Устройство световых эффектов

Удаление фоторезиста. Фоторезист смывается в установке струйного типа, после этого заготовка промывается в проточной воде. В результате получается заготовка, покрытая слоем меди различной толщины.

Необходимо  удалить подслой меди. Он удаляется  травлением в установке струйного  типа для уменьшения подтрава. Заготовка  промывается в проточной воде. Медь проводников подтравливается  в этом процессе, поэтому слой металлорезиста выступает за границы слоя меди. Для того чтобы убрать эти выступы  производится оплавление фоторезиста  в конвенционной печи. В процессе настройки ТП необходимо проверять  топологию ПП визуально на наличие  замыкания и при помощи микроскопа с измерительной шкалой для определения  реальной ширины проводников. Следует  контролировать прочность соединения слоя меди с диэлектриком. Аналогичные  проверки следует производить в  процессе работы через определенные промежутки времени.

Печатной плате  не требуется защитное покрытие, так  как проводники защищены слоем металлорезиста.

Полученная  заготовка имеет технологические  поля, которые должны быть обрезаны. Полученная ПП маркируется и покрывается  защитным слоем канифольного лака. При маркировке указываются код  ПП, а также обозначаются места  для ручной установки ЭРЭ.

Следует произвести выходной контроль. Проверять на отсутствие механических повреждений, царапин  на поверхности ПП и на отсутствие пробелов в слое защитного лака. Маркировка не должна быть смещена. Обрезанные края ПП должны быть ровными, не иметь  сколов и расслоений диэлектрика.

 

2. Составление маршрутной технологической  карты

     Функциональная модель способствует проведению структурной оптимизации ТП изготовления ПП, после чего составляется маршрутная технологическая карта. Методика и правила составления маршрутной технологической карты приведены в [2]. Маршрутная технологическая карта представлена в МАИР.10200.00003.

3. Проектирование ТП сборки, монтажа и контроля изделия
1. Анализ исходных данных

Исходными данными  являются:

– спецификация;

– принципиальная схема;

– технические условия;

– технологические требования на сборку и монтаж;

– программа выпуска.

Все эти данные были представлены в предыдущих параграфах, приложениях и задании на курсовое проектирование.

ЭРЭ монтируются  на ПП в отверстия. На ПП следует  установить резисторы, конденсаторы, диоды, транзистор, микросхемы, реле, кнопку, кварцевый резонатор и разъем. Выводы резисторов, конденсаторов, диодов и кварцевого резонатора должны быть предварительно отформованы по шаблонам. Микросхемы поставляются с ножками, отогнутыми в стороны. Они должны быть отформованы перед установкой на ПП. Остальные ЭРЭ не нуждаются в формовке.

 

2. Разработка технологической  схемы сборки

ЭРЭ, поступающие  на монтаж ПП, должны проходить выборочный контроль на соответствие заданным электрическим  параметрам.

Выводы резисторов, конденсаторов, диодов и кварцевого резонатора должны быть отформованы и обрезаны по шаблону. Так как предполагается их дальнейшая автоматизированная установка, они должны быть приклеены на ленту в соответствии со своим типом, номиналом, формой выводов. Для формовки выводов использовать машины для формовки аксиальных компонентов TP6, настроенные по соответствующему шаблону.

Транзистор приклеить на ленту для последующего автоматизированного монтажа.

Выводы микросхем  отформовать и обрезать по шаблону.

После этого  резисторы, конденсаторы, диоды, кварцевый резонатор, транзистор и микросхемы поступают на автоматизированную установку на ПП. Для монтажа микросхем следует использовать установщик компонентов Philips Topaz. Для установки остальных ЭРЭ использовать радиальный монтажный автомат секвенсор Universal 6360B Radial 8XT. Затем вручную устанавливается разъем.

ПП, с установленными ЭРЭ, поступает в систему пайки  волной SEHO 1025 PCS. Для выполнения операций использовать универсальную паяльную станцию Weller MT 1500. Эта станция обеспечивает установку и контроль температуры паяльника, а также может использоваться для очистки переходных отверстий от олова, если оно туда затечет.

