Расчет нормы расхода материала на печатную плату и корпус, Нормы расхода на припой, флюс и спирт, Технические отходы, Расходы материальных ресурсов, Потребность в материальных ресурсах - Проектирование предприятия "Магический цветок" по производству и реа

Использование: в радиоэлектронной промышленности. Цель: повышение экологической частоты операции пайки и ее безопасности, снижение расхода припоя и электроэнергии, а также затрат на обслуживание оборудования. Сущность изобретения: способ включает установку выводов радиоэлементов в монтажные отверстия печатной платы. Над монтажными отверстиями печатной платы создают соосные с ними изолированные друг от друга микрополости в несмачиваемом расплавленным припоем материале, втирают в микрополости и в монтажные отверстия платы паяльную пасту, создают прецизионные микроплавки-пайки паяльной пасты и повышенное давление в каждой микрополости при помощи импульсного нагрева. 2 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронной промышленности и может быть использовано при монтажной пайке радиоэлементов, установленных выводами в монтажные отверстия печатной платы.

Известен способ монтажа радиоэлементов на плате (авт. св. СССР N 1461368, кл. Н 05 К 3/34), при котором на монтажные контактные площадки плат наносят слой паяльной пасты и частицы из тугоплавкого материала, затем устанавливают радиоэлементы с планарными выводами и осуществляют их пайку оплавлением на установке групповой пайки УП-2.

Данный способ применим для выполнения пайки плат, которые конструктивно разработаны под монтаж безвыходных радиоэлементов и элементов с планарными выводами, и не применим для пайки печатных плат другой конструкции.

Наиболее близким к изобретению является способ монтажа радиоэлементов, при котором их устанавливают выводами в монтажные отверстия печатной платы и осуществляют механизированную макропайку волной расплавленного припоя. Этот способ осуществляется при эксплуатации устройства пайки и лужения волной расплавленного припоя.

Однако данный способ является опасным, так как работать приходится вблизи большой массы расплавленного припоя (в среднем 250 кг), экологически грязным, так как он сопровождается интенсивным испарением оловяно-свинцового припоя со значительной открытой поверхности расплавленного припоя (500/700 мм 2), требует значительного расхода припоя, поскольку в процессе пайки происходит увеличение слоя припоя на луженых проводниках печатной платы, и, следовательно, увеличение веса изделий. Кроме того, этот способ предусматривает большой процент потерь используемого припоя в отходы вследствие образования шлаков при контакте поверхности расплавленного припоя с кислородом воздуха и необходимости полной замены припоя в установке при превышении в нем содержания загрязнений от растворяющихся металлов. К тому же этот способ требует значительных затрат на обслуживание и ремонт оборудования.

Цель изобретения повышение экологической чистоты операции пайки и ее безопасности, снижение расхода припоя и электроэнергии, а также затрат на обслуживание оборудования.

Для этого в способе монтажа радиоэлементов на плате, включающем установку выводов радиоэлементов в монтажные отверстия печатной платы и их механизированную пайку, над монтажными отверстиями печатной платы соосно с ними в материале, несмачиваемом горячим расплавленным припоем материале, создают глухие микрополости, изолированные друг от друга, втирают в микрополости и в монтажные отверстия платы паяльную пасту, создают прецизионные микроплавки-пайки паяльной пасты и повышенное давление в каждой глухой микрополости при помощи импульсного нагрева, заполняют монтажные отверстия платы расплавленным припоем и охлаждают печатную плату воздействием хладагента, при этом паяльную пасту втирают до установки облученных выводов радиоэлементов в печатную плату.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что макропайку волной расплавленного припоя разделяют на прецизионные микроплавки-пайки при помощи создания над монтажными отверстиями печатной платы соосных с отверстиями и изолированных друг от друга глухих микрополостей в несмачиваемом горячим расплавленным припоем материале.

Предлагаемый способ создает смачивание, растекание припоя и совершение выделяющимися при плавке газами работы по заполнению припоем монтажных отверстий. Качество паек обеспечивается качеством подготовки печатной платы и радиоэлементов к монтажу, а также качеством применяемых материалов и соблюдением технологических режимов нагрева и охлаждения.

