Файл: Учебник по Технологии.pdf

Преимуществами селективного автоматизированного нанесения являются относительно высокая производительность, экономичность и возможность использования закрытых (герметичных) камер для предотвращения загрязнения материалов.

Главный недостаток метода − цена. Автоматы селективного нанесения более дорогие по сравнению с другим оборудованием нанесения покрытий.

Метод селективного нанесения покрытия не устраняет необходимость маскирования, а лишь помогает минимизировать его.

Некоторые автоматы используют комбинацию двух типов распылителей: игла/насадка (наносит капли материала вокруг компонентов и в труднодоступные зоны печатного узла) и распыли- тель-пульверизатор (для распыления покрытия на большие участки платы).

Материал, наносимый с помощью дозирующей иглы, имеет форму капель (не распыляется). Однако дозирование − процесс медленный. Существует и еще один недостаток. Большинство дозаторов имеет склонность к капанию, так как клапаны, управляющие процессом дозирования, располагаются далеко от иглы. Капание − неконтролируемый процесс. При этом появляется риск попадания капли на непокрываемые области печатного узла (например, разъемы) или на конвейер, приводя к снижению качества нанесения и загрязнению автомата.

Нанесение из распылителя-пульверизатора имеет свои недостатки. Этот процесс может приводить к образованию избытка материала покрытия на отдельных участках печатного узла. Во время нанесения большинство частиц осаждается в требуемой области, но некоторый процент частиц будет оседать и за ее пределами. В результате получаются неравномерные или неровные края, которые могут быть недопустимыми в некоторых случаях.

Общим правилом при проектировании печатных узлов, подлежащих влагозащите, является установка допуска ±2 мм между покрываемыми и непокрываемыми участками.

Распыление используется в тех случаях, когда конструкция печатных узлов не позволяет наносить влагозащитное покрытие погружением. Обычно это печатные узлы с беспорядочным расположением непокрываемых участков.

Распыление − более дорогой метод, требующий больших затрат времени и маскирования. Несмотря на это, на сегодняшний

273

день этот метод наиболее распространен в мире. Этот метод нанесения влагозащитного покрытия обеспечивает наиболее привлекательный внешний вид печатного узла.

По сравнению с погружением распыление − более медленный процесс. Кроме того, необходимы дополнительные затраты на организацию обязательной местной вытяжной вентиляции. К тому же можно столкнуться с проблемой образования теневых эффектов и недостаточным проникновением покрытия под корпуса компонентов.

Метод распыления может быть разделен на три альтернативных метода:

∙автоматическое распыление;

∙ручное распыление;

∙аэрозольное распыление.

Нанесение покрытия с помощью автоматов более эффективно по сравнению с любыми ручными методами, которым свойственны невысокая точность и низкая повторяемость. Использование автоматизированного оборудования имеет смысл, если объемы производства достигают 350−700 плат/ч.

Автоматы наносят покрытие через совокупность дозирующих игл и распылительных головок по одной из стандартных программ или программе, составленной пользователем.

Все методы распыления обеспечивают лучший результат, когда печатный узел находится в горизонтальном положении. Благодаря этому:

∙исключается образование подтеков и скопление излишнего материала на границах компонентов;

∙исключается эффект затенения.

Автоматическая система фирмы Concoat, встраиваемая в линию, оборудована специальным конвейером с регулируемой скоростью от 5 до 30 см/мин. Печатный узел загружается на конвейер и автоматически подается в распылительную камеру. Распылительная камера снабжена четырьмя распылительными головками, расположенными под углом для эффективного объемного нанесения. Головки смонтированы на раме, совершающей возвратно-поступа- тельное движение посредством шарико-винтовых пар.

Распылительная камера также оборудована системой вентиляции и улавливания избытка материала, а также имеет фильтры.

Сушка материала влагозащитных покрытий производится в специальных инфракрасных и конвекционных зонах.

274

Эти системы идеально пригодны для малых объемов производства с широкой номенклатурой изделий и обычно на 50 % дешевле, чем автоматы для селективного нанесения.

Это популярный метод нанесения, который применяется при малых объемах производства. Ручное распыление имеет следующие недостатки:

∙необходимо два-три нанесения для получения желаемого результата;

∙не может быть гарантирована 100 %-я повторяемость;

∙теневые эффекты и недостаток покрытия под компонентами;

∙безопасность операторов и пожарная безопасность должны быть обеспечены на очень высоком уровне;

∙необходимость обеспечения вентиляции рабочей зоны;

∙вертикальное распыление горизонтальных поверхностей затруднительно и не рекомендуется;

∙процесс нанесения очень медленный и трудоемкий.

Вследствие повышенного содержания растворителя при ручном распылении содержание твердых частиц обычно составляет 15−20 %. Поэтому для получения гарантированной толщины пленки 25−75 мкм требуется два-три нанесения на каждую сторону платы.

Этот метод удобен, но непригоден для массового производства, так как содержание твердой составляющей очень низкое (иногда менее 5 %) по сравнению с методами ручного и автоматизированного нанесения. По этой причине для формирования покрытия требуемой толщины необходимо не менее четырех нанесений.

Применение этого метода не оправдано в массовом производстве. Нанесение кистью очень удобно при ремонте и при обработке опытных образцов.

Важно обратить внимание на то, что чем толще покрытие, тем выше вероятность брака вследствие захвата пузырьков воздуха.

При использовании этого метода рекомендуется использовать кисти со щетиной из натуральных материалов во избежание скопления электростатического заряда. Ручка кисти должна быть не окрашенной, чтобы предотвратить загрязнение покрытия краской.

