Технология сборки и монтажа печатных плат

6



Міністерство освіти України

Черкаський інженерно-технологічний інститут

Кафедра приладобудування







Курсова робота

на тему

«Технологія складання і монтажу печатних плат»



по курсу

«Технологія приладобудування»

СП-56.998.002



Керівник: 				

Лукашенко В.М.	

Розробив:					

студент ІІІ курсу	

групи П-56 ФІТІС	

Шведенко В.Г.		

Підпис     _____________	

Номер заліковки:   ______	

Зараховано з оцінкою _____________  

“____”__________ 1998р.		     Підпис     _____________



Черкаси 1998

Зміст

1 Монтаж друкованих плат	.	.	.	.	.	.	.	3

Складання друкованих плат	.	.	.	.	.	3

Паяння друкованих плат	.	.	.	.	.	7

Методи паяння	.	.	.	.	.	.	.	8

Паяння зануренням	.	.	.	.	.	8

Паяння хвилею припою	.	.	.	.	10

Перевірка паяних з’єднань	.	.	.	.	.	13

Повторне паяння	.	.	.	.	.	.	.	13

2 Основи розробки технологічного процесу складання і монтажу радіоелектронної апаратури	.	.	.	.	.	.	15

Вивчення приладу та технологічне доопрацювання його конструкції і схем	.	.	.	.	.	.	.	16

Складання та монтаж еталонного зразку шасі приладу	17

Розділення процесу складення і монтажу на операції	.	19

Розробка ескізно-операційних технологічних карт 

складання і монтажу	.	.	.	.	.	.	20

3 Типові технологічні схеми процесу складання і монтажу радіоелектронної апаратури на печатних платах	.	.	.	26

4 Розрахунок типових ділянок складання і монтажу печатних 

плат в умовах дрібносерійного і серійного виробництва	.	30

Додаток 1. Фази процесу пайки		.	.	.	.	.	32

Додаток 2. Методи паяння	.	.	.	.	.	.	.	33

Додаток 3. Профілі хвилі при паянні хвилею	.	.	.	.	34

Додаток 4. Штучні норми часу та час на складання і монтаж	.	35





















1 Монтаж друкованих плат

	Складально-монтажні роботи повинні проводитися згідно з вимогами ТУ 5.633-5087-83, ТУ 5.663-18304-80, ТУ 5.633-18303-80 та ОСТ 4ГО.091.202 

Організація робочих місць складально-монтажних робіт повинна відповідати  ОСТ 4ГО.091.092.



1.1 Складання друкованих плат

	Складання друкованих плат  із електрорадіоелементів (ЕРЕ) та інтегральних схем (ІС) є першим необхідним етапом монтажу приладу чи системи. Вона характеризується тим, що ЕРЕ та ІС геометрично розміщуються на друкованій платі згідно із складальним кресленням П91.994...

	Так як складання є першим етапом монтажу, то дефекти складання в разі, коли вони залишаються не виявленими, негативно впливають на подальші етапи монтажу і є причиною додаткових витрат.

	Незалежно від методу складання можна сформулювати принцип збірки друкованих плат: плати і компоненти повинні так переміщуватися один до одного, щоб в результаті цього переміщення всі виводи компонентів зайняли свої місця, зумовлені електричною схемою вузла і необхідним контактуванням з друкованою платою.

	Із аналізу цього принципу визначаються робочі операції, які повинні робитися при складанні друкованих плат (рисунок 1).

	Перед монтажем всі ЕРЕ повинні проходити вхідний контроль по електричних параметрах. Організація вхідного контролю залежить від типу виробництва. В масовому виробництві контроль здійснюють на спеціальних стендах, де на шкалах приладів нанесені граничні значення параметрів ЕРЕ. Всі прилади на стендах повинні мати точність у відповідності з ТУ на ці вироби. Інколи вхідний контроль здійснюють разом з підготовкою до монтажу.

	Підготовка ЕРЕ до монтажу включає слідуючи операції

розпаковка елементів;

вхідний контроль;

формування виводів;

обрізання виводів;

лудіння виводів.

	Лудіння ЕРЕ повинно проводитись тими ж припоями, що і наступне паяння. При лудінні ЕРЕ чутливих до теплового впливу, дозволяється лудіння припоєм з пониженою температурою плавлення (таблиця 1).





 

  Друкована плата						   ЕРЕ







Завантаження  	   Орієнтувальний	     Завантаження 

  в  магазин		          пристрій		        в  магазин	







    Подача		      Рихтування		          Подача

					виводів





    Прийом	      	 			  		Прийом 

  друкованих  плат	     Позиціювання		   ЕРЕ





				     Встановлення

				             ЕРЕ





				        Фіксування 

				             ЕРЕ



				

				            Вивід







				       Змонтована 

				            плата

				

Рисунок 1 –  Основні етапи процесу зборки













Основні дані припоїв та їх використання

Таблиця 1



Марка

Хімічний склад, %

Температура плавлення, C

Границя міцності при розтягу, кг/мм2

Призначення

1

2

3

4

5

ПОС-90

Олово(89-90); сурма(0,15), свинець - решта

222

4,3

Для паяння деталей і складальних одиниць, що в подальшому покриваються сріблом чи золотом

ПОС-61

Олово(59-61); сурма(0,8), свинець - решта; домішок не більше 0,314

190

6-7

Для паяння відповідальних деталей, коли не припустимий чи небажаний високий нагрів в зоні пайки, а також коли потребується підвищена механічна міцність

ПОС-50

Олово(49-50); сурма(0,8), свинець - решта; домішок не більше 0,314

222

3,6

Те саме, коли допустима більш вища температура нагріву

ПОС-40

Олово(39-40); сурма(1,5-2), свинець - решта; домішок не більше 0,314

235

3,2

Для пайки менш відповідальних струмопровідних деталей, коли допустимий більш вищий нагрів

ПОС-30

Олово(29-30); сурма(1,5-2), свинець - решта; домішок не більше 0,424

256

3,3

Для лудіння та паяння менш відповідальних механічних деталей з міді, її сплавів, сталі

ПОС-18

Олово(17-18); сурма(2-2,25), свинець - решта

277

2,8

Для паяння при пониженій вимозі до міцності шву, для лудіння перед паянням

 ПОС-4-6

Олово(3-4); сурма(5-6), свинець - решта; домішок не більше 0,424

265

5,8

Для паянням зануренням у ванну з розплавленим припоєм

	













Продовження таблиці 1



1

2

3

4

5

ПОСК-50

Олово(49,0-51,0); свинець (32); кадмій(17-19); домішок не більше 0,35

145

–

Для паяння деталей з міді та її сплавів, що не допускають місцевого перегріву

ПОСВ-33

Олово(32,4-34,4); свинець (32,3-34,3); вісмут(49,0-51,0); домішок не більше 0,3

130

–

Для паяння плавких запобіжників; мідь, срібло, нанесене на кераміку методом впалювання й паяння константану





В індивідуальному виробництві всі ці роботи виконують вручну.

В масовому виробництві згинання та обрізання виводів ЕРЕ виконуються на спеціальних напівавтоматах.

	Встановлення ЕРЕ на друковану плату складається із наступних операцій:

подача ЕРЕ в зону встановлення;

орієнтування виводів відносно монтажних отворів;

фіксація ЕРЕ в потрібному положенні.

	Встановлюють ЕРЕ в такій послідовності: резистори, конденсатори, мікросхеми.

	Розміщення ЕРЕ на друкованій платі повинне сприяти спрощенню технологічного процесу і можливості застосовувати механізацію.

	Найзручніше розташовувати всі елементи на тій стороні плати, де немає друкованих провідників. Таке розташування полегшує  процес паяння. При розміщенні ЕРЕ необхідно дотримуватися паралельності. Всі ЕРЕ повинні бути міцно закріпленні на платі, щоб не було зміщень при механічних впливах.

	Закріплення ЕРЕ виконується в основному за допомогою виводів. Виводи вставляють в отвори і підгинають, після чого з’єднують з печатним провідником паянням. Таке з’єднання забезпечує механічну міцність і електричний контакт.

	Встановлення і закріплення ЕРЕ на друкованих платах може бути здійснене повністю на автоматичних лініях. Застосування автоматичних і механічних пристроїв має смисл тільки в багатосерійному чи масовому виробництвах, так як ці пристрої складні й дорого коштують.







1.2 Паяння друкованих плат



	Одним з останніх етапів у складанні друкованих плат є паяння. При паянні необхідно забезпечити механічне закріплення і електричний контакт між провідником і ЕРЕ. Паяння проводиться на повітрі з застосуванням різних флюсів, які захищають поверхні з’єднуваних елементів від окислення в процесі нагріву.