На фиг. 1 и 2 представлен один из узлов прецизионной микроплавки-пайки до нагревания и после нагревания соответственно.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Подготавливают печатную плату 1 к монтажу: обезжиривают, сушат. Выводы 2 радиоэлементов 3 100% лудят, формуют, обрезают. Любым способом создают над монтажными отверстиями 4 с луженными поверхностями стенок 5 и контактных площадок 6 печатной платы 1 соосно с отверстиями 4 изолированные друг от друга глухие микрополости 7 в несмачиваемом расплавленным припоем материале 8, изолированные друг от друга. Путем втирания вводят в глухие микрополости 7 и монтажные отверстия 4 печатной платы 1 паяльную пасту 9 на основе порошка оловянно-свинцового припоя ПОС-61. Затем устанавливают в печатную плату радиоэлементы 3, обеспечивая их фиксацию. Далее подвергают нагреву печатную плату 1 и выводы 2, в то же время нагревается до расплавления паяльная паста 9 и полуда на луженых поверхностях выводов 2 и монтажных отверстий 4. Выплавленный из паяльной пасты, находящейся в глухих микрополостях 7, припой 10 смачивает луженые поверхности 11 выводов 2, стенки 5 отверстий 4 и контактные площадки 6 печатной платы, а выделяющиеся при микроплавке-пайке газы, скапливаясь в глухих микрополостях над монтажными отверстиями, создают повышенное давление. Под действием этого давления собственного веса, а также растекания жидкого горячего припоя 10 по луженым поверхностям, припой заполняет зазоры монтажных отверстий печатной платы. Таким образом создают формирование паек. В целях исключения перегрева мест спая и сокращения времени влияния высоких температур на радиоэлементы сразу по окончании действия импульсного тока пайки охлаждают путем передачи на них воздействия низких температур (ниже температуры плавления припоя) от хладагента, находящегося в газообразной или жидкой фазе.

Предлагаемый способ монтажа позволяет снизить расход припоя на пайку печатных плат до минимума, отказаться от сложного, энергоемкого и трудоемкого в обслуживании и опасного в эксплуатации оборудования и ликвидировать открытый источник экологически грязных испарений припоя. Локализация в глухих микрополостях выделяющихся при плавке припоя газов с последующим их охлаждением способствует снижению до минимума попадания тяжелых металлов в вентиляционные потоки и далее в атмосферу.

СПОСОБ МОНТАЖА РАДИОЭЛЕМЕНТОВ НА ПЛАТЕ, при котором выводы радиоэлементов устанавливают в монтажные отверстия печатной платы и осуществляют их механизированную пайку, отличающийся тем, что создают над монтажными отверстиями печатной платы соосные с ними изолированные одна от другой глухие микрополости в не смачиваемом расплавленным припоем материале, втирают в микрополости и в монтажные отверстия платы паяльную пасту, создают прецизионные микроплавки-пайки паяльной пасты и повышенное давление в каждой микрополости при помощи импульсного нагрева, заполняют монтажные отверстия печатной платы расплавленным припоем и охлаждают печатную плату импульсным воздействием хладагента, при этом паяльную пасту втирают до установки облуженных выводов радиоэлементов в печатную плату.

Основные правила разработки плат

Проектировать печатные платы наиболее удобно в масштабе 1:1 на миллиметровке или другом материале, на котором нанесена сетка с шагом 5 мм (например, на тетрадном листе). Все отверстия под выводы деталей в печатной плате целесообразно размещать в узлах сетки, что соответствует шагу
2,5 мм на реальной плате. С таким шагом расположены выводы у большинства микросхем в пластмассовом корпусе, у многих транзисторов и других радиокомпонентов. Меньшее
расстояние между отверстиями следует выбирать лишь в тех случаях, когда это крайне необходимо.
Сначала вам надо примерно расставить детали. В первую очередь рисуете точки под выводы микросхемы, потом располагаете мелкие элементы - резисторы, конденсаторы,
а далее большие - реле и т.п. Их размещение обычно связаж с общей конструкцией устройства, определяемой размерам! имеющегося корпуса или свободного места в нем. Часто, осо
бенно при разработке портативных приборов, размеры корпуса определяют по результатам разводки печатной платы Иногда приходится переделывать рисунок печатных провод
ников несколько раз, чтобы получить желаемый результат минимизацию и функциональность.
Если в вашей самоделке не более пяти микросхем, все печатные проводники обычно уцается разместить на одной стороне платы и обойтись небольшим числом проверочных
перемычек, впаянных со стороны деталей.

