Технологический цикл ремонта

1. Анализ неисправности (выявление причины вызвавшей неисправность)

2. Выявление неисправности. (по выбранному методу производят поиск неисправностей, производят необходимые измерения с помощью КИА

3. Устранение неисправности (замена неисправного элемента)

4. Проверка после ремонта, подстройка параметров.

5. Электропрогон.

Методы поиска неисправностей

1. метод внешних проявлений – основан на том, что по внешним признакам работы можно сделать предположение о неисправности

2. метод внешнего осмотра – дефект монтажа, изменение вида (на ранних стадиях поиска и более поздних, когда место дефекта уточнено другим способом).

3. метод измерений – измерение сигналов и параметров электрических цепей (применяется на ранних этапах поиска)

4. метод замены – замена узла не исправный

5. метод исключений – исключение из работы отдельных узлов аппарата

6. метод воздействия – воздействие на различные участки схемы с целью выявления реакции аппарата

7. метод простукивания – при механическом воздействии на аппарат меняются его выходные параметры.

8. метод теплового удара – если дефект обнаруживается после длительной работы аппарата

9. метод электропрогона – применяется при пропадающих дефектах, как правило в комплексе с другими методами.

Технические средства, используемые для ремонта

Нужно отметить, что технические средства, применяемые для ремонта радиоэлектронной аппаратуры, обладают следующими особенностями по сравнению с техническими средствами, используемыми в промышленности:

• большое разнообразие при небольшом количестве услуг - существуют тысячи разновидностей оборудования для ремонта; в то же время количество единиц ремонтируемых радиоэлектронных устройств в сотни раз меньше, чем количество новых устройств, выпускаемых промышленностью;

• неравномерность использования - например, мультиметр может требоваться постоянно, а какой-нибудь сложный диагностический прибор раз в год;

• неравномерность сложности (и, следовательно, цены меняются в диапазоне от 10 руб до млн руб) - есть простые ручные инструменты и есть, например, сложные автоматизированные сварочные аппараты;

• малая загрузка некоторых видов оборудования, потому что ремонт не может быть организован так, как массовое производство, это индивидуальная технология.

Эти негативные особенности приводят к тому, что ни одно предприятие, предоставляющее услуги ремонта не в состоянии купить все виды оборудования. Проблема недостающего оборудования решается следующими методами.

1. Специализация по категориям сложности ремонта. Обычно, можно выделить 3-4 категории:

• простейший ремонт, для которого достаточно дешевых технических средств (мультиметр, паяльник);

• ремонт средней сложности, для которого нужны распространенные универсальные средства средней сложности (осциллограф, паяльная станция) или некоторое специализированное оборудование (например, для ремонта компьютерных блоков питания желателен так называемый эквивалент нагрузки);

• сложный ремонт; в этом случае нужны слишком дорогие технические средства, чтобы их приобретать в постоянное пользование.

Встречается также ситуация, когда ремонт нерационален вообще, так как требуемая техника слишком сложна, а ремонтируемое устройство, наоборот - дешево. Обычно граница целесообразности ремонта определяется экономическими расчетами так, чтобы цена услуги не превышала 30-40 % от стоимости полной замены устройства.

Предприятие в зависимости от количества и опыта работников определяет, какими категориями ремонта оно будет заниматься, а какими - нет.

2. Специализация по виду ремонтируемой техники. Так, например, ремонт накопителей на магнитных дисках настолько сложен, что его могут выполнять 2-3 организации в стране. Специализация важна также потому, что даже для ремонта средней сложности часто требуются специализированные технические средства, которые будут нерационально использоваться, если нет достаточного количества заказов. Специализированным предприятиям может быть проще накопить опыт и получить авторизацию у изготовителей.

3. Временное или коллективное пользование техническими средствами - аренда, лизинг, приобретение техники, бывшей в употреблении, приобретение в складчину и т.п.

4. Передача сложных этапов ремонта субподрядчикам.

Технические средства для ремонта можно подразделить на следующие основные группы:

1. Измерительные приборы

2. Источники электропитания

3. Оборудование на основе персонального компьютера

4. Оборудование для демонтажа и монтажа компонентов

5. Ручной и механизированный инструмент

6. Специальная мебель

7. Средства освещения и вентиляции

8. Программное обеспечение

9. Информационное обеспечение (техническая, экономическая и правовая документация)

10. Комплекты запасных частей и расходные материалы

Рассмотрим некоторые группы более подробно

Измерительные приборы. В настоящее время их можно подразделить на универсальные и специализированные. К первым относятся:

• мультиметры, вольтметры, амперметры, токовые клещи;

• осциллографы (цифровые, аналоговые и аналого-цифровые);

• анализаторы спектра, логические анализаторы, анализаторы протоколов;

• генераторы синусоидальных и импульсных сигналов;

• измерители параметров компонентов (сопротивления, емкости, индуктивности);

• частотомеры.

Специализированные измерительные приборы предназначены для измерений или диагностической индикации в отдельных видах электронных устройств. В качестве примеров можно привести тестовые платы расширения на шину PCI для персональных компьютеров или GSM-тестер для мобильных телефонов.

