Устройство контроля и поддержания температуры

 

● Операция №060 “Установка элементов поверхностного монтажа”:

Рис. 4.2.3.4. Установка элементов поверхностного монтажа.

На автоматизированной линии Siemens Nixdorf происходит установка элементов поверхностного монтажа по составленной операционной программе. Плата проходит под тремя автоматами, настроенными на установку ЭРЭ с различными корпусами, причем каждый автомат может работать с двадцатью разными корпусами. Это позволяет в 3 раза уменьшить время установки ЭРЭ. Бабины, пеналы и кассеты с ЭРЭ заряжаются в специальные ячейки, расположенные параллельно, и имеющие соответствующее обозначение. Каждый ЭРЭ подается из транспортировочной тары в зону захвата. Вакуумный  захват  вынимает  ЭРЭ  из  транспортировочной  тары. Если это бабина, то при подаче ЭРЭ в зону захвата обе пленки между которыми находятся ЭРЭ сматываются на специольные барабаны. Тут же с помощью четырех направляющих установленных на головке автомата происходит базировка ЭРЭ относительно головки. Для корпусов больших размеров имеется встроенный в автомат оптический координатор, который определяет положение чипа относительно головки и корректирует координату установки.

Головка автомата движется по двум направляющим , как  это показано на рис. 4.2.3.4.

 

№ п/п	Технологические переходы	Режимы и  материалы	,сек	,сек
1	Извлечение ЭРЭ из тары	-	29*0,5	-
2	Установка ЭРЭ на плату		-	29*0,5
3	Визуальный контроль установки		-	10
39 сек
46,8 сек.

 

 

 

 

 

● Операция №070 “Расплавление припойной пасты”:

Рис. 4.2.3.5. Расплавление припойной пасты.

После установки  ЭРЭ на плату и визуального  контроля заготовка отправляется в  ИК-печь, где происходит оплавление припойной пасты и образование  паяных соединений. Оплавление происходит в несколько этапов, в трех зонах. Первые две зоны производят  подготовку печатной платы, потом зона оплавления в которой происходит оплавление припойной пасты и последующее охлаждение, для того, чтобы от резкого переохлаждения при выходе из печки не потрескались проводники печатной платы. Весь процесс происходит по специально разработанному рецепту, обуславливающему температуру в каждой зоне и время пребывания заготовки в зоне.

На рис.4.2.3.5 показан график распределения температур. После оплавления плата проходит контроль паяных соединений, где рассматривается форма соединения. На рис.4.2.3.6. приведены возможные варианты паяных соединений.

 

Таблица 4.2.3.1.Возможые варианты паяных соединений.

Очень хорошо	Припойная паста  оплавлена в один единственный блестящий  шарик
Хорошо	Припойная паста оплавлена в один большой шарик и отдельными (не более 3-х шариков диаметром <800 мкм ) расположенными рядом
Критично	Один большой  шарик в окружении большого количества маленьких шариков. Паста не пригодна!
Недопустимо	Шарик припоя  окружен большим количеством шариков аналогичного размера. Паста не пригодна!

 

Рис. 4.2.3.6. Возможные варианты паяных соединений.

 

№ п/п	Технологические переходы	Режимы и  материалы	,сек	,сек
1	Зона подогрева	20-150 `C	-	108
2	Зона сушки	150-175 `C	-	117
3	Зона оплавления	175-235 `C	-	117
	Визуальный контроль паяных соединений.		-	30
372 сек
446,4 сек.

 

 

 

● Операция №080 “Монтаж элементов со штыревыми  выводами”:

На столе монтажника имеется приспособление, называемое лазерный координатор установки . Приспособление имеет программное управление. С помощью этого координатора установка ЭРЭ происходит следующим образом: плата установлена на специальной подставке; монтажник нажимает клавишу компьютера для выполнения следующего шага установки; в вырезанном в столе окне появляется контейнер с необходимым элементом; сфокусированный луч координатора указывает место расположения элемента, причем красным показывается ключ микросхемы или «+» конденсатора; монтажник кисточкой наносит клей на место установки, затем устанавливает необходимый элемент, после чего нажимает клавишу для выполнения следующего шага установки.

Рис. 4.2.3.7.Монтаж элементов со штыревыми выводами.

 

 

№ п/п	Технологические переходы	Режимы и  материалы	,сек	,сек
1	Нажатие на кнопку выполнения шага	-	-	10*1
2	Определение места установки		10*1	-
3	Нанесение клея на место  установки		-	10*5
4	Изъятие ЭРЭ из тары		10*5	-
5	Установка ЭРЭ		-	10*5
170 сек
204 сек.

 

● Операция №090 “Пайка “волной”:

Рис. 4.2.3.8.Пайка волной.