Попытки изготовить одностороннюю печатную плату для большего числа
цифровых микросхем приводят к резкому увеличению
трудоемкости разводки и чрезмерно большому числу перемычек. В этих
случаях разумнее перейти к двусторонней печатной плате.
Мы будем называть ту сторону платы, где размещены
печатные проводники, стороной проводников, а обратную -
стороной деталей, даже если на ней вместе с деталями
проложена часть проводников. Особый случай представляют
платы, у которых и проводники, и детали размещены на
одной стороне, причем детали припаяны к проводникам без
отверстий. Платы такой конструкции применяют редко.
Микросхемы размещают так, чтобы все соединения на плате
были как можно короче, а число перемычек было
минимальным. В процессе разводки проводников взаимное
размещение микросхем приходится менять не один раз.
Рисунок печатных проводников аналоговых устройств
любой сложности обычно удается расположить на одной
стороне платы. Аналоговые устройства, работающие со
слабыми сигналами, и цифровые на быстродействующих
микросхемах (например, серий КР531, КР1531, К500, КР1554)
независимо от частоты их работы целесообразно собирать
на платах с двусторонним фольгированием. Фольга той
стороны платы, где располагают детали, будет играть роль
общего провода и экрана. Фольгу общего провода не следует
использовать в качестве проводника для большого тока,
например, от выпрямителя блока питания, от выходных
ступеней, от динамической головки.

Далее можно начинать собственно разводку. Лучше заранее измерить и записать размеры мест, занимаемых элементами. Резисторы МЛТ-0,125 устанавливают рядом, соблюдая
расстояние между их осями 2,5 мм, а между отверстиями под
выводы одного резистора - 10 мм. Так же размечают места
%ля чередующихся резисторов МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25 либо
цвух резисторов МЛТ-0,25, если при монтаже слегка отогнуть
один от другого (три таких резистора поставить вплотную к
плате уже не удастся). С такими же расстояниями между
выводами и осями элементов устанавливают большинство
малогабаритных диодов и конденсаторов КМ-5 и КМ-6, вплоть до
КМ-66 емкостью 2,2 мкФ. «Толстые» детали (более 2,5 мм)
следует чередовать с «тонкими». Расстояние между
контактными площадками той или иной детали можно увеличить,
если это необходимо.
В этой работе удобно использовать небольшую пластину-
шаблон из стеклотекстолита или другого материала, в
которой с шагом 2,5 мм насверлены рядами отверстия диаметром
1-1,1 мм. На ней можно применить возможное
расположение элементов относительно друг друга.
Если резисторы, диоды и другие детали с осевыми
выводами располагать перпендикулярно печатной плате, можно
существенно уменьшить ее площадь, однако рисунок печатных
проводников усложнится. При разводке следует учитывать
ограничения числа проводников, умещающихся между
контактными площадками, предназначенными для подпайки
выводов радиоэлементов. Для большинства деталей диаметр
отверстий под выводы может быть равен 0,8 мм. Ограничения
на число проводников для типичных вариантов расположения
контактных площадок с отверстиями такого диаметра
приведены на рис. 8.1 (сетка соответствует шагу 2,5 мм на плате).
Между контактными площадками отверстий с
межцентровым расстоянием 2,5 мм провести проводник практически
нельзя. Однако, если у одного или обоих отверстий такая
площадка отсутствует (например, у неиспользуемых выводов
микросхемы), это сделать можно (см. рис. 8.1 - сверху по центру).
Вполне возможна прокладка проводника между контактной
площадкой и краем платы, через который на расстоянии
2,5 мм проходит центр этой площадки (см. рис. 8.1 - справа).

Микросхемы, у которых выводы расположены в
плоскости корпуса (серии 133, К134 и др.)» можно смонтировать,
предусмотрев для этого соответствующие фольговые
контактные площадки с шагом 1,25 мм, однако это заметно
затрудняет и разводку, и изготовление платы. Целесообразнее
чередовать подпайку выводов микросхемы к прямоугольным
площадкам со стороны деталей и к круглым площадкам через
отверстия - на противоположной стороне (рис. 8.2 -
ширина выводов микросхемы показана не в масштабе). Плата
здесь - двусторонняя.

Подобные микросхемы, имеющие длинные выводы
(например, серии 100), можно монтировать так же, как
пластмассовые, изгибая выводы и пропуская их в отверстия
платы. Контактные площадки в этом случае располагают в
шахматном порядке (рис. 8.3).