Оборудование на основе персонального компьютера. Сейчас такое оборудование может требоваться даже для ремонта простой категории сложности. К примерам можно отнести:

• программаторы, дата-кабели, адаптеры, приставки для подключения ремонтируемого устройства к компьютеру;

• измерительные приборы - приставки с управлением и индикацией на компьютере, платы и модули ввода данных;

• технологические компьютеры для испытания плат и блоков персональных компьютеров.

Оборудование для демонтажа и монтажа компонентов.

Современное конструктивное исполнение электронной техники таково, что обойтись простейшим паяльником при ремонте бывает иногда невозможно. Например, некоторые типы корпусов современных микросхем имеют десятки выводов, находящихся под корпусом. В таких случаях требуется более сложное оборудование, основной частью которого является паяльная станция.

Паяльной станцией называют паяльник, питаемый от специальной системы регулирования температуры и снабженный дополнительными устройствами. Разогрев места пайки осуществляется разными способами:

• электронагрев насадки или жала паяльника встроенным в нее нагревательным элементом (наиболее массовая разновидность);

• пайка нагретым воздухом (термофен);

• нагрев от протекания тока через место соединения (называется импульсным нагревом);

• газовый паяльник (для работы без электросети).

Некоторые сложные станции поддерживают несколько способов.

По типу системы регулирования различают аналоговые и цифровые паяльные станции. Цифровая станция содержит микропроцессор, управляющий температурой. Основное преимущество цифровой станции - возможность быстрого регулирования температуры во времени (температурный профиль).

На рис. 36 показана структурная схема несложной аналоговой станции.

Рис. 36. Структурная схема аналоговой паяльной станции

Здесь:

Input Voltage - питающее напряжение от электросети (220 В);

Insulated Transformer – понижающий трансформатор;

Output Voltage 24 V AC – выходное напряжение 24 В переменного тока;

Non Contact Point Switch – бесконтактный симисторный электронный ключ;

Tip – жало паяльника (с датчиком температуры);

Ceramic Heater – керамический электронагреватель;

Ground – точка заземления паяльника;

Temperature Setting Dial – ручка регулировки температуры;

Digital Display – цифровой индикатор;

Comparator – компаратор (устройство сравнения напряжений);

Zero-Volt Switch – детектор нулевых уровней напряжения.

Дополнительные приспособления к паяльным станциям могут включать в себя:

• паяльник с вакуумной системой (вакуумный паяльник) - предназначен для автоматического удаления расплавленного припоя при демонтаже компонентов;

• паяльник-термопинцет (см. рис. 37) - это паяльник с регулируемым сдвоенным жалом, удобный для монтажа SMD-компонентов (компонентов, припаиваемых на поверхность платы без отверстий);

• термоэкстрактор с вакуумным захватом - паяльник для демонтажа (см. рис. 38);

• комплекты насадок к паяльнику для демонтажа и монтажа микросхем с большим количеством выводов;

• паяльник-термофен;

• подставка, очиститель жала, дымоуловитель.

Рис. 37. Паяльник-термопинцет

Рис. 38. Насадка для демонтажа с вакуумным захватом

В последнее время все большее значение придается методам монтажа и демонтажа с помощью горячего воздуха. Это вызвано распространением очень компактных компонентов в корпусах типа BGA(ballgridarray– шариковые матричные выводы). В таких корпусах выводы находятся снизу под корпусом и расплавить припой можно только прогревая весь корпус.

Такие паяльные станции можно условно разделить на две группы: конвекционные системы, работающие с замкнутым воздушным объемом и термовоздушные станции (термофены), использующие для нагрева открытый поток горячего воздуха. Паяльные системы первой группы обеспечивают очень точное термоуправление. Это обусловлено наличием условно замкнутого пространства внутри сопла, накрывающего компонент, куда горячий воздух поступает в небольшом количестве, необходимом только для поддержания требуемой температуры.

Перемешивание воздуха создает условия для равномерного распределения тепла во всем конвекционном объеме и позволяет корректно измерить текущую температуру, поместив термодатчик в любой точке внутри сопла. Конвекционные системы, в которых управление процессом нагрева происходит по определенному закону термопрофилю, являются оптимальным решением для монтажа и замены BGA компонентов. Соблюдение термопрофиля является абсолютно необходимым условием качественного и безопасного монтажа BGA, поскольку шариковые выводы этих компонентов недоступны, и нагревать приходится весь компонент целиком. Кроме того, термопрофиль обеспечивает корректный режим для работы флюса и паяльной пасты.

Фен, в отличие от конвекционной системы, создает мощный открытый воздушный поток, сфокусированный с помощью сопла на выводы компонента. При движении по каналам сопла воздух частично остывает. В результате, его температура на выходе сопла, а особенно на небольшом удалении от него, становится непредсказуемой.

Рис. 39. Термоконвекционный паяльник. Внизу находится устройство подогрева платы

Технические средства в настоящее время производятся десятками фирм-изготовителей, причем многие изготовители выпускают большой модельный ряд. В этой ситуации большое значение приобретает рациональный выбор модели, наиболее подходящей как по цене, так и по возможностям к задачам предприятия.

Выбор основывается на:

• параметрах и цене технического средства;

• неформальной информации о возможностях, удобстве использования, надежности, репутации изготовителя;

• технической политикой предприятия (наличие эксклюзивных договоров, скидок, требований вышестоящих организаций).

Литература: [12, 32].