Дефекты с наибольшей вероятностью могут быть перекрыты при нанесении покрытий в несколько слоев. Каждый метод нанесения имеет свои преимущества и недостатки. Комбинация погружения и распыления дает лучшие результаты, чем любой из методов в отдельности.

275

Г л а в а 4

Методы выполнения монтажных соединений

4.1. Технология жгутового монтажа

Внутри- и межблочный навесной электромонтаж РЭС выполняется одиночными проводами, экранированными и плоскими кабелями, жгутами и коммутационными жесткими и гибкими платами (печатными, проводными, ткаными). Выбор метода монтажа определяется требованиями, предъявляемыми к изготавливаемой аппаратуре, ее сложностью, с учетом величины помех, которую обеспечивает система проложенных проводников.

Монтаж одиночными проводами выполняется обычно путем их прокладки по кратчайшим расстояниям. В результате этого достигаются минимальные паразитные связи между электрическими цепями. Его применяют при изготовлении высокочастотной РЭС. Процесс монтажа выполняется в самом приборе пайкой вручную или накруткой на программированном оборудовании. Он характеризуется большой трудоемкостью и малой производительностью из-за последовательного проведения подготовительных и монтажных операций.

Жгутовой монтаж представляет собой электрическое соединение узлов и блоков РЭС с помощью одиночных изолированных проводов и экранированных кабелей, объединенных в жгут. Это позволяет вести подготовительные операции параллельно со сборкой, использовать автоматизированное оборудование или линии изготовления жгутов, обеспечивать механическую прочность и стабильность параметров при повышенных вибрационных и ударных нагрузках.

Монтаж с помощью коммутационных плат обеспечивает самую высокую производительность и низкую себестоимость, так как выполняется групповыми способами на автоматически работающем оборудовании. Одновременно достигаются высокая плотность соединений, идентичность и стабильность емкости, индуктивности и волнового сопротивления между монтажными элементами, экономия материалов.

275

При выполнении внутри- и межблочного монтажа должны быть выполнены следующие требования:

∙минимальная длина электрических связей и ее стабильность при механических испытаниях;

∙высокая помехоустойчивость за счет применения экранирующих оплеток проводов, экранирующих слоев и заземления каждого экрана в отдельности;

∙обеспечение надежности и долговечности электрических и механических соединений;

∙оголенные участки электромонтажных материалов должны иметь антикоррозионное и технологическое покрытие под пайку;

∙соблюдение допустимых расстояний между оголенными участками монтажных проводов и металлическими деталями каркасов; выполнение монтажных соединений, расположенных в непосредственной близости от сильно нагретых деталей, проводами в термостойкой изоляции;

∙подключение к каждому контакту не более трех монтажных соединений; возможность доступа к отдельным элементам с целью проведения контроля, настройки и регулировки аппаратуры;

∙монтажные элементы не должны располагаться на острых кромках несущих конструкций.

Под термином «проволочный объемный монтаж» понимают электрическое соединение отдельных элементов схемы с помощью кабельных линий. Чаще проволочный объемный монтаж называют жгутовым монтажом.

Жгуты делят на межблочные и внутриблочные, которые в свою очередь бывают как плоскими, так и объемными.

По степени сложности жгуты подразделяют на: простые неразветвленные, простые с одним или несколькими ответвлениями; сложные без замкнутых ветвей, но имеющие на основном стволе или на ответвлениях закрытые участки; сложные с замкнутыми ветвями или замкнутым основным стволом жгута.

Требования к жгутовому монтажу:

∙должна обеспечиваться минимальная длина связей;

∙необходимо обеспечить надежные электрические и механические контакты и создать максимальные удобства при настройке и ремонте;

276

∙использование разноцветных проводов для упрощения монтажа и особенно для облегчения отыскания неисправностей;

∙заземление каждого экрана в отдельности;

∙одинаковая плотность монтажа и единообразие внешнего вида монтажа для всех элементов изделия;

∙применение ПОС61, ПОС40, ПОС30, ПОС18 (с тем, чтобы обеспечить температуру пайки в пределах 183–227 ° С);

∙расстояние между оголенными монтажными проводами и металлической поверхностью на менее 5 мм при напряжении более 250 В и более 3 мм для напряжения менее 250 В;

∙пересечение высокочастотных электрических цепей, монтируемых неэкранированным проводом должно быть под углом 90°;

∙подключать не более 2–3 проводов под один зажимный контакт;

∙недопустимость подпайки концов выводов полупроводниковых элементов, конденсаторов и резисторов;

∙выбор сечения монтажных проводов в зависимости от проходящего по ним тока;

∙жгут не должен лежать на крепежных деталях и затруднять доступ к ним;

∙жгут не должен касаться контактных лепестков, выводов и острых ребер деталей;

∙жгут не должен затруднять доступ к узлам и деталям для их проверки и замены;

∙внутренние радиусы изгиба жгута должны быть не менее 1,5 его диаметра;

∙концы проводов должны подходить к элементам их монтажа без натяжения и изломов;

∙раскладку начинать с коротких проводов и заканчивать наиболее длинными;

∙экранированные провода, не заключенные по всей длине в полихлорвиниловую трубку, помещать в середине жгута;

∙в жгуте должно быть два запасных провода, которые укладывают с самого верха на наибольшую длину жгута. Сечение запасных проводов должно быть равным наибольшему сечению проводов в жгуте;

277