При разработке двусторонней платы надо постараться, чтобы на стороне деталей осталось как можно меньше соединений. Это облегчит исправление возможных ошибок, налаживание устройства и, если необходимо, его модернизацию. Под корпусами микросхем проводят общий провод и провод питания, но подключать их нужно только к выводам питания микросхем. Проводники к входам микросхем, подключаемым к цепи питания или общему проводу, прокладывают на стороне проводников, причем так, чтобы их можно было легко перерезать при налаживании или усовершенствовании устройства. Если же устройство настолько сложно, что на стороне деталей приходится прокладывать и проводники сигнальных цепей, позаботьтесь о том, чтобы любой из них был доступен для подключения к нему и перерезания. При разработке радиолюбительских двусторонних печатных плат нужно стремиться избегать специальных перемычек между сторонами платы, используя для этого контактные площадки соответствующих выводов монтируемых деталей. Выводы в этих случаях пропаивают с обеих сторон платы. На сложных платах иногда удобно подпаивать некоторые детали непосредственно к печатным проводникам. Когда в качестве общего провода используется сплошной слой фольги, отверстия под выводы, не подключаемые к этому проводу, следует раззенковать со стороны деталей. Обычно узел, собранный на печатной плате, подключают к другим узлам устройства гибкими проводниками. Чтобы не испортить печатные проводники при многократных перепайках, желательно на плате в точках соединений сделать контактные стойки (удобно использовать штыревые контакты диаметром 1 и 1,5 мм). Стойки вставляют в отверстия, просверленные точно по диаметру, и пропаивают. На двусторонней печатной плате контактные площадки для распайки каждой стойки должны быть на обеих сторонах. Предварительную разводку проводников удобно выполнять мягким карандашом на листе гладкой бумаги. Сторону печатных проводников рисуют сплошными линиями, обратную сторону - штриховыми, чтобы не путаться. По окончании разводки и корректировки чертежа под него кладут копировальную бумагу красящим слоем вверх и красной или зеленой шариковой ручкой обводят контуры платы, а также проводники и отверстия, относящиеся к стороне деталей. В результате на обороте листа получится рисунок проводников для стороны деталей. Далее из фольгированного материала следует вырезать заготовку соответствующих размеров и разметить ее с помощью штангенциркуля сеткой с шагом 2,5 мм. Кстати, размеры платы удобно выбрать кратными 2,5 мм. - в этом случае размечать ее можно с четырех сторон. Если плата должна иметь какие-либо вырезы, их делают после разметки. Двустороннюю плату размечают со стороны, где проводников больше. После этого фломастером размечают «по клеточкам» центры всех отверстий, накалывают их шилом и сверлят все отверстия сверлом диаметром 0,8 мм. Для сверления плат удобно пользоваться самодельной миниатюрной электродрелью, которую можно купить на радиорынке. Обычные стальные сверла при обработке стеклотекстолита довольно быстро тупятся; затачивают их небольшим мелкозернистым бруском, не вынимая сверла из патрона. После сверления платы заусенцы с краев отверстий снимают сверлом большего диаметра или мелкозернистым бруском. Плату обезжиривают, протерев салфеткой, смоченной спиртом или ацетоном, после чего, ориентируясь на положение отверстий, переносят на нее нитрокраской рисунок печатных проводников в соответствии с чертежом. Для этого обычно используют стеклянный рейсфедер, но лучше изготовить простой самодельный чертежный инструмент. К концу обломанного ученического пера припаять укороченную до 10-15 мм инъекционную иглу диаметром 0,8 мм. Рабочую часть иглы надо зашлифовать мелкозернистой наждачной бумагой. В воронку инструмента каплями заливают нитрокраску и, осторожно взяв ее в губы, слегка дуют, для того чтобы краска прошла через канал иглы. После этого надо лишь следить за тем, чтобы воронка была наполнена краской не менее чем наполовину. Нужную густоту краски определяют опытным путем по качеству проводимых линий. При необходимости ее разбавляют ацетоном или растворителем 647. Если же надо сделать краску более густой, ее оставляют на некоторое время в открытой посуде. В первую очередь рисуют контактные площадки, затем проводят соединения между ними, начиная с тех участков, где проводники расположены тесно. После того как рисунок в основном готов, следует по возможности расширить проводники общего провода и питания, что уменьшит их сопротивление и индуктивность, а значит, повысит стабильность работы устройства. Целесообразно также увеличить контактные площадки, особенно те, к которым будут припаяны стойки и крупногабаритные детали. Для защиты больших поверхностей фольги от травильного раствора их заклеивают любой липкой пленкой. Если вы ошиблись при нанесении рисунка, не торопитесь сразу же все исправлять - поверх неверно нанесенного проводника проложите правильный, а лишнюю краску удалите при окончательном исправлении рисунка (его проводят, пока краска не засохла). Острым скальпелем или бритвой прорезают удаляемый участок по границам, после чего его выскребают. Специально сушить нитрокраску после нанесения рисунка не нужно. Пока вы исправляете плату, отмываете инструмент - краска просохнет.

