Технологии изготовления печатных плат. Краткая характеристика, особенности реализации.
Подробнее чем тут, можно глядеть начиная со стр. 64 сборника лекций.
Технологии изготовления печатных плат можно разделить на следующие классы:
субтрактивные;
полуаддитивные;
аддитивные;
с использованием толстоплёночной и тонкоплёночной технологий;
рельефные;
комбинированные.
Рассмотрим каждый их подробнее.
Субтрактивная технология характеризуется получением рисунка удалением путём травления электропроводящего слоя с участков, образующих непроводящие промежутки между коммутирующими элементами. На сегодняшний день является самой простым и дешёвым способом производства печатных плат. Чаще всего используется для изготовления односторонних печатных плат, внутренних слоёв МПП и гибких печатных шлейфов.
Полуаддитивная технология характеризуется получением рисунка коммутации при селективном гальваническом осаждении проводящего слоя металлизации на предварительно химически нанесённый тонкий слой электропроводящего покрытия, впоследствии удаляемого с пробельных мест.
Аддитивная технология характеризуется получением рисунка металлизации путём селективного химического осаждения слоя металлизации на диэлектрическое основание.
Рельефная технология характеризуется тем, что рисунок коммутации задаётся рельефом, выполненным в диэлектрическом основании, а с пробельных мест рисунок удаляется преимущественно шлифованием.
Варианты сборки и монтажа ячеек эвс.
Варианты фиксации ЭРК (а…ж для ТМК; з…к для ПМК); а – загибка; б – расплющивание; в…д – сложная деформация (при специальной формовке выводов); е – подпружинивание (пружинящие выводы); ж – заклинивание (клиновидные выводы); з – с помощью клея, наносимого на технологические контактные площадки; и – с помощью клеевых капель, наносимых на диэлектрическое основание платы; к – с помощью адгезива в составе припойной пасты; 1 – печатная плата; 2 – вывод компонента; 3 – клеевая капля; 4 – ПМК в микрокорпусе; 5 – контактная площадка с припойной пастой; 6 – чип-компонент; ЭРК – электрорадиокомпоненты; ТМК – традиционно-монтируемые компоненты; ПМК – поверхостно-монтируемые компоненты
Электронные вычислительные средства (ЭВС) К ЭВС, прежде всего, относятся электронные вычислительные машины (ЭВМ), отличающиеся способом обработки представляемой информации (аналоговые, цифровые, комбинированные итд.)
ТМК - традиционно-монтируемых компонентов
ПМК - традиционно-монтируемых и поверхностно-монтируемых компонентов
В общем случае сборочные операции включают: подачу ТМК и ПМК к месту их установки (позиционирования); поиск места расположения ТМК и ПМК на ПП; ориентацию выводов компонентов относительно знакомест на ПП; позиционирование (установку или сопряжение выводов компонентов с элементами платы); фиксацию (закрепление) компонентов на требуемой позиции в заданном (конструкторской или технологической документацией (соответственно КД или ТД)) положении; контроль качества сборки.
Ручная сборка: Применение ручной сборки экономически выгодно при производстве менее 1000 сборочных узлов (СУ) в месяц небольшими партиями (до 100 СУ) с количеством электронных радиокомпонентов (ЭРК) не более 100 шт. (преимущественно ТМК) на одной ПП. Производительность и качество ручной сборки повышаются при использовании сборочных столов с индексацией адреса установки компонентов. Каждое рабочее место комплектуется кассетницей элеваторного или тарельчатого типа, связанной с устройством индексации. При работе по жесткой программе предварительно из пластмассы создается сборочная матрица, в которой в соответствии с чертежом ПП располагаются светодиоды с шагом 2,5 мм. На наборном поле этой матрицы программируется последовательность подачи сигнала на группы светодиодов, т.е. место установки ЭРК. Параллельно с этим маркируются 3 кассеты. Подготовленная матрица укрепляется на рабочем столе, на нее укладывается ПП и фиксируется по базовым штырям. При подключении сборочного стола к сети загорается первая пара которые определяют положение ЭРК на плате, и лампочка на кассете, из которой необходимо взять этот компонент (или кассетница поворачивается нужной позицией к окошку в сборочном столе). После установки данного компонента автоматически осуществляется переход к установке следующего. Определенный знак полярных ЭРК или первый (определенный) вывод многовыводных компонентов (реле, ИС, транзисторов) указывается мигающим светодиодом. Заканчивается сборка проверкой качества установки и фиксации ЭРК на ПП, а при отсутствии ошибок сборки на матрице не должен гореть ни один светодиод.
Плюсы: контроль производства на любом этапе, не строгие допуски к пайке, установке компонентов на ПП итд. на выпускаемой ячейке, своевременное обнаружение дефектов ПП и ЭРК.
Минусы: Ручная сборка требует наибольшего времени на ее осуществление, большого опыта и напряжения исполнителя, что все же не исключает ошибок при сборке.
Сборка механическая на пантографе: Механизированная установка с пантографом состоит из монтажного стола с двухкоординатным перемещением, на котором укрепляется держатель одной или нескольких плат, магазина компонентов, установочной головки, механизма фиксации компонентов и устройства позиционирования стола. Компоненты с аксиальными и радиальными выводами поступают на сборку вклеенными в ленту в заданной последовательности, а некоторые компоненты могут подаваться в рабочую зону установки из вертикально расположенных магазинов. Печатная плата (рабочая) по базовым штифтам устанавливается на держателе и закрепляется 5 зажимным механизмом. Она базируется на сборочном столе вручную при помощи пантографа, состоящего из копирного щупа и системы рычагов, передающих движение от щупа к присоединенному сборочному столу (с рабочей ПП). Копирный щуп пантографа вводится в соответствующее отверстие шаблона, определяя положение сборочного стола относительно установочной головки. Так как пантограф работает обычно с передачей движения в масштабе 1:1, то в качестве шаблона используется плата-имитатор с просверленными отверстиями.
Плюсы:
Производительность сборочных установок с пантографом достигает
2…2,5 тыс. компонентов в час, что сравнительно больше, чем при ручном изготовлении
Автоматизация
Плюсы:
− повысить производительность труда; − улучшить эргономические показатели (то есть уменьшить нагрузку исполнителя); − уменьшить инерционность процессов, что уменьшает, в свою очередь, технологические погрешности; − создать возможности выполнения ряда операций, в том числе высокоточных и особо опасных, которые человеку трудно или невозможно выполнить; − повысить технологичность, качество и надежность СУ и ЭВС в целом; − улучшить управление качеством выполнения отдельных операций и всего производственного процесса, что способствует стабилизации затрат на производство изделий, оптимизации синхронной работы оборудования, снижению простоев; а также предоставляет дополнительные ресурсы повышения производительности труда и снижения себестоимости изделий.
Минусы:
Отсутствие контроля в любой момент времени производства ячейки ЭВС