция
9	Уложить плату с установленными ЭРЭ в тару	Тара - цеховая

Установка микросхемы на печатную плату будет производиться ручным способом с пайкой выводов электропаяльником. Последовательность операций и необходимое оборудование для этого типа монтажа представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Ручная установка ИС на печатную плату с пайкой выводов электропаяльником

№	Содержание операции	Оборудование, технологическая оснастка и измерительные приборы
1	2	3
1	Извлечь печатную плату из тары	Верстак 1-8-3
2	Установить печатную плату на технологическое приспособление	Технологическое приспособление
3	Извлечь ИС из соответствующей тары	Ручное извлечение

Окончание таблицы 2

1	2	3
4	Установить ИС на печатную плату, сориентировав ее по ключу и вставив выводы микросхемы в соответствующие отверстия платы	Ручная установка ЭРЭ, пинцет ПГГМ 120
5	Паять выводы ИС к контактным площадкам печатной платы или в монтажные отверстия. Производить в соответствии с ОСТ 4Г0.054.267	Паяльник, припой.
6	Паять теплоотводы к шине, установленной на печатной плате. Производить в соответствии с ОСТ 4Г0.054.267 и выполнить переход только для ИС, имеющих в конструкции теплоотводов	Паяльник, припой.
7	Проверить правильность и качество установки и пайки ИС внешним осмотром. Произвести в соответствии с п.3.3 ОСТ 4Г0.054.267.	Приспособление для визуального контроля ИС, микросборок или лупа ЛП1-2,5
8	Снять печатную плату с установленными ИС, микросборками и др. с технологического приспособления	Ручная операция
9	Уложить печатную плату с установленными ИС в тару	Тара – 1-6