Травление печатных плат

Чтобы получить проводники после нанесения рисунка на фольгу, плату следует вытравить. Основным материалом для травления служит раствор хлорного железа. Для его получения нужно насыпать в стакан примерно 3/4 порошка хлорного железа и залить теплой водой. Для травления используйте стеклянную или пластмассовую посуду, например фотографическую кювету. Положите плату в раствор рисунком вверх, чтобы вся поверхность платы была залита раствором. Процесс травления ускоряется, если сосуд покачивать или подогревать. При травлении образуются ядовитые испарения, поэтому работайте либо в хорошо проветриваемом помещении, либо на открытом воздухе. Периодически проверяйте состояние платы, приподнимая ее для осмотра деревянными или пластмассовыми палочками - металлические инструменты и приспособления для этой цели применять нельзя. Убедившись в том, что фольга в незащищенных местах полностью исчезла, прекратите процесс травления. Перенесите плату, например с помощью бельевой прищепки, под струю проточной воды и тщательно промойте, после чего просушите ее при комнатной температуре. Если вы собираетесь использовать раствор повторно, слейте его в плотно закрывающуюся посуду и храните в прохладном темном месте. Учтите, что при повторном использовании эффективность раствора снижается. При работе с раствором хлорного железа помните, что он не должен попадать на руки и другие открытые части тела, а также на поверхности ванн и раковин, поскольку на последних могут остаться трудно смываемые желтые пятна. Раствор хлорного железа можно изготовить и другим способом: обработать железные опилки соляной кислотой. Возьмите 25 весовых частей 10-процентной соляной кислоты и смешайте с одной весовой частью железных опилок. Выдержите смесь в плотно закрытой посуде в темном месте 5 суток. Переливая раствор в сосуд для травления, не взбалтывайте его: осадок должен остаться в той посуде, в которой раствор готовился. Длительность процесса травления платы в растворе хлорного железа обычно составляет 40-50 минут и зависит от концентрации раствора, его температуры, толщины фольги. Растворы для травления плат можно приготовить не только на основе хлорного железа. Для многих радиолюбителей более доступным может оказаться водный раствор медного купороса и поваренной соли. Приготовить его нетрудно - растворите в 500 мл горячей воды (температура около 80 °С) 4 столовые ложки поваренной соли и 2 столовые ложки растолченного в порошок медного купороса. Эффективность раствора повышается, если его выдержать в течение 2-3 недель. Время травления платы в таком растворе - три часа и более. Значительного сокращения периода травления можно добиться, используя растворы на основе кислот. Процесс травления платы, например, в концентрированном растворе азотной кислоты, длится всего 5-7 минут. После травления плату тщательно промойте водой с мылом. Хорошие результаты дает применение раствора соляной кислоты и перекиси водорода. Для его приготовления возьмите 20 частей (по объему) соляной кислоты плотностью 1,19 г/см3, 40 частей аптечной перекиси водорода и 40 частей воды. Сначала смешайте воду с перекисью водорода, затем осторожно добавьте кислоту. Рисунок в этом случае делается нитрокраской. Растворы на основе кислот заливайте в стеклянную или керамическую посуду, работайте с ними только в хорошо проветриваемых помещениях. Представляет интерес способ гальванического травления плат. Для этого потребуется источник постоянного тока напряжением 25-30 В и концентрированный раствор поваренной соли. При помощи зажима «крокодил» соедините положительный полюс источника с не закрашенными участками фольги платы, а к оголенному и свернутому в петлю концу провода, идущему от отрицательного полюса источника, прикрепите ватный тампон, обильно пропитанный раствором соли. Перемещайте его по поверхности платы, слегка прижимая к фольге. Движение тампона должно напоминать вырисовывание цифры 8. Фольга при этом будет как бы «смываться». По мере загрязнения меняйте вату.

