- •Введение
- •1. Основные принципы проектирования технологических процессов
- •Структура производственного процесса,
- •1.2. Система технологической подготовки производства и порядок проектирования технологических процессов
- •1.3. Выбор оптимального варианта технологического процесса
- •1.4. Проектирование сборочно-монтажных работ
- •1.5. Технологичность конструкций блоков электронной аппаратуры
- •1.6. Разработка и оформление технологической документации
- •Технология коммутационных плат
- •2.1. Конструктивно-технологические требования, предъявляемые к платам и печатному монтажу
- •2.2 Классификация плат и метод их изготовления
- •2.3 Материалы для изготовления плат
- •2.4. Формирование рисунка схемы
- •2.5. Травление меди с проблемных мест
- •2.6. Химическая и электрохимическая металлизация
- •2.7. Механическая обработка плат
- •2.8. Технология односторонних и двухсторонних печатных плат
- •2.9. Технология многослойных печатных плат
- •2.10. Технология проводных плат
- •2.11. Платы микроэлектронной аппаратуры
- •3. Сборка элктронных блоков на печатных платах
- •3.1. Структура технологического процесса сборки
- •3.2. Входной контроль и его оптимизация
- •3.3. Компоненты для установки на печатных платах
- •3.4. Сборка модулей на печатных платах
- •4. Пайка и контроль печатных плат
- •4.1. Пайка на печатных платах
- •4.2. Пайка погружением
- •4.3. Пайка волной припоя
- •4.4. Пайка в парогазовой среде
- •4.5. Применение концентрированных потоков энергии для групповой пайки
- •4.6. Подготовительные операции при групповой пайке
- •4.7. Технология нанесения припойной пасты
- •4.8. Технологии изготовления трафаретов
- •4.9. Контроль производства печатных плат
- •5. Припои и припойные пасты
- •5.1. Общая характеристика припоев
- •5.2. Низкотемпературные припои
- •5.3. Припойные пасты
- •5.4. Паяльные флюсы
- •5.5. Отмывка модулей
- •Бессвинцовая пайка. Материалы для пайки
- •5.6.1. Бессвинцовые припои
- •5.6.2. Совместимые с бессвинцовыми материалами флюсы
- •5.6.3. Бессвинцовые паяльные пасты
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Основные принципы проектирования технологических процессов 4
- •Технология коммутационных плат 56
- •Сборка электронных блоков на печатных платах 148
- •Пайка и контроль печатных плат 177
- •Припои и припойные пасты 213
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1.5. Технологичность конструкций блоков электронной аппаратуры
Технологичность — это совокупность свойств конструкции, которые проявляются в оптимальных затратах труда, средств, материалов и времени при изготовлении, эксплуатации и ремонте изделия. Различают производственную, эксплуатационную, ремонтную технологичность при техническом обслуживании, технологичность конструкции детали и сборочной единицы, а также технологичность конструкции по процессу изготовления, форме поверхности, размерам и материалам. К качественным характеристикам технологичности конструкции относят взаимозаменяемость, регулируемость, контролепригодность и инструментальную доступность конструкции.
Стандарты ЕСТПП предусматривают обязательную отработку конструкций на технологичность на всех стадиях их создания, что направлено на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на проектирование, технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия при обеспечении необходимого качества изделия.
Основные показатели технологичности определяются стандартами ЕСТПП.
1. Трудоемкость изготовления изделия:
(1.31)
где n — количество операций;
Тi — трудоемкость i-й операции.
2. Себестоимость технологическая:
(1.32)
где См — стоимость затрат на сырье и материалы;
Сз — зарплата производственных рабочих;
Син — стоимость инструмента и оснастки;
Со — расходы на амортизацию и эксплуатацию оборудования.
Уровень технологичности конструкции по трудоемкости:
(1.33)
где Тб.и — трудоемкость базового варианта изделия.
Уровень технологичности по себестоимости:
(1.34)
где Сб.и — себестоимость базового варианта изделия.
Дополнительные технические показатели технологичности:
- коэффициент унификации:
(1.35)
где Еу, Ду — число унифицированных сборочных единиц и деталей соответственно;
Е, Д — общее число сборочных единиц и деталей соответственно;
- коэффициент применимости типовых ТП:
(1.36)
где ТТП — трудоемкость операций, которые выполняются по типовым ТП;
- коэффициент автоматизации и механизации:
(1.37)
где Тм.а — трудоемкость операций, выполненных на автоматическом и полуавтоматическом оборудовании.
Показатели технологичности разделяются на конструкторские и технологические (табл. 1.5).
Таблица 1.5
Конструкторские и технологические показатели технологичности
Стандарт предусматривает проведение количественного анализа конструкции изделий на технологичность в два этапа:
1) анализ разработанных ранее базовых конструкций (изделий-аналогов) с целью установления базовых показателей и уровня технологичности для сопоставления и оценки уровня технологичности вновь разрабатываемых изделий;
2) анализ вновь разрабатываемых конструкций по стадиям проектирования с установлением их уровня технологичности.
Все блоки по технологичности делятся на четыре основные группы: электронные, радиотехнические, электромеханические, коммутационные. Для каждого типа блоков из общего состава определяется семь показателей технологичности, оказывающих наибольшее влияние, каждый из которых имеет свою весовую характеристику ϕi, определяемую в зависимости от порядкового номера частного показателя (табл.1.6) и рассчитываемую по формуле:
(1.38)
где q — порядковый номер ранжированной последовательности частных показателей.