	Окремі технологічні операції, що забезпечують якісні паяні з’єднання наступні (додаток 1):

отримання металевих поверхонь шляхом очищення від поверхневих шарів при допомозі флюсу;

нагрівання вище точки плавлення припою;

витіснення флюсу з допомогою наступального припою;

розпливання рідкого припою по металевій поверхні – процес змочування;

дифузія  атомів  з  твердої  металевої  фази  в  рідкий  припой  і навпаки – утворення сплавної зони;

наступна обробка паяних з’єднань – очищення, коли видаляються флюси, що сприяють корозії.

	Перед паянням всі зпаювані поверхні очищають від захисних покрить. Припой, який застосовується при паянні, повинен мати температуру плавлення не менше, ніж на 60С нижче температури плавлення з’єднуваних металів і не більше 300С, так як її обмежує відносно невисока термічна стійкість майже всіх ЕРЕ і друкованих плат. Найчастіше для гарячого лудіння провідників друкованих плат використовується сплав Розе (олово – 28%, свинець – 22%, вісмут – 50%), а для паяння – олов’яно-свинцевий припой ПОС-61(олово – 60-62%, свинець – 40-38%).

	Флюс є неметалевим матеріалом, який створює передумови для міцності у місці паяння. При флюсуванні здійснюються наступні операції:

швидке і повне змочування металевої поверхні завдяки впливу сил поверхневого натягу;

видалення окислених шарів на контактуючих металах, а також розчинення і видалення продуктів реакцій при температурі нижче температури плавлення припою;

захист очищеної металевої поверхні від нового окислення.

	Залишки флюсу повинні легко видалятися або бути нейтральними, тобто не повинні змінювати електричні параметри початкового матеріалу і не викликати корозії. Найбільш придатним є флюс ФКТ (соснова каніфоль – 10-40%, етиловий спирт – 59,9-89,9%, нітробромідіксітен – 0,05-0,1%).

1.3 Методи паяння

	

	При паянні компонентів зі стержневими виводами (дискретних ЕРЕ, ІС в пластмасових корпусах зі стержневими виводами) для контактування використовується тільки та сторона друкованої плати, де проводиться паяння. Дротові виводи, що виступають над платою до 3 мм міцно з’єднуються тільки методом групового паяння. Таким методом є паяння зануренням, при якому металеві поверхні зі сторони паяння під час занурення в паяльну ванну покриваються припоєм. Інколи металеві поверхні на платі захищають від змочування припоєм, залишаючи вільними контактуючі поверхні зі стержнями, щоб запобігти утворенню перемичок та зекономити припой. Це селективне паяння досягається за допомогою паяльних масок, які утворюють шляхом покриття провідників захисним паяльним лаком. Паяльна маска залишає чистими тільки ті місця, які повинні бути покриті припоєм. Для інших металевих провідників захисний паяльний лак є не тільки відштовхувальною припой речовиною, але  на основі свого складу (модифікована епоксидна смола) засобом корозійного захисту.

	Методи паяння повинні задовольняти вимоги поточного виробництва і гарантувати надійність зпаюваних з’єднань (щоб менше 1% зпаюваних з’єднань підлягали наступному допаюванню). Якщо паяння зануренням не можливе (обумовлена комбінація речовин, невелика партія, особлива форма компонентів), то доводиться застосовувати інші методи, наприклад, інфрачервоне паяння. Ручне паяння паяльником застосовується тільки під час ремонтних робіт для паяння стержневих виводів ЕРЕ. Для цього існують удосконалені багаточисленні паяльники і допоміжні засоби, які дозволяють виділяти певну кількість тепла, вносити дозовану кількість припою і відсмоктувати зайву його кількість від місця паяння. Паяння друкованих плат вручну не повинно застосовуватися, бо воно значно зменшує міцність і надійність, технологічність та являється конструктивно та економічно недоцільним.



1.3.1 Паяння зануренням



	При паяння зануренням складена плата стороною паяння опускається в розплавлений припой (паяльна ванна). При цьому на стороні паяння всі виводи ЕРЕ, що виступають із монтажних отворів, з’єднуються з контактними площадками плати. Одночасно всі металеві поверхні (провідники, монтажні отвори) змочуються припоєм, оскільки вони не покриті паяльною маскою. В платах з металізованими отворами припой повинен піднятися до установочної сторони, завдяки чому підвищується надійність контакту.

	При паянні зануренням паяльною ванною підводиться не тільки припой, але й необхідна кількість тепла. Так як перехід тепла від рідкого припою до твердих контактуючих металів проходить швидко, то температура паяння установлюється протягом 1-2 секунд.	

	Щоб втрати тепла ванни були незначні, сторона паяння друкованої плати попередньо підігрівається. Завдяки цьому вдається також запобігти теплового удару чутливих до нагріву базових матеріалів. Труднощі нагріву багатошарової друкованої плати в тім, що тепло швидко відводиться через багаточисельні проміжкові мідні поверхні. Щоб не змінилися умови паяння, необхідно підтримувати постійний температурний режим паяльної ванни.

	Температура паяння повинна бути по можливості більш низькою, щоб зменшились втрати припою за рахунок окислення. Продукти окислення плавають на поверхні ванни і забруднюють її. Перед паянням вони повинні бути видалені, так як є перепоною до утворення якісних паяних з’єднань й іноді у вигляді плівки залишаються на друкованій платі. Видалення продуктів окислення проводиться майже виключно за допомогою механічних пристроїв (очищення, фільтрування), так як інші методи, наприклад, покриття маслом, каніфоллю чи воском, придатні тільки умовно. Недоліком є те, що захисні засоби забруднюють сторону паяння і при наступній обробці повинні видалятися при допомозі розчинників і миючих засобів.

	При паянні зануренням паяльна ванна поряд з віддачею певної кількості припою і теплоти виконує ще й функцію активізації флюсу. Флюс наноситься на сторону паяння зануренням, розбризкуванням, намазуванням або валиками. Летючі компоненти під час сушіння при попередньому підігріві випаровуються. Активна частина флюсу – каніфоль – рівномірно вкриває паяну поверхню. При зануренні в розплавлений припой флюс стає активним, відновлюються окисли і витісняються припоєм разом з продуктами відновлення з паяних з’єднань. На металевій очищеній поверхні здійснюється процес паяння.

	Методи паяння зануренням поділяються на методи зі спокійною та переміщуваною поверхнею ванни (додаток 2):

паяння зануренням з вертикальним переміщенням;

паяння зануренням з нахилом плати;

паяння з використанням коливальних рухів;

поверхневе паяння і паяння протягуванням;

маятникове паяння;

струменеве паяння (спосіб sylvania);

каскадне паяння;

паяння хвилею припою.



1.3.2 Паяння хвилею припою



	Паяння хвилею припою найбільш придатне при контактуванні стержневих ЕРЕ з друкованою платою. Переважна більшість всіх односторонніх друкованих плат і друкованих плат з металізованими отворами в масовому виробництві контактують за допомогою хвилевого паяння.

	Принцип методу полягає в тому, що плата прямолінійно рухається через гребінь хвилі припою. Хвиля припою залишається вільною від окислів завдяки постійному рухові, і друкована плата теоретично занурюється тільки на невеликій площі. Для якості паяння важливий кут входу і виходу, а також форма хвилі припою. Завдяки цьому в основному вирішується питання, утворяться чи ні перемички й висячі краплини. На заповнення металізованих отворів впливає форма хвилі, яка формується завдяки геометричному виконанню хвилеутворюючих сопел в широких межах (додаток 5).

	Доведено, що найбільш сприятливою умовою паяння є рух друкованої плати назустріч припою і при цьому витримується кут від 0 до 10 відносно хвилі припою. Злегка навпроти текуче дзеркало припою запобігає утворенню перемичок. Вторинною хвилею, яка підтримується трохи нижче, ніж основна хвиля розплавляються висячі краплини, так що паяні з’єднання не перевищують встановленої довжини.

	Плоска хвиля забезпечує більш довгочасний контакт з друкованою платою. Завдяки цьому забезпечується паяння металізованих отворів, але підвищується теплове навантаження.

	Сучасні машини паяння хвилею припою є комплексними нормалізованими вузлами, котрі розміщуються в кінці складальної лінії. Вони виконують одна за одною наступні етапи (рисунок 2):

1 Флюсування. Під час цієї операції на сторону паяння наноситься флюс. При хвилевому флюсуванні у відповідному пристрої створюється хвиля флюсу заввишки біля 1 см та шириною 30-35 см, над якою проходить друкована плата. При цьому флюс змочує поверхню і на основі капілярної дії проникає на сторону установки ЕРЕ.

При продуванні повітрям певного тиску через вузькі сопла флюс запінюється. Якщо із хвилі рідини виходить пінна хвиля, то говориться про пінне флюсування. Товщина плівки флюсу, що наноситься, не повинна перевищувати 3-4 мкм. Якщо товщина плівки велика, то в процесі паяння для її видалення необхідно багато тепла і це може стати передумовою недоброякісних паяних з’єднань.