Радиолюбители советуют

Довольно быстро изготавливать печатные платы, используя лазерный принтер (или копир), утюг и пленку фирмы Techniks или DynaArt (все остальное - фольгированный текстолит, хлорное железо, сверла - как обычно), предлагают нам профессиональные радиолюбители. Пленка и утюг нужны для того, чтобы перенести рисунок печатной платы на медь. Подготовив рисунок печатной платы с помощью любого пакета для разработки печатных плат или какого-нибудь редактора для рисования картинок, делаем пробную печать. Выводим на чистый лист изображение печатной платы. Затем вырезаем из пленки фрагмент с запасом около 1 см с каждой стороны. Приклеиваем его скотчем глянцевой стороной к бумаге поверх рисунка. Вставляем лист с пленкой в принтер и печатаем еще раз. Получаем пленку с нанесенным на нее изображением печатной платы. Затем готовим текстолит. По-моему, для этого великолепно подходит чистящее средство «Суржа» (не пренебрегайте элементарными нормами безопасности - используйте резиновые перчатки). После промывания и высушивания платы прикладываем к ней тонером пленку и проглаживаем утюгом в течение 1,5-4 минут при температуре 135-160 °С. Когда плата остывает, под струей воды аккуратно снимаем пленку- рисунок перенесен. Осматриваем плату и при наличии огрехов подправляем их спиртовым маркером. Теперь можно травить с помощью раствора хлорного железа. Очистить тонер с готовой платы можно старым лезвием, пользуясь им как скребком. Для производства двусторонних печатных плат подойдет этот же метод. Для совмещения слоев можно применить такую хитрость: нарисовать три опорные точки на обоих слоях в одном и том же месте - лучше всего по периметру платы. После переноса первого слоя сверлим в этих точках отверстия. Совмещаем точки на пленке для второй стороны с отверстиями. Для пленки Techniks этот вариант не подходит, так как она непрозрачная. Можно сделать так: на рисунке печатной платы добавляются 4 параллельные линии в обоих слоях на расстоянии 5 мм от границы платы. После переноса первого слоя прикладываем линейку поверх линии и продлеваем до конца заготовки. Делаем отметку на торцах заготовки и переносим линии на другую сторону платы. Совмещается вторая пленка с линиями - можно переводить второй слой. Качество таких плат очень хорошее. Существует технология изготовления печатных плат с помощью обычной чертежной кальки. Она мало отличается от технологии со специальной пленкой. Перед применением кальку необходимо пропустить через принтер или прогладить утюгом для устранения термоусадки. Дальше - все аналогично. После остывания плату с тонером и калькой опускаем в теплую воду, ждем, пока калька размокнет, и аккуратно тряпочкой скатываем бумагу. После этого подправляем маркером. Надо отметить, что качество плат при этом несколько хуже, но значительно дешевле. Для нанесения рисунка на плату можно пользоваться и спиртовым маркером (лучше всего немецким), но это подходит лишь для простых плат в единичном экземпляре. Качество - как с калькой, а трудностей - неизмеримо больше. Но для простых вещей подойдет.

Компоновка радиодеталей на плате

Печатные платы перед монтажом на них радиоэлементов должны быть соответствующим образом подготовлены. Если на плату нанесено консервирующее покрытие, то снимают его непосредственно перед облуживанием контактных площадок или перед выполнением монтажно-сборочных операций.

В случае необходимости лужения контактных площадок, предварительно их обезжиривают спиртом с помощью щетинной кисти или хлопчатобумажного тампона. На контактные площадки наносится кистью флюс. Лужение производят электропаяльником или электролитическим путем, при этом применяется припой ПОСК-50 или ПОС-61. Параметры режима лужения:

предельная температура припоя - 260 °С;

предельное время нахождения выводов в расплавленном припое - 2 с;

минимальное расстояние от "тела" корпуса до границы припоя по длине вывода - 1 мм;

предельно допустимое число погружений одних и тех же выводов в припой - 2;

минимальный интервал времени между двумя погружениями одних и тех же выводов в припой - 5 мин.

При выполнении операции лужения нельзя касаться припоем термовыводов корпуса. Припой не должен попадать на стеклянные и керамические части корпуса микросхем. Границы растекания припоя по выводам должна быть не ближе чем на расстоянии 1 мм от тела корпуса микросхем, при этом допускается некоторая неравномерность лужения по длине выводов. Минимальная длина участка лужения по длине вывода от его торца должна быть не менее 0,6 мм, причем допускается наличие "сосулек" на торцах выводов микросхемы. Необходимо тщательно следить за тем, чтобы не образовывались перемычки между выводами, поверхность припоя должна быть сплошная, без трещин, пор, необлуженных участков.

Покрытие лаком мест на плате под установку микросхем и других устройств, а также крепление площадок под корпуса элементов на клей или мастику производится, если на то имеются указания в конструкторской документации.

Контактные площадки печатных плат, предназначенные для установки

выводов микросхем, лудят припоем ПОС-61.

Радиоэлементы, поступающие на монтаж и сборку должны соответствовать спецификации чертежа, требованиям стандартов и условий.

5.6 Установка радиоэлементов на печатных платах

Установка радиоэлементов на печатных платах должна обеспечивать надежную их работу в условиях механических и климатических воздействий, указанных в ТУ на данный вид аппаратуры. Навесные элементы следует устанавливать на плате таким образом, чтобы обеспечить выполнение технологических процессов их установки, групповой пайки и исключить воздействие припоя на эти элементы.