 

После установки  элементов со штыревыми выводами плата отправляется в установку Nitrogenins-LA для пайки выводов ЭРЭ в среде азота. Плата предварительно закрепляется в операционной рамке под углом. Это делается для того, чтобы исключить перекрытие  контактных площадок припоем. Схема установки приведена на рис. 4.2.3.8.

 

 

 

 

 

№ п/п	Технологические переходы	Режимы и  материалы	,сек	,сек
1	Установка в операционную раму	-	10	-
2	Зона флюсования	Флюс WS 735	-	60
3	Зона пайки		-	60
4	Очистка от остатков припоя		60	-
5	Визуальный контроль		20	-
210 сек
252 сек.

 

● Операция №100 “Функциональный контроль готового изделия”:

После пайки  волной идет заключительная операция, входе которой выясняется роботоспособность  готового изделия. Ячейку через USB шину подключают к ПК, и тестируют специальным ПО.

 

№ п/п	Технологические переходы	Режимы и  материалы	,сек	,сек
1	Подключение к ПК	-	10	-
2	Контроль		-	60
3	Отметка о пригодности  изделия		-	10
80 сек
96 сек.

 

4.3.Методика испытаний

1. Проверка устройства на соответствие  требованиям полного комплекта

конструкторской документации проводится путем проверки наличия документов, сопровождающих изготовление и сборку изделия, проверкой протоколов испытаний, установленных требованиями конструкторских документов.

Изделие считается выдержавшим  испытания, если вся сопроводительная документация оформлена в установленном  порядке.

2. Проверка покупных комплектующих  изделий и материалов на соответствие  качеству проводится путем проверки наличия документов, сопровождающих покупные комплектующие изделия и материалы, и соответствия качества покупных комплектующих изделий и материалов требованиям стандартов на них.

Изделие считается выдержавшим  испытания, если вся сопроводительная документация на покупные комплектующие изделия и материалы подтверждает их качество.

3. Проверка сопротивления изоляции  электрических цепей проводится  рассмотрением сопроводительной  документации на изготовление  узлов, имеющих электрический  монтаж и требования по проверке сопротивления изоляции.

Изделие считается выдержавшим  испытания, если сопротивление изоляции всех проверенных цепей не ниже 20 МОм.

4. Проверка прочности изоляции  электрических цепей проводится  рассмотрением сопроводительной  документации на изготовление узлов, имеющих электрический монтаж и требования по проверке прочности изоляции.

Изделие считается выдержавшим  испытания, если прочность изоляции всех проверенных цепей выдерживает  действие испытательного напряжения синусоидальной формы частотой 50 Гц с амплитудой 500 В.

5. Проверку на взрывозащищенность  цепей проводят проверкой наличия  заключения контролирующей организации  и наличием соответствующих маркировок  и надписей на изделии.

Изделие считается выдержавшим  испытание, если имеется заключение контролирующей организации и маркировки соответствуют требованиям расширенного ТЗ п.5.8.2.

6. Проверку на пылезащищенность  проводят в соответствии с  ГОСТ 14254 в камере пыли при массовой концентрации непроводящей, неабразивной, пыли (тальк), равной 2 г/м³ в течение 2 часов.

7. Проверку на защиту от воздействия  струй проводят в соответствии  с ГОСТ 14254 обрызгиванием струей пресной водой из брандспойта со стандартным соплом с внутренним диаметром 6.3 мм с расстояния (2.5 - 3) м в течение 3 минут.

8. Проверка габаритных размеров  изделия проводится стандартным  мерительным инструментом, обеспечивающим  точность измерений не хуже 1 %.

Изделие считается выдержавшим  испытание, если габаритные размеры  изделия соответствуют требованиям  расширенного ТЗ и конструкторской документации.

9. Проверка массы изделия проводится  взвешиванием на товарных весах  типа РП-1Ш13М ТУ 25.06.1296-79.

Изделие считается выдержавшим  испытание, если масса изделия соответствуют  требованиям расширенного ТЗ и конструкторской  документации.

10. Проверка работоспособности  устройства:

Для исключения некорректной работы блока, возможности  пользователя были ограничены так, чтобы  он не мог ввести некорректные исходные данные. Схема алгоритма тестирования работоспособности представлена на рисунке 15.

Рисунок 14 Алгоритм тестирования работоспособности блока

 

Тестирование  устройства состоит из двух частей. В первом случае во всех контролируемых узлах устанавливаются одинаковые параметры, и тестируется работа блока. Для этого датчики каждого из узлов нагревают до определенной температуры. Далее проверяют одну из трех реакций блока: никаких изменений, увеличение и уменьшение скорости вращения вентиляторов. На втором этапе тестирования проверяется различные режимы сравнения. Для этого нагреваются все узлы одинаково, но каждый из датчиков одного узла нагревается до своей температуры.

Результаты тестирования показали, что основное количество ошибок появляется при передачи данных от устройства к компьютеру. Вследствие этого были выполнены доработки программного обеспечения, которые заключается в проверке передачи запроса и приема данных.