Фіксація змонтованої

плати в транспортній рамі







Флюсування









Підігрів







Пайка на хвилі припою







Промивання та сушіння

вузла (після пайки з маслом)



Рисунок 2 – Технологічні етапи процесу хвильової пайки



2 Сушіння й попереднє підігрівання. Після флюсування друкована плата злегка підігрівається і частково продувається гарячим повітрям. При підігріванні з флюсу вивітрюється розчинник. Після цього друковані плати потрапляють на ділянку, де вони підігріваються зі сторони паяння за допомогою нагрітої шляхом теплової радіації плити. Це підготовлює відновлювальну дію флюсу, що починає плавитися при температурі вище 130С. Друга мета попереднього нагріву – уникнути теплового удару друкованої плати.

3 Паяння. При цій операції плата проводиться через гребінь хвилі. При цьому в першій фазі флюс стає активним. Утворюється металева поверхня, і після цього флюс разом з продуктами реакції витісняється припоєм. На очищеній металевій поверхні проходить бажаний процес зв’язку. Паяння проводиться при температурі 240-270С. Вибрана температура підтримується постійною. При швидкості переміщення від 0,5 до 3,0 м/хв час паяння становить від 1 до 7 секунд. Залежність часу паяння від температури зображена на рисунку 3. В залежності від довжини друкованих плат можна контактувати  відповідно за годину від 200 до 800 плат.



       		      t,c



		      11

		      10

		        9

		        8

		        7

		        6

       		        5

		        4

		        3

		        2

		        1

		        0						C

			200       220	      240	260	  280 

Рисунок 3 – Залежність часу паяння від температури пайки



Важливою проблемою є окислення олово-свинець. Швидке переміщення припою відкриває доступ кисню повітря до вільної від окислів поверхні, тобто оксидний шар збагачується, а ванна, внаслідок цього, збіднюється оловом, тому в паяльну ванну необхідно додавати припой, збагачений оловом.

	Іноді, при хвилевому паянні для гальмування окислення і зменшенні шкідливої дії окислів на паяні з’єднання до рідкого припою додають жири (олія з земляного горіха, пальмова олія з незначною кількістю води). Добавляється жир накладанням олійної хвилі на хвилю припою чи безпосередньо змішуванням в припої. Завдяки цьому досягають деяких переваг (більш низька температура паяння, незначні витрати припою, блискуча поверхня паяних з’єднань). Після паяння необхідне якісне промивання, при якому жир видаляється без залишку, в гіршому разі утворюється поживна основа для всіляких грибкових колоній та знижується кліматична стійкість виробу. При перемішуванні жиру з припоєм в паяних з’єднаннях спостерігається вміст олії. Тому в більшості випадків працюють без жирів і підтримують хорошою фільтрацією незначний вміст окислів у ванні з припоєм.

4 Охолодження. Після проведення хвилевого паяння необхідне часткове чергове оброблювання. Воно може бути складовою в процесі промивання і очищення (жирове паяння). Залишки флюсу в основному не потребують видалення, так як застосовуються флюси, що не спричиняють корозії. Раптового охолодження необхідно уникати, так як із-за різноманітності коефіцієнтів лінійного розширення базового матеріалу і металевої фази (мідь, припой) можуть утворитися тріщини.

1.4 Перевірка паяних з’єднань

	Процес хвилевого паяння закінчується візуальним контролем паяних друкованих плат. Огляд є важливою операцією для дотримання певних параметрів методу. Накопичення характерних дефектів (перемички, висячі краплини, незмочені місця) повинне приводити до  термінової перепровірки і доналагоджування певних технологічних параметрів.

	На рисунку 4 показано позицію процесу паяння хвилею у загальній технології виготовлення вузла. Рентабельність машинного паяння вимірюється процентом наступного допаювання. Паяння хвилею є ефективним, якщо менше 1% паяних з’єднань будуть підлягати наступному допаюванню.

	Якісні паяні з’єднання мають всебічно замкнений конус припою, в якому неозброєним оком чітко проглядаються контури виводів ЕРЕ. Припой на виводах ЕРЕ повинен проглядатися по всій поверхні і бути вільним від дефектів. Поверхня паяного конуса повинна бути гладкою. При нормальному зорі на відстані до 25 см не повинні бути помітні пори і раковини. Ці вимоги відносяться до односторонніх плат і плат з металізованими отворами.



1.5 Повторне паяння



	При повторному паянні виникає небезпека руйнування чутливих елементів із-за повторної дії тепла. Міцність зчеплення міді також обмежена, в основному при допаюванні відшаровуються контактні площадки. Зменшення високого проценту допаювання  є важливим фактором в ефективності загального процесу. Тому повинні видалятися тільки такі дефекти, які знижують надійність вузлів чи однозначно не дають контакту. Такими дефектами є:

холодні паяні з’єднання;

невидимі контури провідників у паяному конусі;

щілинні пори при переході паяного конуса до виводу;

багаточисленні дрібні, круглі пори при переході паяного конуса до виводу;

окремі великі, не круглої форми отвори в паяному конусі;

непроникнення на складальну сторону припою;

паяння після механічних навантажень.





     Підготовка		  Перевірка виводів	  	    Перевірка 

    компонентів		    компонентів на	    друкованих плат на

      (гнуття, обрізування)	 здатність до паяння	    здатність до паяння











        Зборка 









       Пайка хвилею 

     припою







        Перевірка паяних 

       з’єднань (візуально)











		Випробовування 				  Наступне

			вузла				   		допаювання





					    Ремонт вузла





Рисунок 4 – Процес пайки хвилею припою при виготовленні вузлів



	Не повинні допаюватися друковані плати при таких дефектах:

поглиблені пайки (кільце припою видно на обох сторонах і замкнене);

при потовщенні паяного з’єднання (провід знаходиться в припої так, що контур чітко видно);

при надлишку припою на провідниках;

при наявності окремих маленьких пор в паяному конусі чи біля переходу до виводу з проводу (величина пор менше перерізу проводу).

	Виконання вимог по усуненню тільки технічно обгрунтованих дефектів, а також однозначне визначення дефектів припускає високу кваліфікацію контролюючого і ремонтуючого персоналу. Всі труднощі повинні припадати на постійне розпізнавання і оцінку всіх виявлених дефектів з тим, щоб усувати їх за допомогою контролю і зміни окремих ступенів процесу паяння чи загального технологічного процесу.





2 Основи розробки технологічного процесу складання і 

монтажу радіоелектронної апаратури



Технологічний процес складання та монтажу апаратури включає наступну етапи:

заготовку монтажних проводів, зачистку, вирівнювання і лудження їх кінців, попереднє розташування і в’язку джгутів, підготовку до пайки виводів радіодеталей і т.ін.;

складання шасі, тобто підготовку його до  монтажу (кріплення на шасі деталей та вузлів);

закріплення монтажних проводів та кінців радіодеталей на   контактних пелюстках;

пайку або електрозварювання з’єднань;

контроль якості виконаних робіт.

В умовах серійного та масового виробництва широко застосовується ескізно-операційна технологія складання і монтажу радіоелектронної апаратури.

Ескізно-операційна технологія передбачає розділення всього процесу складання і монтажу радіоелектронної апаратури на окремі прості операції, на яких використовуються виконавці більш низької кваліфікації, ніж виконавці всього процесу. Вона дає змогу підвищити виробництво праці, якості продукції, а також знизити розрядності праці.

При розробці ескізно-операційної технології на кожну операцію складається технологічна карта, яка включає ескіз,  короткий  опис праці, перелік деталей і використовуваних матеріалів.

Ескіз повинен показувати ту частину складання чи монтажу, яка виконується на даній операції. Він включає необхідність користування складальними кресленнями, монтажними схемами, а також детальним описом роботи.

Короткий опис праці, який дається в технологічній карті, повинен вказувати об’єм та послідовність її виконання.

Крім того, опис праці пояснює і уточнює деякі деталі складально-монтажного процесу, який важко показати на ескізу.

При розробці ескізно-операційної технології, операції процесу роблять рівними або кратними по тривалості, що дає змогу швидкому переходу на серійний або масовий поточний метод виробництва.

Проектуванню ескізно-операційної технології передує розробка розгорнутої технологічної відомості послідовності складання і монтажу на ряд послідовних елементарних робіт – технологічних переходів.

Технологічна відомість дозволяє швидко формувати технологічні операції необхідної трудомісткості, визначати номенклатуру необхідного обладнання, інструменту, допоміжних матеріалів, а також полегшує визначення загальної трудомісткості складально-монтажних робіт.

