4.2. Оценка точности воспроизведения размеров элементов пп

Для оценки точности воспроизведения ширины проводников и расстояний между ними при формировании защитного рельефа из фоторезиста необходимо знать:

– разрешающую способность фоторезиста;

– толщину применяемой фоторезистивной маски;

– толщину вытравливаемого металла;

– величины бокового подтравливания.

Из статистических данных известно, что разрешение фоторезиста (РФ) составляет приблизительно четыре третьих его толщины (), а величина бокового подтравливания проводников (ВП) – две третьих толщины вытравливаемого металла ()

. (4.7)

Тогда для оценки расстояния между проводниками можно использовать выражение

_.(4.8)

Как правило, проводники и расстояния между ними выполняют равными по ширине. Поэтому если метод обеспечивает необходимую точность воспроизведения расстояния между проводниками, то автоматически воспроизводится и их ширина. В табл. (Б. 24) приведены результаты сопоставления методов изготовления по воспроизводимости геометрических размеров элементов.

4.3. Выбор оснастки и оборудования

Произвести выбор оборудования и оснастки для изготовления ПП. Учитывая зависимость используемого оборудования и технологической оснастки от класса точности ПП, степени сложности и типа ПП, метода изготовления, организации и типа производства, уровня механизации и автоматизации, по табл. (Б.25) и информационных баз данных [1– 4].

5. Проектирование заготовительных операций

Исходными данными при проектировании заготовительных операций являются:

– тип производства;

– размер ПП;

– класс точности ПП;

– степень сложности ПП;

– метод изготовления ПП;

– материал основания ПП и его толщина;

– размер листа материала табл. (Б.26);

– количество базовых отверстий;

– диаметры базовых отверстий;

– точность получения диаметров базовых отверстий;

– предельные отклонения межцентрового расстояния базовых отверстий;

– количество и диаметр технологических отверстий.

Процесс проектирования заготовительных операций условно может быть разделен на несколько этапов:

– выбор вида заготовки;

– раскрой листового материала;

– расчет коэффициента использования материала;

– расчет трудоемкости различных вариантов получения заготовок;

– определение наиболее технологичного варианта получения заготовки в соответствии с ГОСТ 23662-79 «Механическая обработка» и ГОСТ 23665-79 «Требования к типовым технологическим процессам».

1.В зависимости от типа производства и объема партии изготавливаемых изделий, выбрать вид заготовки для ПП, рассчитать размеры технологического поля, определяемого ее типом и понижеприведенной методике, определить ее размеры.

2.Рассчитать площадь заготовки, выполнить раскрой листа материала на полосы и заготовки, рассчитать коэффициент его использования по формуле

, (5.1)

где – число заготовок,и– ширина, и длина листа в миллиметрах,– площадь заготовки ПП, мм².

3. Используя ГОСТ 23662-79, выбрать возможные варианты получения заготовки печатной платы, базовых и технологических отверстий. Заполнить табл. (Б. 27) и по данным табл. (Б. 28) – (Б. 33) рассчитать нормы времени на каждый вариант, используя формулу

, (5.2)

где – коэффициент учитывающий время на организационно-техническое обслуживание рабочего места, отдых. Выберем значениеравное 1,15;– коэффициент, учитывающий степень сложности печатной платы. Для первой степени сложности примем. Критерием выбора варианта получения заготовки для ПП является наименьшая трудоемкость.

4. Выполнить эскиз раскроя листового материала на заготовки.

Рассмотрим пример проектирования заготовительных операций.

1. Исходные данные для проектирования:

–серийность – задается коэффициентом(– коэффициент закрепления операций, равный отношению суммарного числа различных операций к суммарному числу рабочих мест).

Для:

– мелкосерийного;

– крупносерийного ;

– среднесерийного ;

– массового =1;

– единичного значение не установлено .

– мелкосерийное;

– размер ПП – (200×360) мм;

– класс точности ПП – первый;

– степень сложности – малая сложность;

– тип ПП – ОПП;

– метод изготовления ПП – химический позитивный;

– материал ПП – стеклотекстолит фольгированный односторонний марки СФ-1-35 ГОСТ 10316 – 78;

– размер листа стеклотекстолита – (1100х1000) мм;

– толщина материала –1,5 мм;

– диаметры базовых отверстий –3 мм;

– количество базовых отверстий – 3;

– точность диаметра базового отверстия –_;

–отклонение межцентрового расстояния базовых отверстий – – (±0,05) мм;

– количество и диаметр технологических отверстий – 4 отверстия диаметром 3,5 мм.