Навесные элементы располагаются на односторонних платах с одной стороны, независимо от их назначения и габаритов, рядами в определенном порядке.

Выводы навесных радиоэлементов крепят в отверстиях печатной платы. В каждом отверстии размещают выводы только одного навесного элемента. Радиоузлы с большим количеством выводов закрепляют на плате в зависимости от их конструктивных особенностей и механической прочности платы. Переходные элементы (разъемы, переходные колодки и т.д.) от одной платы к другой устанавливаются так же, как и навесные радиоэлементы.

Крепление печатного узла в приборе, во избежание обрыва печатных проводников, не должно давать прогиба платы, но должно обеспечивать возможность легкой замены. Во избежание замыкания печатного проводника на корпус прибора, производится изоляция печатной платы от шасси прибора. Для повышения жесткости изделий на печатной плате, работающей в условиях значительных перегрузок, наиболее массивные радиоэлементы рекомендуется располагать ближе к местам крепления платы. Металлизированные отверстия на плате обязательно зелкуют с 2 сторон. Их диаметры выбирают в зависимости от толщины платы и диаметров выводов

элементов. Следует ограничить применение разных диаметров выводов на одной плате.

Расстояние от корпуса элемента до места изгиба вывода должно быть не менее расстояния, указанного в ТУ на этот элемент. Если в ТУ это расстояние не указано, оно принимается не менее 2 мм.

При применении припоя ПОС-61 или другого более низкотемпературного и времени пайки не более 2-3 секунд при толщине до 1,5 мм, пайку резисторов и конденсаторов разрешается производить на расстоянии 2,5-3 мм от корпуса.

18. Расчет площади печатной платы (SПП) находится по формуле (18):

SПП = a * b, (18)

где а - ширина печатной платы;

b - длина печатной платы.

SПП = 0,1*0,1 = 0,01 (м2)

19. Объем печатной платы (VПП) находится по формуле (19):

VПП = SПП * h, (19)

где h - толщина печатной платы.

VПП = 0,01 * 0,001 = 0,00001 (м2)

20. Площадь корпуса (SКОРП) находится по формуле (20):

SКОРП = а * b, где (20) а - ширина корпуса;

b - длинна корпуса.

SКОРП = 0,1*0,1 = 0,01 (м2)

21. Объем корпуса (VКОРП) находится по формуле (21):

VКОРП = 2(a*b*h+a*c*h+b*c*h), (21)

где h - толщина корпуса.

VКОРП = 2*(0,1*0,1*0,001+0,1*0,05*0,001+0,1*0,05*0,001)=

22. Вес печатной платы (МПП), материал стеклотекстолита, находится по формуле (22):

МПП = VПП * g, (22)

где g - удельная плотность.

МПП = 0,00001*1400 = 0,014 (кг);

В приложении 5 находится удельная плотность материалов.

23. Вес корпуса (МКОРП)находится по формуле (23):

МКОРП = VКОРП * g, (23)

МКОРП = 0,0004*1050=0,042

> Нормы расхода на припой, флюс и спирт

24. Нормы расхода на припой (НрПР), флюса (НрФ), спирта (НрСП) находится по формуле (24):

Нр(пр,сп,ф)= n1 кв м *Sпп/100*Кдопаек (24)

где n1 кв м - норма расхода на 1кв.м;

КДОПАЕК - количество ручных допаек (4 ручных допаек);

В приложении 6 предоставлены нормативы расхода на 100 паек, и норматив расхода на 1м2.

Нр(пр)=0,35*0,01/100*5= 0,000175(кг)

Нр(ф)=0,12*0,01/100*5=0,000006(кг)

Нр(спирт)=0,03*0,01/100*5=0,000015(л)

> Технические отходы

25. Коэффициент технических отходов (КТЕХ.ОТХ) находится по формуле (25):

Ктех.отх=1+(%тех.отх/100) (25)

В приложении 11 предоставлен % технического отхода.

Ктех.отх(пр) =1+(7/100)=1,07

Ктех.отх(конд) =1+(5/100)=1,05

Ктех.отх(пп) =1+(11/100)=1,1

Ктех.отх(корп) =1+(0,5/100)=1,005

> Расходы материальных ресурсов

26. Расходы материальных ресурсов в натуральном выражении (RНАТ) находится по формуле (26):

PНАТ = НР * VПР-ВА * КТЕХ.ОТХ, (26)

> Потребность в материальных ресурсах

27. Потребность в материальных ресурсах в стоимостном выражении (РСТ) определяется по формуле (27):

PСТ = PНАТ * Ц, (27)

В таблице 15 предоставлены затраты на приобретение инструментов и приспособлений.