Проектування технологічного процесу складання і монтажу радіоелектронної апаратури ділять на такі етапи:

вивчення приладу і технологічне доопрацювання його конструкції і схеми;

складання і монтаж еталонного зразка приладу;

розділення процесу складання і монтажу на операції;

розробка ескізно-операційних технологічних карт складання і  монтажу.





2.1 Вивчення приладу та технологічне доопрацювання його 

       конструкції і схем



Перед розробкою технології складання і монтажу необхідно вивчити принцип дії, призначення окремих деталей, вузлів та ланцюгів передбаченого до запуску в серійне виробництво радіотехнічного устаткування. Це дозволить правильно вирішити питання, які виникають при проектуванні технології, наприклад, розташування монтажних проводів, об’єднання проводів в джгути, правильне використання корпусних пелюстків і т.ін.

При вивченні зразка приладу необхідно проаналізувати особливості конструкції, розташування і кріплення вузлів у деталей, особливості монтажу з точки зору придатності до виробництва, при цьому слід виявити можливість спрощення складення та монтажу і поліпшення технологічності конструкції.

Необхідно ретельно перевірити монтаж, користуючись таблицями з’єднань, монтажною і принциповою схемами, звернув увагу на марки проводів, використовуваних для монтажу. Слід рекомендувати найбільш технологічні марки проводів. Рекомендується об’єднувати проводи в один загальний джгут, або ж в декілька окремих джгутів, причому об’єднання проводів в джгути роблять у  випадку простого монтажу. Заготовка джгута може бути виділена  в самостійну технологічну операцію з використанням спеціальних шаблонів, значно спрощуючих цей процес, а також сприяючих постійності і акуратності монтажу.

В тому випадку, коли важко розрізнити монтажні проводи в джгуті по їх кольоровій ізоляції, рекомендується наносити на кінці проводів кольорові мітки фарбою, або використовувати хлорвінілові кольорові або пронумеровані наконечники. Таку наконечники добре закріпляють кінці ізоляції, замінюючи собою ізоляцію нитками.

Часто для спрощення технології монтажу та складення апаратури і її вузлів вводять деякі зміни конструкції: змінюють місця розташування окремих деталей або спосіб їх кріплення, а також установлюють на шасі допоміжні прохідні гумові втулки, пелюстки і т.ін.

Необхідно звернути увагу на маркування деталей та вузлів, встановлених на шасі. Вони повинні мати маркування з боку монтажу згідно схеми.

В тому випадку, якщо маркування відсутнє, його необхідно ввести. Після конструктивно-технологічного аналізу радіоапаратури необхідно погодити все з серійно-конструкторським відділом, припускаючи зміни, а вже потім вносити ці зміни в креслення і схеми.





2.2 Складання та монтаж еталонного зразку шасі приладу



Еталонний зразок виготовляють з врахуванням затверджених конструктивно-технологічних змін. Ця робота повинна виконуватися висококваліфікованими складальниками і монтажниками апаратури.

На цьому етапу раніше всього вирішують питання про виділення на самостійні операції складання і монтажу таких вузлів, як субпанелі, розшивні планки, галетні перемикачі, штепсельні  розетки  з підпаяними проводами або джгутом, а також включають заготовку монтажних проводів (різку, зачистку і луження кінців), заготовку ізолюючих трубок і підготовку виводів резисторів і конденсаторів до монтажу (різку кінців виводів, зачистку, луження  і надання їм необхідної форми).

Перераховані трудомісткі роботи повинні виконуватися окремо з використанням високовиробничого обладнання.

Після цього визначають найбільш технологічну послідовність виконання загального технологічного процесу складання і монтажу апаратури, враховуючи звичайно застосовувану послідовність монтажних робіт, зручне виконання робіт, технологічну однорідність праці, виключаючи можливість ушкодження монтажних з’єднань і встановлюваної деталі або вузла наступними операціями і, на кінець, приймають спрямування виконання робіт.

Під звичайно застосовуваною послідовністю виконання монтажних робіт розуміють такий порядок, при якому спочатку монтують короткі перемички із оголеного дроту, потім більш  довгі перемички з ізольованого дроту, далі виконують монтаж проводів, які йдуть від розшивних планок та інших вузлів, укладка джгута і монтаж його проводів, і, нарешті, монтаж навісних деталей. Така послідовність проведення монтажу в окремих випадках може трішки мінятися по вищезгаданим міркуванням.

Так як складальні і монтажні роботи технологічно неоднорідні, їх належить розмежовувати, так як складальні роботи, що є більш грубими повинні виконуватись раніше.

В окремих випадках допускається чергування складальних і монтажних робіт, а саме: коли повне закінчення складальних робіт зробить важким доступ до вузлів і деталей для виконання монтажних робіт, а також при наявності в апаратурі крихких або точних деталей і вузлів, монтаж яких і приєднання необхідно виконувати в останню чергу.

Намічаючи послідовність робіт на складання і монтаж апаратури, необхідно одночасно визначати номенклатуру необхідної оснастки та обладнання і замовляти їх.

При виконанні еталонного складання і монтажу апаратури необхідно виміряти  довжини  монтажних проводів й ізолюючих трубок і одержанні дані заносять в таблиці, які необхідні для виготовлення джгутів приладу.

При визначенні довжини проводів потрібно зменшувати кількість розмірів таким чином, щоб градація проводів по довжині не була менш ніж 10 мм. Необхідно враховувати витрати проводів на кріплення кінців і також запас на повторне закріплення при обриві.

Таким чином, крім необхідної довжини проводу, при його приєднанні між точками схеми, необхідно дати запас рівний 30…40 мм.

При відробці джгута старанно монтують проводи на шасі, кінцівки проводів закріплюють без пайки на контактних пелюстках; вимірюють довжину кожного проводу до закріплення його другого кінця.

Після укладки проводів на шасі їх об’єднують в джгут і ув’язують міцною ниткою, а потім  звільняють  кінці і джгут виймають з приладу. Конфігурацію джгута переносять на ескіз в масштабі 1:1, на основі якого виготовляють шаблон для в’язки джгута, ескіз також використовують для розробки технологічної карти заготовки джгута.

Паралельно з відробкою джгута роблять відробку складання і монтажу вузлів радіоапаратури, а потім роблять загальне складання і монтаж шасі приладу, при цьому уточнюють прийняту послідовність праці, коректують таблицю з’єднань, замірюють і відмічають в попередньо складених таблицях довжини проводів і ізоляційних трубок.

В процесі складання і монтажу еталонного зразку шасі апаратури роблять відробку зразків навісних резисторів, конденсаторів і напівпровідникових приладів. Зразки необхідні для підготовки виводів схемних елементів перед монтажем в умовах серійного виробництва.

В процесі складання і монтажу еталонного шасі приладу складають розгорнуту технологічну відомість загального складання і монтажу виробу. Подібні відомості складають також для складання і монтажу складних вузлів типу субпанелей.

При складанні технологічної відомості процес загального складання і монтажу розчленовують на послідовний ряд елементарних робіт, більш мале дроблення яких технологічно неможливо або недоцільно.

При складанні технологічної відомості степінь дроблення складально-монтажного процесу визначають в кожному конкретному випадку розміром припущеного ритму потоку. Чим менше припускається ритм, тим дрібніше повинно бути дроблення для досягнення синхронізації операцій.

Загальна трудомісткість робіт по складанню і монтажу визначається наближено підрахунком загальної кількості кріпильних з’єднань, закріплених жил проводів і виводів навісних деталей, кількості пайок тощо, на основі середнього значення прийнятих норм часу на ці роботи.

Процес складання і монтажу приладу закінчується контролем, після якого йдуть настройка і випробовування, згідно технічних умов. При повній відповідності приладу технічним умовам він затверджується в якості еталонного.





2.3 Розділення процесу складення і монтажу на операції



Розділення  технологічного процесу складання  	і монтажу апаратури на операції або, іншими словами формування операцій виконується на основі технологічної відомості. При формуванні операції виходять із потрібного ритму потоку і трудомісткості елементарних робіт, приведених в технологічній відомості з врахуванням порядку їх виконання.

По довготривалості операція повинна дорівнювати ритму або ж кратна йому в тому випадку, коли деякі процеси технологічно невигідні або їх неможливо розчленити.

При  формуванні  операцій  технологічного процесу не треба об’єднувати процеси складання і монтажу; виключення робиться в тих  випадках, коли вони технологічно сполучаються: встановлення раніше змонтованої розшивної панелі і під’єднання проводів, що виходять з неї. Крім того складання об’єднують з монтажем для синхронізації операції.

Після закінчення формування операцій роблять дослідне складання і монтаж одного екземпляра шасі приладу і уточнюють трудомісткість намічених операцій, продовжуючи хронометрівку і частковий розподіл робіт.