Процесс монтажа  ЭРЭ на ПП завершается визуальным контролем монтажа на отсутствие замятия ЭРЭ.

После контроля монтажа функциональную ячейку скрепляют  с каркасом винтами и гайками. Элементы, выходящие на лицевую панель, вклеиваются в нее.

По окончанию  сборки производятся выходной контроль. Затем изделия упаковываются  в коробки.

Технологическая схема сборки представлена в МАИР.70088.00004.

3. Составление структурной схемы ТП изготовления изделия

Процессы изготовления ПП, формовки и обрезки выводов ЭРЭ, изготовления корпуса не связаны между собой, поэтому они могут выполняться параллельно. Процессы изготовления ПП и монтажа ЭРЭ на ПП были рассмотрены ранее. Рассмотрим процессы изготовления несущей конструкции изделия.

Корпус изготовляют  литьем в кокиль на литейном оборудовании компании ВЛИКОН серии 82103 [5]. На крышку корпуса наносятся необходимые знаки и надписи при помощи устройства трафаретной печати Dek Horizon 01i.

На основание  изготовленного корпуса монтируется  ПП с установленными ЭРЭ и закрепляется с помощью винтов. Крышка корпуса, на которой размещаются элементы управления и устройства индикации, закрепляется сверху.

После сборки устройство отправляется на стенд контроля. Сначала выполняется визуальный контроль на предмет повреждения ЭРЭ в процессе сборки. После этого устройство подключается к компьютеру, где загружается тестовая программа и подаются тестовые воздействия для настойки ЭТ.

Если устройство успешно прошло выходной контроль, оно отправляется в упаковочную.

Структурная схема сборки и монтажа представлена в МАИР.50188.00005. МК сборки ЭТ представлена в МАИР.10088.00006.

4. Выбор типа и организация формы производства изделия

Исходные данные, необходимые для определения  типа и организации производства, приведены в таблице 2.

Таблица 1 – Исходные данные

Параметр	Значение
Коэффициент закрепления операций, КЗО	1
Надежность производства, НП	0,95
Годовое программное задание, NГ, шт	80000
Норма запаса комплектующих изделий, f, дни	8

 

Коэффициент закрепления операций соответствует  крупносерийному производству. Изделие выпускается партиями, регулярно повторяющимися через определенные промежутки времени. Размер партии одновременно запускаемых в производство изделий:

 

где F = 261 – число рабочих дней в году.

Для крупносерийного  производства лучше использовать механизированную сборку с пантографом. Компоненты с  аксиальными и радиальными выводами подаются на сборку вклеенными в ленту  с соблюдением определенной последовательности. Позиционирование платы относительно установочной головки производится с помощью пантографа путем совмещения копирного щупа с соответствующим  отверстием шаблона.

5. Анализ технологичности изделия по производственным показателям
1. Коэффициент простоты изготовления изделия

 

где n_п – количество подгоняемых или подбираемых ЭРЭ с целью обеспечения выходных параметров с требованиями ТУ, n_р – число регулировочных элементов; N – общее количество ЭРЭ.

Балльный показатель:

 

2. Коэффициент расширенных допусков

К_р.д. = n_р.д./N=1/66=0,0151,

где n_Р.Д. – количество ЭРЭ с допусками δ ≥ 10% от номинала.

Балльный показатель:

Б₂ = 4 – (К_Н2 - К_Р2)/DК₂ = 4 – (0,9 – 0,0151)/0,3 = 1,0500.

3. Коэффициент простоты выполнения монтажных соединений

К_п.м.с. = 1 – n_г.в./n_м.с.=1,                                                                                              

где n_Г.В. – количество монтажных соединений, выполняемых с использованием отдельных перемычек монтажным проводом, n_М.С. – общее количество монтажных соединений, включая печатные проводники.