Таблица 15

Материальные затраты на материалы и приспособления

Наименование	Количество	Цена за ед-цу	Стоимость	Услов. приоб-ия
3. Микрометр
4. Паяльник
5. Отвертки
6. Вольтметор
7. Амперметр

В приложении 1предоставлены наименование и количество элементов в схеме.

Для монтажа радиодеталей сейчас выпускаются платы нескольких типов. Самым удобным, но и самым дорогостоящим является использование собранного макета, который размещается в корпусе вместе с другими необходимыми компонентами.  

При одностороннем монтаже радиодетали располагаются со стороны, обратной печатным проводникам. Односторонний монтаж проще в производстве, но обладает пониженной плотностью, а следовательно, и низким коэффициентом заполнения, что увеличивает габариты плат.  

При двухстороннем монтаже радиодетали располагаются по одной из сторон платы, где меньшее число проводников. Двухсторонний монтаж сложнее в производстве, но обладает более высоким коэффициентом заполнения, что значительно уменьшает габариты печатных плат.  

Третий способ монтажа радиодеталей является разновид - ностью второго. При этом пайка отрезка проводников к контактам и выводам производится аналогичным образом, но пассивные компоненты и гнезда или держатели ставятся не на клей, а припаиваются. Для этого используется специальная плата с площадками медной фольги с одной стороны платы. На такой плате всегда имеются несколько площадок и отверстий, электрически соединенных между собой через фольгиро-ванные проводники, что упрощает прокладку и припайку необходимых проволочных проводников. Такой способ является более дорогим, чем использование простых плат с отверстиями, но схемы при этом получаются аккуратнее и надежнее.  

Другим способом монтажа радиодеталей является приклеивание резисторов и конденсаторов на одной стороне платы с отверстиями. При таком способе для монтажа транзисторов и интегральных схем необходимо использовать гнезда, причем такие гнезда или держатели так же приклеиваются. После этого к контактам и выводам радиодеталей подпаиваются отрезки проводников с обратной стороны платы. Такой способ монтажа является как дешевым, так и сравнительно простым.  

Это плоская панель с рядами контактных лепестков для монтажа радиодеталей. В верхней части панели справа находится выключатель питания S, слева-конденсатор переменной емкости С, а между ними три переменных резистора разных номиналов. Монтажные лепестки возле конденсатора и резисторов являются выводами этих деталей.  

Четвертый, совершенно отличный от описанных выше спо-соб монтажа радиодеталей предусматривает изготовление специальной печатной платы. Для этого требуется выполне-нне значительной работы по ее проектированию, но в конеч-ном итоге получается более аккуратная и простая для сборки схема, чем при изготовлении первыми тремя способами.  

Рассмотрим пример практического применения централизованной системы управления автоматической линии монтажа радиодеталей на печатных платах телевизоров.  

Для окончательного изготовления устройства необходимо иметь две вещи: средства для монтажа радиодеталей и корпус. Переключатели, шкалы и лампочки или светодиоды монтируются обычно на корпусе, но бывают исключения, так что в этих случаях радиолюбителю поможет здравый смысл.  

При применении пистонов другого диаметра указанные отверстия высверливаются по их размерам. Все отверстия с установленными пистонами служат в качестве опорных точек для монтажа радиодеталей, а три отверстия диаметром 2 5 мм являются крепежными. К двум отверстиям диаметром 2 8 мм с помощью винтов М2, 6x6 крепится угольник 9 (см. рис. 30), в который устанавливается переменный резистор Rw с выключателем питания.  

Блок усиления ПЧ выполнен на плате, изготовленной из стеклотекстолита толщиной 2 мм. Разметку платы производят согласно нанесенной сетке, размер ячеек которой составляет 5 мм. Таким образом, большинство размеров между отверстиями под монтажные пистоны составляет 5 и 10 мм. Эти отверстия служат в качестве опорных точек при монтаже радиодеталей. Пять отверстий (диаметром 3 3 мм) служат для крепления платы к втулкам, установленным и развальцованным на общей монтажной плате.  

Изготавливают плату следующим образом. Сначала из куска материала вырезают прямоугольную заготовку с размерами 77Х XI 27 5 мм и размечают согласно рисунку все отверстия или делают разметку на таком же по размерам куске миллиметровой бумаги, приклеивают его к заготовке и керном переносят разметку. Затем размечают остальные выемки, вырезают их и сверлят отверстия. В отверстия диаметром 1.8 мм устанавливают и развальцовывают пустотелые пистоны, служащие в качестве опорных точек для монтажа радиодеталей.  

Страницы:      1