І тільки після перевірки і коректування розділення складально-монтажних робіт на окремі операції виконується розробка ескізно-операційних технологічних карт для кожного робочого місця.                                      

                

             

2.4 Розробка ескізно-операційних технологічних карт 

       складання і монтажу

                                                                                                

Загальний порядок розробок



Вихідними даними для розробки технологічних карт являються еталонні зразки, технічні умови, складальні креслення, специфікації, схеми, таблиці монтажних з’єднань, таблиці проводів та ізолюючих трубок.

Для зменшення можливості помилок і неточності, а також полегшення роботи розробка ескізно-операційних технологічних карт повинна проводитися у відповідності з встановленою послідовністю операцій.

Спочатку розробляють технологічні карти складання і монтажу простих вузлів і заготовки джгутів, які передбачається виготовляти поза потоком загального складання і монтажу, а потім вже карти загального складання і монтажу приладу. 



Викреслювання ескізу



Ескіз повинен давати точні і наглядні  уявлення про те, які і як встановлюються деталі на даній операції, як і які монтуються проводи чи ЕРЕ (електро-радіоелементи), між якими контактними пелюстками і яке їх розташування на шасі приладу або панелі вузла.

Звідси – ескіз повинен в більшій ступені давати уявлення про те, як і що повинно бути зроблено на даній операції, ніж текст карти. Ескіз карти складальної операції креслиться на основі складального креслення  і еталону складання. 

Ескіз карти монтажної операції складається на основі еталонного  монтажу, складального  креслення, монтажної  схеми, таблиці з’єднань і для карт загального монтажу шасі – на основі складеної раніше технологічної відомості і технологічних карт складання і монтажу вузлів.

На ескізах технологічних карт складальних операцій повинні бути зображені:

Базова  деталь  або її  частина (плата, планка, панель і т.ін.) в положенні, найбільш зручному для праці.

Деталі та вузли  які  встановлюються на даній операції з їх кріпильними елементами, з вказівкою їх схемним позначень і нумерацією контактних пелюстків.

Додаткове деталювання складання (при необхідності).

Зноски, що вказують позиції вхідних деталей, згідно специфікації даної технологічної карти.

      5. Інші  зноски і примітки, пояснюючі ескізи (при необхідності).

На ескізах технологічних карт монтажних операцій повинні бути зображені:

Монтажний вузол, шасі приладу або їх частини в положенні найбільш зручним для праці.

Встановлені на панелі вузла або шасі деталі між контактними пелюстками, на яких виробляється монтаж в даній операції, з вказівкою схемних позначень цих деталей і нумерації їх пелюстків.

Контури деталей, встановлених раніш, відносно яких потрібно орієнтувати розташування проводів, джгутів і навісних радіодеталей, що монтуються в даній операції.

Проводи, джгути і радіодеталі, що монтуються в даній операції з вказаними маркованими знаками проводів джгута (їх колір або номер), позиції одиничних проводів, перемичок та ізоляційних трубок по специфікації даної технологічної карти і схемних позначень радіодеталей.

Інші зноски і примітки, пояснюючі ескізи і використані позначення ( при необхідності ).

Зображення встановлюваних деталей і вузлів з їх кріпленням або монтажними проводами і навісними радіодеталями повинні виконуватись товстими лініями (товщиною 0,6...0,8 мм) для отримання хорошого зображення ескізів, а інші видимі елементи повинні зображатися тонкими лініями (товщиною 0,1...0,2 мм).

На ескізах не вказують складання або монтаж деталей і вузлів виконаних попередньо. Винятком являються кінці проводів, прикріплених  на попередніх операціях, які зображаються на ескізах пунктиром. Часто виникає необхідність підключення до контактних пелюстків декількох проводів на різних операціях, причому пайка виконується тільки в тій операції, де підключається останній з цих проводів. В цьому випадку з’єднання  пайкою відмічають великою крапкою, а з’єднання без пайки залишають непоміченими. При необхідності з’єднання без пайки виділити особливо виразно, слід вказати їх контурною стрілкою, а в технологічній карті зробити відповідні примітки. Оголені монтажні проводи, виводи радіодеталей і оголені кінці ізольованих проводів зображаються на ескізі товстими одинарними лініями.                             

Відрізки ізолюючих трубок, які надівають на перемички із оголеного дроту і на виводи радіодеталей, з метою вирізнення їх від ізольованих монтажних проводів на ескізах слід затушовувати.

Подвійними лініями зі штрихуванням зображають ізольовані проводи.



Складання опису роботи    



Складання опису роботи в ескізно-операційній технологічній карті робиться на основі технологічних відомостей і технологічних інструкцій на даний вид роботи.

В ескізно-операційній карті показують операції та переходи, послідовність яких повинна відповідати послідовності виконання роботи.

Перехід включає технологічні одноманітні частини або технологічно невід’ємні частини операції, наприклад, закріплення перемичок із оголеного дроту, закріплених кінців ізольованих проводів, закріплення виводів навісних радіодеталей, пайка і промивка з’єднань і т.ін.

Описуючи зміст переходу, прагнуть до гранично короткої і зрозумілої викладки, так як при великому описі технологічна карта стає менш зручною для користування. До того ж, як правило сутність способу виконання робіт дається докладно в технологічних інструкціях, з якими повинен бути ознайомлений монтажник або складальник ще до початку праці. При розробці ескізно-операційних карт в додатку до опису переходів дається вказівка про додержання тієї чи іншої інструкції при виконанні роботи.

В розділах, в які входять деталі і складальні одиниці повинні бути вказані номера по специфікації вузлів і деталей, з якими проводиться робота. Номера ставляться в дужках після назв відповідних вузлів і деталей.

В карту включають переходи, необхідні для перевірки правильності і якості монтажу і складання самим виконавцем, що важливо для монтажних операцій, бо навіть незначна помилка може призвести до великих затрат праці по виявленню і ліквідації цього дефекту, коли перевірка виконується на більш пізній стадії праці.







Обладнання та інструменти



Обладнання та інструменти визначають паралельно з описом переходів; в карті вказують назви і шифр обладнання та інструментів згідно з існуючими нормами тільки один раз, на початку їх застосування.

        

Вхідні деталі і вузли. Допоміжні матеріали



Вхідні деталі, вузли, а також допоміжні матеріали, необхідні для виконання робіт, показують в специфікації передбаченій в ескізно-операційній карті в порядку виконання роботи.

При великій кількості вхідних деталей (проводи, резистори, конденсатори, тощо) передбачають спеціальні таблиці, розташовані на полі ескізу. В таблицях показують позначення радіодеталей по схемі, а також їх номінальні значення.

            

Нумерація технологічних операцій    



Рекомендується застосовувати так звану “п’яткову” систему нумерації технологічних операцій, так як нумерацію виконують рядом послідовних чисел, кратних п’яти (№ 0;5;10;15…). При необхідності включення додаткових операцій нумерація послідовних операцій не порушується.



Нормування складально-монтажних  і регулювальних робіт



Нормування складально-монтажних робіт виконують на основі карт технологічних процесів, які визначають порядок виконання операцій, застосовуючи прилади, інструменти, матеріали і режим обробки, а також на основі нормативів часу. Користуючись цими даними, можна розрахувати норми часу на різні технологічні варіанти процесів.

      Розрахунок норм штучного часу на операцію визначають по формулі:

ТШТ = ТОП * ( 1 + К / 100 )    (хв.)  ,         			(1)

де  ТШТ  – норма штучного часу, хв.; ТОП  – оперативний час, хв.;

      К  – час на організаційно-технічне обслуговування робочого місця,      відпочинок і природні потреби у відсотках від  оперативного часу.

Розглянемо приклад розрахунку норм штучного часу на складально-монтажні і регулювальні роботи:

     





ПРИКЛАД 1.



Операція – установка силового трансформатора на шасі телевізора  (лапками);

Тип виробництва – поточно-масове; 

Обладнання та інструменти – конвейєр неперервної дії, візок;

Інструмент – спеціальний ключ для розвертання лапок;

Габарити і вага – 150*150*20 мм, до 6 кг.



Зміст роботи



Взяти силовий трансформатор з виводами, піднести, сполучити лапки з отворами шасі і встановити трансформатор.

Перевернути шасі на 180 град.

Взяти спеціальний ключ і розвернути лапки.

      4. Відкласти інструмент.



Розрахунок штучного часу. Час на організаційно-технічне обслуговування робочого місця, відпочинок і особисті потреби при роботі на конвейєрі безперервної дії з однією 10-хвилинною перервою на фізичну зарядку складає 9.3% від оперативного часу, згідно табл.1.2.

Розрахунок оперативного часу

 Таблиця 2

№

Зміст роботи

Час, хв.

1

Взяти силовий трансформатор і піднести до місця встановлення

0,055

2

Встановити на чотири лапки

0,130

3

Перевернути шасі на 180

0,045

4

Взяти спеціальний ключ

0,015

5

Розвернути лапки трансформатора

0,120

6

Відложити спеціальний ключ

0,015

Всього

0,380



Таким чином    ТОП = 0.380 хв.