2. Выбираем тип заготовки ПП в соответствии с типом производства:

– поскольку производство мелкосерийное, то выбираем единичную заготовку. Размеры заготовки с учетом ширины технологического поля определяем по формуле

, (5.3)

где – ширина технологического поля для единичной заготовки;– длина и ширина заготовки ПП с учетом технологического поля;– длина и ширина ПП без учета размеров технологического поля. Тогда при, имеем.

Учитывая, что в групповых заготовках ширина технологического поля по периферии , а расстояние между заготовками= 10 мм, длину и ширину заготовки ПП необходимо рассчитывать по формуле

(5.4)

где – количество плат.

Размер заготовок ПП определяется типом применяемого оборудования, габаритными размерами ванн для металлизации, размерами рабочего поля сверлильно-фрезерных станков, шириной рулонов сухого пленочного ФР.

Таким образом, окончательный размер заготовки определяется выбранным оборудованием и материалами, используемых в последующих технологических операциях изготовления ПП.

3. Рассчитываем площадь заготовки

(5.5)

(для рассматриваемого примера ) и производим раскрой листа стеклотекстолита на полосы и заготовки. Для нашего случая получаем из исходного листа две полосы по пять заготовок в каждой. Рассчитываем коэффициент использования материала

(1.6)

.

4.Из анализа технического задания следует, что исходным требованиям будут удовлетворять заготовки печатных плат 1-го и 2-го класса точности, которые могут быть получены двумя способами по шести различным вариантам. Сравним их по трудоемкости:

по первому способуразрезать лист материала на полосы можно:

– на роликовых ножницах, определив трудоемкость по табл. (Б. 28);

–на дисковой пиле, определив трудоемкость по табл. (Б. 29);

–на гильотинных ножницах, определив трудоемкость по табл. (Б. 30);

– получить заготовки штамповкой с одновременной пробивкой базовых и технологических отверстий табл. (Б. 31).

по второму способуразрезать лист материала на полосы можно:

– на роликовых ножницах;

– на гильотинных ножницах;

– на дисковой пиле;

– разрезать полосы на заготовки на роликовых, гильотинных ножницах или дисковой пиле и пробить базовые и технологические отверстия штампом.

После занесения всех возможных вариантов получения заготовок в и в табл. (Б. 27), производится оценка оперативного времени и трудоемкости для каждого варианта обработки.

Рассмотрим все шесть вариантов и определим оперативное время одного прохода при резке листа стеклотекстолита заданного размера на три полосы:

– по первому варианту режем лист на полосы на роликовых ножницах и по табл. (Б. 28) определяем, что оперативное время одного прохода при резке листа стеклотекстолита размером (1000х1500) мм на три полосы равно 0,162 мин. Полученное значение заносим в табл. (Б. 27). Таким же образом определяем время следующих двух вариантов.

После резки материала на полосы заготовки могут быть получены вырубкой с пробивкой базовых и технологических отверстий. Нормы оперативного времени приведены в табл. (Б. 31).

Тогда оперативное время получения заготовки с базовыми и технологическими отверстиями будет равно:

– первый вариант –

– второй вариант –

– третий вариант –

Четвертый вариант – получение полос из листа материала и резка их на заготовки на роликовых ножницах. Оперативное время при резке полосы на заготовки составляет 60 – 70 % от оперативного времени при разрезке листа материала на полосы, следовательно:

Пятый и шестой варианты рассчитываются таким же образом.

Оперативное время получения заготовки с базовыми и технологическими отверстиями, будет равно:

– четвертый вариант –

– пятый вариант –

– шестой вариант –

Определение трудоемкости получения заготовок , полученных резкой с последующей пробивкой штампом базовых и технологических отверстий, осуществляется по формуле:

(5.7)

где – принимаем;

. Для первой группы сложности принимаем , тогда:

– по первому варианту – мин;

– по второму варианту составляет 0,162 мин;

– по третьему варианту составляет 0,0322 мин;

– по четвертому варианту составляет 0,348 мин;

– по пятому варианту составляет 0,226 мин;

– по шестому вариантусоставляет 0,5 мин.

Вывод: минимальную трудоемкость получаем при резке листа материала на полосы на гильотинных ножницах с последующей вырубкой на штампе заготовок ПП из полос с одновременной пробивкой базовых и технологических отверстий.