Таблица 1.6
Весовые характеристики
Комплексный показатель технологичности находится в пределах 0 < К ≤ 1 и определяется так:
(1.39)
К электронным устройствам и блокам относятся логические и аналоговые блоки оперативной памяти, блоки автоматизированных систем управления и электронно-вычислительной техники, где число ИМС больше или равно числу ЭРЭ. Состав показателей технологичности для них в ранжированной последовательности приведен в табл. 1.7.
Таблица 1.7
Показатели технологичности электронных устройств
Коэффициент применения микросхем и микросборок:
(1.40)
где Нэ.мс — общее число дискретных элементов, замененных микросхемами и микросборками;
НИЭТ — общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы.
К ИЭТ относят резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, разъемы, реле и другие элементы.
Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:
(1.41)
где На.м — количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом.
Для блоков на ПП механизация относится к установке ИЭТ и последующей пайке волной припоя; Нм — общее количество монтажных соединений, для разъемов, реле, микросхем и ЭРЭ определяется по количеству выводов.
Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:
(1.42)
где Нм.п. ИЭТ — количество ИЭТ, шт., подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов; в их число включаются ИЭТ, не требующие специальной подготовки (патроны, реле, разъемы и т.д.);
Нп. ИЭТ — общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями КД.
Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля:
(1.43)
где На.р.к — число операций контроля и настройки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах;
Нр.к — общее количество операций регулировки и контроля.
Две операции — визуальный контроль и электрический — являются обязательными. Если в конструкции имеются регулировочные элементы (катушки индуктивности с подстрочными сердечниками), то количество операций регулировки увеличивается пропорционально числу этих элементов.
Коэффициент повторяемости ИЭТ:
(1.44)
где Нт.ор. ИЭТ — количество типоразмеров оригинальных ИЭТ в РЭС.
Нт. ИЭТ — общее количество типоразмеров.
К оригинальным относятся ИЭТ, разработанные и изготовленные впервые по ТУ; типоразмер определяется компоновочным размером и стандартом на элемент.
Коэффициент применения типовых ТП:
(1.45)
где ДТП, ЕТП — число деталей и сборочных единиц, изготавливаемых с применением типовых и групповых ТП;
Д, Е — общее число деталей и сборочных единиц, кроме крепежа.
Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:
(1.46)
где Дпр — число деталей, изготовленных по прогрессивным ТП (штамповка, прессование из пластмасс, литье, порошковая металлургия и т. д.);
Д — общее число деталей (без учета нормализованного крепежа).
К радиотехническим устройствам относятся приемно-усилительные приборы и блоки, источники питания, генераторы сигналов, телевизионные блоки и т. д.
Коэффициент освоенности деталей и сборочных единиц (ДСЕ):
(1.47)
где Дт.з — количество типоразмеров заимствованных ДСЕ, ранее освоенных на предприятии;
Дт — общее количество типоразмеров ДСЕ.
Коэффициент повторяемости печатных плат:
(1.48)
где Дт. ПП — число типоразмеров печатных плат в изделии;
ДПП — общее число ПП.
К электромеханическим устройствам относятся механизмы привода, отсчетные устройства, кодовые преобразователи и т. д.
Коэффициент точности обработки:
(1.49)
где Дтч — число деталей (без учета стандартных и крепежных), квалитет размеров которых не выше 10.
Точность резьбовых поверхностей при расчете не учитывается.
Коэффициент сложности обработки:
(1.50)
где Дм — число деталей, включая заимствованные и стандартные, требующих обработки снятием стружки;
Д — общее число деталей.
Коэффициент повторяемости деталей и сборочных единиц:
(1.51)
где Дт, Ет — общее число типоразмеров деталей и сборочных единиц без учета нормализованного крепежа;
Д, Е — общее число типоразмеров деталей и сборочных единиц.
Коэффициент параллельности сборки:
(1.52)
где Еп.сб — число сборочных единиц, допускающих параллельную сборку;
Е — общее число сборочных единиц.
Коэффициент сложности сборки:
(1.53)
где Ет.сл — число типоразмеров сборочных единиц, входящих в изделие и требующих регулировки и подгонки в процессе сборки.
Коэффициент использования материалов:
(1.54)
где М — масса изделия без учета комплектующих изделий и тары: ;
Мк.м — масса конструкционного материала.
К коммутационным устройствам относятся соединительные, распределительные блоки, коммутаторы и т.п.
Коэффициент повторяемости материалов:
(1.55)
где Дм.м — число маркосортаментов материалов, применяемых в изделий (под маркосортаментом понимается сочетание марки материала и профиля его поставки);
Дт — количество типоразмеров оригинальных деталей.
Нормативные значения комплексных показателей технологичности конструкций изделий ЭА зависят от стадии разработки рабочей документации (табл. 1.8).
Таблица 1.8
Нормативные значения показателей технологичности
Для повышения технологичности конструкций устройств необходимо выполнение следующих мероприятий:
- повышение унификации, конструкторской и функциональной взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц;
- расширение использования ИМС, микросборок, функциональных элементов;
- увеличение сборности конструкции за счет использования базовых несущих конструкций;
- увеличение количества деталей, изготовленных прогрессивными способами формообразования, обоснование выбора квалитетов точности, шероховатости поверхности, установочных и технологических баз;
- рациональная компоновка элементов на плате, что обеспечивает автоматизированную установку и монтаж;
- минимизация числа подстрочных и регулировочных элементов;
- автоматизация подготовки элементов к монтажу;
- совершенствование ТП монтажа;
- механизация и автоматизация операций контроля и настройки;
- применение прогрессивных методов формообразования деталей.