Штучний час визначається як:                                               



ТШТ = ТОП * ( 1 + К/100 )=0.380(1+9.3/100)=0.415 (хв).      









ПРИКЛАД 2.



Операція – регулювання ППЧ-відео телевізора.

Тип виробництва – поточно-масовий.

Обладнання – конвейєр.

Прилади й інструменти – прилади типу ПНТ, викрутки.                           



Зміст роботи



1. Переключити фішку напруги.

2. Включити провід живлення.            

3. Під’єднання приладу ПНТ.

Наладити ППЧ-відео згідно технологічного процесу даного підприємства.

Відключити провід живлення.         

6. Відключити прилад ПНГ.

7. Перевірити монтаж.

8. Відмітити в КПК олівцем.



Час на організаційно-технічне обслуговування робочого місця відпочинок і особисті потреби (для всіх видів робіт)

(У відсотках від оперативного часу)

Таблиця 3



Найменування елементів витрат робочого часу

Конвейєр з пульсуючим ритмом руху

Конвейєр з примусовим ритмом руху

Монтажний стіл

Автомат або напівавтомат

Розкладання, регулювання, промивка і прибирання інструменту і обладнання на початку, на протязі і в кінці зміни

0,5

0,5

0,6

0,6

Підготовка матеріалів на протязі зміни

0,4

0,4

0,6

0,4

Прибирання робочого місця на протязі та після закінчення зміни

0,9

0,9

1,1

1,0

Відпочинок і особисті потреби

4,8

5,0

4,8

4,8

Всього

6,6

6,8

7,1

6,8

З врахуванням фізичної зарядки (одна перерва на 10 хв.)

2,5

2,5

2,5

2,5

На знаходження дефектів та ремонт

10

10

10

10

Всього

9,1

9,3

9,6

9,3

        Розрахунок оперативного часу

 Таблиця 4



Зміст роботи

Час, хв.

Переключити фішку напруги

0,10

Приєднати (від’єднати) провід живлення

0,07

Приєднати (від’єднати)  ПНГ

0,17

Наладити ППЧ-відео (6 осердь)

1,30

Перевірка монтажу

0,40

Відмітка в КПК (олівцем)

0,10

Всього

2,14



Розрахунок штучного часу. Час на організаційно-технічне обслуговування робочого місця, відпочинок і особисті потреби при роботі на конвейєрі з пульсуючим ритмом руху з однією 10-хвилинною перервою на фізичну зарядку складає 9.1% від оперативного часу. На знаходження дефектів і малий ремонт беремо 10% від оперативного часу.

Всього отримуємо 19.1%

ТШТ = ТОП ( 1 + К / 100 )=2.14(1+19.1/100)=2.56 (хв).    









3 Типові технологічні схеми процесу складання і монтажу радіоелектронної апаратури на печатних платах





Використовують наступні типові схеми технологічного процесу складання і монтажу апаратури на печатних платах:



Складання і монтаж вузлів одноплатної конструкції з ручним встановленням радіоелементів при використанні методу індивідуальної пайки;

Складання і монтаж вузлів одноплатної конструкції з ручним встановленням радіоелементів при використанні методу групової пайки;

Складання і монтаж вузлів одноплатної конструкції з механізованим встановленням радіоелементів;

Складання і монтаж вузлів двоплатної конструкції;





В залежності від схеми структура технологічного процесу може складатись з наступних операцій:



      І схема



1. Заготівельні операції:

              а)підготовка EРЕ до монтажу;

              б)складання печатної плати;

Складання і монтаж вузлів (індивідуальна, на потоці, на багатопредметному конвейєрі).



      ІІ схема



1. Заготівельні операції:

              а)підготовка радіоелементів до монтажу;

              б)складання печатної плати;

Встановлення деталей і радіоелементів на конвейєрі:

              а)ручне встановлення;

              б)ручне встановлення, підрізка і формовка виводів за допомогою 

       підгинальної головки;

              в)контроль правильності встановлення радіоелементів і деталей;

3. Групова пайка:

              а)обезжирення;

              б)висушування;

              в)флюсування;

              г)висушування;

              д)пайка;

              е)промивка;

             ж)висушування;

4. Допайка.

5. Остаточна промивка.

6. Контроль.



ІІІ схема



1. Заготівельні операції:

              а)підготовка радіодеталей на конвейєрі;

              б)складання печатної плати;

2. Встановлення радіоелементів на конвейєрі:

    а)встановлення радіоелементів з циліндричною формою корпусу 

       за допомогою укладальної головки;

    б)встановлення діодів за допомогою укладальної головки;

    в)встановлення транзисторів за допомогою укладальної головки;

    г)встановлення радіоелементів, що не підлягають механізації 

       вручну;

    д)контроль правильності встановлення радіоелементів і деталей;

3. Групова пайка.

4. Допайка.

5. Остаточна промивка.

6. Контроль.



      Типові операції



Як видно з приведених схем технологічних процесів, вони виразно розділені по видам робіт, типові операції які мають спадковість в кожній схемі.

Типові операції складання і монтажу апаратури на печатних платах мають визначену структуру, яка показана нижче.

Операції підготовки радіоелементів широкого застосування до складання.

      1.Контроль радіоелементів по номіналам “придатний–непридатний”.

      2.Рихтовка виводів.

      3.Підрізка виводів.

      4.Зачищення виводів.

      5.Вкладка радіоелементів в технологічну касети.

      6.Лудження виводів радіоелементів.

      7.Формування виводів радіоелементів.



Операції підготовки радіоелементів вузького застосування до складання.  

      1.Контроль радіоелементів “придатний–непридатний”.

      2.Рихтовка дротяних виводів радіоелементів.

      3.Підрізка виводів радіоелементів.

      4.Зачищення дротяних виводів.

      5.Лудження виводів радіоелементів.

      6.Формування дротяних виводів радіоелементів.

      7.Формування стрічкових виводів.

      8.Підрізка стрічкових виводів.

      9.Формування виводів діодів.

     10.Формування виводів транзисторів.



Операції складання печатних плат.

      1.Встановлення на плату пустотілих заклепок-пістонів.

      2.Встановлення на плату контактів.

      3.Встановлення на плату перемичок.

      4.Встановлення штирів.

      5.Встановлення на плату радіоелементів.

      6.Підготовка виводів радіоелементів.

      7.Встановлення на плату діодів.

      8.Доскладання плати.

      9.Контроль правильності і якості встановлення радіоелементів.



Операції пайки монтажних з’єднань на печатних платах.

      1.Обезжирення плати.

      2.Флюсування місць пайки.

      3.Пайка з’єднань на платі.

      4.Допайка з’єднань.

      5.Промивка плати.

      6.Висушування плати.



Вибір схеми процесу



Схема процесу вибирається в залежності від конструктивних відмінностей печатної плати, а також серійності виробництва.

Перша схема рекомендується при виготовленні вузлів з двостороннім розташуванням радіоелементів і деталей відносно плати, а також вузлів, в яких виводи радіоелементів не підгинаються після їх встановлення на плату.

Друга схема рекомендується при виробництву вузлів, корпуси радіодеталей яких встановлюють на відстані від поверхні плати, а також вузлів, корпуси радіоелементів яких встановлюють щільно до поверхні плати, але по економічній ефективності їх недоцільно переводити на механізоване складання.

Третя схема. Ця схема процесу припускає високу технологічність конструкції вузлів для забезпечення механізованого складання і представляє собою прогресивний технологічний процес.

Четверта схема має обмежене використання з погляду незначного об’єму виготовлення вузлів для двоплатної конструкції.







4 Розрахунок типових ділянок складання і монтажу печатних 

плат в умовах дрібносерійного і серійного виробництва



Програма запуску



При складанні і пайці печатних плат мають значне місце технологічні затрати, в зв’язку з чим розрахунок ділянок повинен виконуватись на програмі запуску, визначаючи по формулі:

NS=N*j ,	 					(2)

де NS – річна програма запуску, шт.; N – річна програма випуску, шт.;

        j – коефіцієнт технологічних витрат.





Кількість робочих місць, виробничих робітників і обладнання



Кількість робочих місць на кожній операції визначається по формулу:

С=NS*t/Ф , 					(3)

де С – кількість робочих місць на операції; t – трудомісткість виконання операції, год.; Ф – річний фонд часу робочого місця (при двозмінному розкладі праці), год.

Коефіцієнт завантаження робочих місць і обладнання визначається по формулі:

JЗ = СР / СПР , 					(4)

де JЗ – коефіцієнт завантаження; СР – розрахункова кількість робочих місць; СПР – прийнята кількість робочих місць.