Балльный коэффициент:

Б₃ = 4 – (К_Н3 - К_Р3)/DК₃ = 4 – (0,6 – 1)/0,15 = 6,66,

следовательно, Б₃ = 5                     

4. Коэффициент ограничения числа выводов сборочно-монтажных соединений

К_о.в.с. = 1 – n_в.с./n_п.с.=1-3/89=0,9662,                                                                                  где n_в.с. – число видов сборочных и монтажных соединений с учетом конкретного способа их выполнения (винтовые, клееные, паяные, сварные и т.д.), n_п.с. – число пар, соединяемых любым видом соединений конструктивных элементов изделия.

Балльный коэффициент:

Б₄ = 4 – (К_Н4 - К_Р4)/DК₄ = 4 – (0,9 – 0,9662)/0,1 = 4,662;

5. Коэффициент использования групповых методов обработки

К_и.г.м. = n_г.м./n_оп = 2/14 = 0,111;

где n_г.м. – число операций ТП, использующих групповые методы обработки, n_оп – общее число операций.

Балльный показатель:

Б₅ = 4 – (К_Н5 - К_Р5)/DК₅ = 4 – (0,4 – 0,111)/0,25 = 2,844                                                 

6. Коэффициент автоматизации и механизации установки и монтажа ЭРЭ

К_а.м. = n_а.м./n_м.с.= 86/106 = 0,8113;

где n_а.м. – количество монтажных соединений, которые осуществляются автоматизированным или механизированным способом.

Балльный показатель:

Б₆ = 4 – (К_Н6 - К_Р6)/DК₆ = 4 – (0,87 – 0,8113)/0,3 = 3,804.

7. Коэффициент автоматизации и механизации операций регулировки и контроля электрических параметров изделия

;

где n_а.к. – количество операций регулировки и контроля, осуществляемых механизированным и автоматизированным способом, n_к – общее число операций регулировки и контроля.

Балльный показатель:

8. Коэффициент использования типовых  технологических процессов

K_ттп = n_т.т.п./n_оп = 11/14 = 0,786;

где n_ттп – количество операций, выполняемых по типовым технологическим процессам.

Балльный показатель:

Б₈ = 4 – (К_Н8 - К_Р8)/DК₈ = 4 – (0,6 – 0,154 )/0,15 = 1,027

С учетом достигнутых  бальных показателей рассчитываем среднебалльный показатель технологичности:

 

Расчеты частных  показателей позволяют сделать  вывод, что сдерживающих факторов в  производстве изделия нет. Но возможно повышение технологичности за счет использования автоматизированной и механизированной регулировки и контроля изделия.

4. Детализация технологического процесса

В качестве детализации  взята операция травления пробельного  слоя меди. Травление меди – важнейшая технологическая операция, определяющая качество печатных проводников. Брак, допущенный при выполнении этой операции, практически не может быть исправлен. Типичные виды брака: значительное подтравление (больше чем на 1/3 ширины проводника) и нарушение целостности проводников в результате перетравления. Травление меди – сложный окислительно-восстановительный процесс, в котором окислителем является травильный раствор, переводящий медь их металлического состояния в ионное.

Реакция травления  меди с пробельных мест:

Cu + Cu(NH₃)₄Cl₂ à 2Cu(NH₃)₂Cl.

1. Описание существа и содержания технологической операции
1. Технические требования

При выполнении операций травления пробельного  слоя меди должны соблюдаться следующие  условия:

– должно обеспечиваться интенсивное обновление травящего раствора на поверхности заготовки;

– Разбрызгивание травителя должно быть интенсивным и однонаправленным;

– Температура раствора должна быть стабильна;

– Состав травителя также должен быть постоянен;

         – После процесса травления необходимо обеспечить промывку, нейтрализацию и сушку заготовки;

2. Методы контроля

Качество травления  пробельного слоя меди контролируется визуально, а в необходимых случаях  применяют оптические средства контроля с увеличением в 5-10 раз.

Качество травления  контролируют на 3 – 5% заготовок от партии, но не менее чем на трех заготовках.

 

3. Травление пробельного слоя меди на печатной плате

Процесс травления  пробельного слоя меди представлен  в таблице 5 [4]. При указанных параметрах проведения данного процесса скорость травления составляет 10÷20мкм/мин.

2. Разработка операционной технологической карты

Операционная  технологическая карта представлена в МАИР.60171.00007.