Число виробничих робітників визначається по формулу:

КР=  Nt/ФР , 					(5)

де КР – потрібне число виробничих робітників; Nt – загальний об’єм виробництва на ділянці, чол/год; ФР – річний фонд робітника, год.



Технологічне планування і організація праці на ділянках



Робочі місця на ділянках розташовують по ходу технологічного процесу, які оснащують верстаками з габаритними розмірами 1250*750*800; верстак складається з рами і двох стійок, які кріпляться до неї. Зверху мається кришка кольору "слонова кістка". На робочих місцях, призначених для лудження, пайки і промивки, необхідно вмонтовувати місцеву вентиляційну витяжку.

Ділянка виготовлення печатних плат оснащується горизонтально замкненим конвейєром періодичної дії.

Робочі місця постачають деталями і матеріалами двічі за зміну, а точніше до початку роботи і в обідню перерву. Ці матеріали поступають на робочі місця із загальноцехової матеріальної комори. Безперервну роботу ділянки забезпечують необхідним заставленням в коморах, величина якого визначається характером виробництва.

Настільні ручні пристрої використовують для підготовки елементів  малого застосування, а напівавтомати і автомати – для елементів широкого застосування.

Лудження виконують на напівавтоматичному обладнанні для пайки типа АП-4 (серійне виробництво), або у ваннах для лудження (дрібносерійне).

Складні плати з складально-монтажної дільниці поступають в окремі пайки, де роблять:

      а) пайку плат на обладнанні АП-4 з наступною пайкою на робочому 

місці не пропаяних місць;

      б) промивку плат;

      в) перевірку якості пайки і монтажу кваліфікованими працівниками 

та контролерами.

Готові плати поступають в комору готових виробів. 

























































Додаток 1

Фази процесу пайки







	

	

							повітря

							окисний шар

							основний метал









							флюс

змащування окисленої поверхні металу флюсом

основний метал











відновлена поверхня металу

основний метал









рідкий припой 

змащування припоєм металічної поверхні 

основний метал









припой



зона сплавлення

основний метал









Додаток 2

Методи паяння









	





			а)					     б)





		







			в)					      г)

















			д)					     е)















			є)					      ж)



а – пайка зануренням з вертикальним переміщенням;

б – пайка зануренням з нахилом плати;

в – пайка протягуванням;

г – пайка із застосуванням коливального руху;

д – пайка зануренням з маятниковим рухом плати;

е – пайка методом sylvania;

є – каскадна пайка;

ж – пайка хвилею по принципу стікання припою.

Додаток 3

Профілі хвилі при паянні хвилею























		      а)							б)























			в)						г)





















			д)						е)







	а – дугова хвиля;			г – плоска хвиля;

	б – дельта-хвиля;			д – плоска хвиля;

	в – відбита хвиля;			е – вторинна хвиля.

Додаток 4



Штучні норми часу та час на складання і монтаж



Штучна норма часу



Розрахунок норм часу на операції складання і монтажу  розраховується по формулі:

ТШТ = ТОП * К    (хв.) ,        				(1)

      де  ТШТ – штучний час на виконання операції; ТОП – оперативний час; К – коефіцієнт, що  передбачає підготовчо-заключний час та час на організаційно-технічне обслуговування робочого місця, відпочинок і особисті потреби.

При розрахунках норм штучного часу на регулювання і контроль в формулі (1) вводиться коефіцієнт КІ, що враховує час на виявлення і ремонт дефектів регулювальником в процесі регулювання виробу, тобто формула (1) набуває наступного вигляду:

Тшт = Топ * КІ * КП   (хв.)				(2)



Підготовчо-заключний час, час на організаційно-технічне обслуговування робочого місця, відпочинок і особисті потреби



Таблиця 1



№

Найменування елементів затрат робочого часу

Зміст роботи

Час в процентах від оперативного

1

2

3

4

1

Підготовчо-заключний час 

а)Отримання завдання на зміну, технічної документації, інструменту і матеріалів;

б)Ознайомлення з кресленнями і інструкціями. Наладка обладнання і приладів;

в)Здача роботи, інструменту і оформлення документів.

2,0













Продовження таблиці 1



1

2

3

4

2

Організаційно-технічне обслуговування робочого місця і т.ін. 

а)Розкладення і прибирання інструменту і  пристроїв на початку, на протязі та  в кінці зміни;

б)Підналадка, калібровка і перевірка  приладів і пристроїв на протязі  зміни;

в)Обмін дефектних матеріалів, електроелементів і деталей протягом зміни;

г)Отримання виробничого інструктажу  протягом зміни;

д)Прибирання робочого місця  протягом і після закінчення зміни.

4,5

3

Відпочинок і особисті потреби

а)Виробнича гімнастика;

б)Відпочинок і особисті потреби.

7,5

Всього в процентах від оперативного часу

14

Коефіцієнт до оперативного часу – КП = 1+К

1,14



Примітка.  В даному випадку  підготовчо-заключний час визначено у відсотках від оперативного часу, так як він складає незначну частину робочого часу і являється постійним при виконанні робіт, передбачених нормативами.                                                              

       Таблиця 2



Розмір партій плат, шт.

Поправний коефіцієнт КІ

300 … 1000

1,0

150 … 300

1,1

50 … 150

1,2



Заготівка монтажних проводів



Зміст  роботи



      1. Відмотати необхідну довжину проводу і вирівняти.

Відміряти задану довжину проводу по лінійці або зсунути кінець проводу до кінця ножиць.

Взяти ножиці, відрізати провід, відкласти ножиці і провід або натиснути ричаг ножиць і відрізати провід.



       

Час на заготовку монтажних проводів                                                 

Таблиця 3



      Параметри дроту

Ручні ножиці

Важільні ножиці

Педальні ножиці



Довжина заготовки, мм



30

100

30

100

30

100



Час на один провід, хв.

Неізольований  0,2 

0,068

0,063

0,046

0,061

—

—

Неізольований    0,5

0,065

0,070

0,051

0,057

—

—

Ізольований        0,2

0,054

0,065

0,043

0,052

0,038

0,048

Ізольований        0,5

0,060

0,072

0,047

0,057

0,045

0,054

Багатожильний  0,5

0,066

0,079

0,052

0,063

0,047

0,057

Багатожильний  1,0

0,073

0,087

0,057

0,068

0,052

0,060

 

Зняття  ізоляції



Зміст роботи



      1. Взяти провід і відповідний інструмент.

      2. Зачистити кінець проводу на потрібну довжину.

      3. Відкласти провід. 

Час на зняття ізоляції

Таблиця 4



Спосіб зачистки

Діаметр проводу, мм



 0,06

0,06…0,1

0,1…0,25

0,25…0,5

0,5…1,0



Зачистка одного кінця, хв.

Наждачний папір

0,067…0,144

0,060…0,108

0,060…0,090

0,042…0,103

0,067…0,144

Електроопалювачем і наждачним папером 

0,084…0,199

0,076…0,178

0,071…0,205

0,079…0,113

0,101…0,144

Скальпелем 

0,109

0,084

0,070

0,108

0,140





Лудження



Зміст роботи



      1.Взяти провід і відповідний інструмент.

      2.Зачистити кінець проводу на потрібну довжину.

      3.Відкласти провід.





Час на лудження

Таблиця 5







Кількість обслугов 

Діаметр виводів, мм

Тип дроту

Довжина

уючих

0…0,2

0,2…0,5

електроелементу

лудіння, мм

виводів деталі

Час лудіння однієї деталі, хв.

Оголений одножильний провід

0…10

1

0,134

0,124





2

0,199

0,179

Багатожильний провід

0…10

1

0,139

0,129





2

0,209

0,189

Виводи радіолементів

0…10

1

0,134

0,124





2

0,199

0,179





3

0,254

0,224





Примітка. При використанні пінцету до табличного часу треба  додавати 0.029 хв. 





Підготовка електроелементів до монтажу





Зміст роботи



      1.Взяти електроелемент і відповідний інструмент.

      2.Продивитись, виправити, зачистити і т.ін.

      3.Відкласти електроелемент і інструмент.









Час на підготовку електроелементів до монтажу 

Таблиця 6



Найменування 



Діаметр 

виводів,

Кількість оброблюваних виводів

прийому

Інструмент

мм

2

3







Час на один елемент, хв.

Вирівнювання виводів

Вручну

0,2…0,5

0,056…0,066

0,066…0,081



Пінцет

0,2…0,5

0,095…0,105

0,110…0,125

Зачистка виводів

Наждачний папір 

0,2…0,5

0,176…0,136

0,246…0,186



скальпель

0,2…0,5

0,155…0,115

0,200…0,155

Обрізка виводів

Ножиці

0,2…0,5

0,064…0,074

0,079…0,094





Установка деталей і електроелементів на плату



Зміст роботи



      1. Взяти в коробці деталь або електроелемент і роздивитись.

При необхідності попередньо розправити виводи і нанести шар клею на основу деталі електроелементу або місце їх  встановлення на плату.

Встановити деталь або електроелемент на плату одним із наступних способів:

            а) накласти виводами на контактні площадки плати, покриті  

      контактором або без нього;

            б) накласти основою на плату із суміщенням виводів з  

      контактними площадками плати;

            в) пропустити виводи в отвори плати або основою в гніздо плати.

При необхідності підігнути виводи з іншої  сторони плати.



Час на установку деталей і електроелементів на плату



Таблиця 7

Найменування деталей і електроелементів

Кількість виводів

Спосіб встановлення однієї деталі

Час встановлення, хв.

1

2

3

4

Штирі, стійки, пелюстки і т.ін. 

1

Накладання на плату

0,068…0,085





В отвори плати

0,078…0,098

Продовження таблиці 7



1

2

3

4

Перемички з дроту діаметром 

2

В паз плати

0,083…0,105

до 0,5 мм і т.ін.



Накладанням на плату

0,093…0,118





Основою з виводом на контакт плати

0,096…0,151





Торцем виводів на контакти плати

0,118…0,151





Основою на контакт плати, покритий контактолом 

0,113…0,150

Резистори

2

Виводами на контакти плати, покриті контактолом

0,138…0,178





Виводами в отвори плати

0,138…0,168





Виводами в отвори, загинаючи виводи з іншої сторони плати

0,223…0,278





Основою в гніздо плати для каркасу

0,123…0,143





Виводами в отвори плати або каркасу

0,183…0,223

Транзистори (діаметром до 0,5 мм)

3

Виводами в отвори плати або каркасу, загинаючи виводи з іншої  сторони плати

0,303…0,373



2

Виводами в контактні отвори 

0,108…0,148



4

плати

0,138…0,178

Планки, основи, 

6



0,168…0,218

дроселі, трансформатори

8



0,198…0,258

(з жорсткими виводами 

2

Виводами в контактні отвори 

0,198…0,248

діаметром до 0,5 мм)

4

плати, загинаючи виводи з 

0,288…0,368



6

іншої сторони плати

0,378…0,488



8



0,468…0,608







Продовження таблиці 7



1

2

3

4

Діодні матриці, 

катушки, дроселі,

2

В паз основою, вирівнявши і намазавши клеєм виводи

0,228…0,248

тороїдальні трансформатори

2

На плату, 

0,248…0,275



4

вирівнявши виводи і 

0,328…0,361

(з гнучкими проводами)

6

намазавши клеєм

0,408…0,448



8

основу

0,488…0,535





Пайка кінців перемичок і виводів електроелементів

  

Зміст роботи



      1. Взяти електропаяльник, набрати припою.

      2. Припаяти кінець перемички або вивід електроелементу.

Відкласти електропаяльник.



Пайка кінців перемичок і виводів електроелементів



Таблиця 8

Характеристика пайки

Діаметр пайки, мм

Час паяння, хв.

1

2

3

Пайка виводів електроелементів і кінців перемичок

0,2

0,129…0,159

накладених на контакти плати

0,5

0,140…0,185

Пайка кінців перемичок і виводів електроелементів

0,2

0,144…0,179

введених в отвори плати

0,5

0,164…0,207

Пайка кінців перемичок і виводів електроелементів

0,2

0,159…0,199

приєднаних до пелюстків або штирів 

0,5

0,179…0,226

Пайка перемичок які проходять через пелюстки

0,5

0,119…0,146

Пайка торців електроелементів, накладених 

2

0,124…0,152

на контакти плати

4

0,154…0,196

Продовження таблиці 8



1

2

3

Пайка виводів діодної матриці до  контактів плати

0,05

0,114…0,139

Пайка виводів тороїдальних 





трансформаторів

0,1

0,169…0,212

до контактів плати







Примітка.   Хвильова пайка:  

кріплення печатних плат в каретці 					– 0.136 хв. 

встановлення кареток на конвейєр пайки і хвильова пайка 	– 0.027 хв. 

зняття кареток з конвейєрі пайки						– 0.027 хв.

При використанні пінцету або спеціального тепловідвідника  до табличного  часу  добавити  0,029  хв.  на  дію  “Взяти і відкласти пінцет (тепловідвідник)”. 



Час на прийоми,  які зустрічаються при регулюванні



Таблиця 9



№

Зміст роботи

Штучний час, хв.

1

2

3

1

Встановити струм (напругу) реостатом, потенціометром, ЛАТРом, контролюючи по приладу

0,18

2

Подати частоту від генератора 

Встановлюючи лімбом генератора

0,25



з рівнем  ХMIN 

(напругою V вольт)

Контролюючи частотоміром хвилеміром

0,52

3

Повертаючи регулятор потенціометра вправо і вліво, визначити межу потенціометра

0,25

4

Встановити на магазині затухань (опорів, конденсаторів) рівень (опору, ємності), обертаючи 6 курбелей

0,32

5

Встановити на вказівнику рівня необхідний рівень ручкою “регулятор виходу генератора” або обертаючи вісь движка потенціометру на платі

0,20

6

Заміряти частоту частотоміром в потрібній точці плати

0,25



Продовження таблиці 9



1

2

3

7

Підключити осцилограф до потрібної точки плати,  проглянути форму кривої, впевнившись в наявності імпульсу – відключити 

0,72

8

Переключити ключ, перемикач, натиснути кнопку, перевірити візуально покази приладів, тумблер запалення (погашення) сигнальної лампочки, спрацювання реле 

0,17

9

Обертаючи обмежуючі гвинти, відрегулювати спрацювання реле в заданих межах

0,50

10

Виміряти спотворення імпульсів, які вносять ПТНВ згідно інструкції

2,25





Час на прийоми складально-монтажних робіт, 

яку зустрічаються при регулюванні

Таблиця 10



Найменування

Зміст роботи

Штучний час, хв.





Встановити 

Зняти

Перемички 

Подвійні

Взяти перемичку, встановити

0,09

0,02

типу “Ліра”

Потрійні

Зняти перемичку, відложити

0,21

0,07

Жорстка перемичка

Взяти перемичку, припаяти

0,47

0,25

Опір навантаження

Взяти (зняти) опір, встановити (відложити)

0,08

0,04

Кварц. Радіолампи

Взяти (зняти) кварц (радіолампу), встановити (відложити)

0,22

0,15

Екран для радіоламп

Взяти  екран, надіти на радіолампу. Зняти екран, відкласти

0,07

0,05

Штемпельовані плати

Взяти штемпель, проштемпелювати плату. Відкласти штемпель

0,10

—

Зав’язування плат

Взяти провід (шпагат), протягнути в отвір двох плат, зв’язати плати

0,25

—

Мiкросхеми

——

0,135…0,210





Підготовчо-заключний час при регулюванні і контролю



Таблиця 11



Зміст роботи

Час, хв.

Отримання і здача роботи, наряду, документації

3,0

Отримання інструменту

2,0

Ознайомлення з документацією і роботою, отримання інструктажу

9,2

Отримання і обмін вибіркових елементів

3,0

Всього на партію

17,2

Всього в процентах від оперативного часу

4,1



Час на організаційно-технічне обслуговування робочого місця, відпочинок і особисті потреби



Таблиця 12



Вид затрат

Зміст роботи

%  від оперативного часу



Підготовка приладів й стендів на початку зміни до



Операційно-технічне

роботи, наладка, калібрування і перевірка приладів 



обслуговування

на протязі зміни. Підготовка і прибирання 

2,9



інструменту, з’єднувальних кабелів до початку і кінця 





зміни. Прибирання робочого місця на протязі зміни



Відпочинок і особисті потреби

Відпочинок і особисті потреби (включаючи активний відпочинок – виробничу гімнастику)

5,1

Всього у відсотках до оперативного часу

8,0

















Список використаної літератури



Гусєв В.П. "Технологія радіоапаратбудування". М.:"Вища школа"–1972р.

“Нормативи часу на виготовлення апаратури на мікроелементах (серійне виробництво ).”Науково-дослідний інститут економіки і інформації по радіоелектроніці. Москва 1971р.

“Нормативи часу на наладко-регулювальні роботи радіотехнічних виробів.” Підприємство а/с В-8916.1984р.

Нормативи часу на регулювальні роботи апаратури далекого зв’язку (блоки, плати). Науково-дослідний інститут економіки і інформації по радіоелектроніці. Москва 1974р.

Посібник по курсовому та дипломному проектуванню по курсу “Технологія приладобудування” розділ “розрахунок технологічно обгрунтованих норм часу на складання і монтаж печатних плат” для студентів спеціальності “Приладобудування” усіх форм навчання (Уклад. В.М.Лукашенко.-Черкаси: ЧІТІ, 1997.-44с.)