Материал: Разработка технологического процесса сборки и монтажа электронного устройства

Разработка технологического процесса сборки и монтажа электронного устройства

Аннотация

В работе представлен технологический процесс (технологическая документация) сборки и монтажа «Устройства для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров в диапазоне частот от 1 до 330МГц» CPNA-330 для мелкосерийного производства, разработанный по результатам анализа конструкторской документации и сборочного состава, расчета технологичности конструкции, расчета и анализа такта выпуска и разработано приспособление для выполнения операции и нарезки выводов в размер.

Список условных обозначений, сокращений и терминов

зиг-замок - вид формовки выводов

ИЭТ - изделие электронной техники

КД - конструкторская документация

КМО - компоненты, монтируемые в отверстия

КМП - компоненты, монтируемые на поверхность

МТП - маршрутный технологический процесс

ПП - печатная плата

ТЗ - техническое задание

ТП - технологический процесс

ЭРЭ - электрорадиоэлемент

Введение

Целью дипломной работы является разработка технологического процесса сборки и монтажа устройства CPNA-330 и оснастки для выполнения технологических операций.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

проведен анализ ТЗ;

- проведен конструкторско - технологический анализ конструкторской документации;

- проведен расчет и анализ технологичности ячейки электронной;

разработана схема сборки устройства для серийного производства (для заданной программы выпуска), на основе которой разработан маршрутный ТП;

разработан технологический процесс сборки и монтажа устройства для серийного производства;

Для решения поставленных задач использовался системный подход; методы анализа и синтеза; метод сборки электронных средств с базовой деталью; методы табулирования и формулярной визуализации данных; проектирование технологического процесса сборки и монтажа на основе синтеза типовых операций; комплектование технологической документации типовыми технологическими операциями; проектирование оснастки с использованием современных САПР.

. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ И МОНТАЖА УСТРОЙСТВА CPNA-330

1.1 Описание устройства

Назначение «Устройства для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров в диапазоне частот от 1 до 330МГц» CPNA-330:

-       измерение частоты и эквивалентных динамических параметров пьезоэлектрических резонаторов;

-       непрерывный визуальный контроль параметров пьезоэлектрических резонаторов в процессе их настройки;

-       непрерывный визуальный контроль параметров монолитных пьезоэлектрических фильтров в процессе их настройки;

-       измерение и построение графика зависимости изменения параметров резонаторов (Fs, R1, Q) от времени;

-       измерение АЧХ и ФЧХ пьезоэлектрических резонаторов и монолитных пьезоэлектрических фильтров.

1.2 Анализ конструкторской документации

Установка для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров представляет собой блок с габаритными размерами 130х256х300 мм. В состав прибора входят следующие сборочные единицы: основание корпуса, крышка корпуса, передняя панель, задняя панель, а также набор электронных ячеек в количестве 15 штук.

Несущей конструкцией прибора является металлическое основание корпуса. Конструкция корпуса обеспечивает надежное крепление узлов.

На основание корпуса устанавливаются и крепятся с помощью винтов несколько ячеек, среди которых материнская плата. В материнскую плату устанавливаются остальные ячейки. Некоторые ячейки соединяются с задней панелью. Соединение с разъемами на передней панели и соединение между некоторыми ячейками осуществляется с помощью проводов.

Крышка, передняя и задняя панель крепятся к основанию с помощью винтов.

Для коммутации с внешними приборами используется разъемное соединение с помощью проводов.

Основание корпуса. Основание корпуса имеет П-образную симметричную форму с толщиной стенок 2мм. С нижней стороны на корпусе имеются резиновые стойки.

Крышка корпуса. Крышка корпуса также имеет П-образную форму. Она крепится она с помощью винтов к рейке, к которой крепится и основание.

Передняя и задняя панели выполнены из такого же материала что и крышка с основанием. Крепятся они к соединительной рейке также винтами. На панелях имеются отверстия для крепления разъемов и кнопок.

Электронные ячейки. Устройство включает в себя 15 электронных ячеек, на которых установлены ЭРЭ различных типов. Платы выполнены по второму классу точности и покрыты защитной паяльной маской зеленого цвета. Все отверстия в платах металлизированные. На некоторых платах имеются монтажные отверстия для установки в корпус.

Плата опорного генератора на 1000МГц имеет металлизированные отверстия для крепления выводных компонентов, разъема и микросборки. Остальные компоненты монтируются на поверхность.

ЭРЭ можно разделить на группы:

.        Выводные элементы, не требующие формовки: разъем на 32 контакта, светодиод (выводы заранее отформованы), микросборка с микросхемой ADF4360-7;

.        Выводные элементы, требующие формовки:

-       кварцевый генератор на 10МГц имеет 15 выводов, устанавливается на прокладку, для единичного и мелкосерийного производства фиксацию рекомендуется производить с помощью пружинения выводов; при крупносерийном и массовом производстве фиксацию рекомендуется осуществлять за счет выводов, сформированных в ЗИГ-замок;

-       резисторная сборка, подстроечный резистор фиксируются либо пружинением выводов, либо с помощью ЗИГ-замка.

.        Безвыводные элементы устанавливаются на поверхность платы.

Монтаж элементов на плате односторонний. При единичном и мелкосерийном производстве возможно осуществлять ручную пайку ЭРЭ; при крупносерийном и массовом производстве рекомендуется осуществлять пайку групповой заготовки в печи с последующей пайкой волной выводных элементов.

Пространственная компоновка имеет 2 уровня:

-й уровень - безвыводные резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы, диоды и микросхемы;

-й уровень - трансформаторы и выводные компоненты.

Установка компонентов ведется начиная с наименьшего уровня для удобства пайки.

На основе анализа конструкторской документации для разработки ТП сборки и монтажа устройства необходимо предусмотреть поузловую сборку:

.        Сборка электронных ячеек.

.        Сборка основания корпуса и монтаж электронных ячеек.

.        Сборка передней и задней панели с предварительным образованием посадочным мест под коммутационные элементы.

.        Сборка крышки корпуса.

.        Проверка прибора на работоспособность.

Для сборки электронной ячейки и сборки прибора также следует предусмотреть следующие операции:

.        Распаковка и комплектование ЭРЭ.

.        Формовка и обрезка выводов ЭРЭ.

.        Установка и пайка КМП.

.        Установка и пайка КМО.

.        Отмывка платы.

.        Сушка платы.

.        Разделение групповой платы.

.        Выходной контроль электронной ячейки.

.        Обрезка и зачистка проводов.

.        Маркировка прибора.

.        Упаковка прибора.

1.3 Анализ сборочного состава

Конструкция электронной ячейки включает в себя большое количество навесных элементов различных типоразмеров и номиналов. Элементы группируются по способу установки на плату. Обозначения ИЭТ согласно спецификации, число выводов элементов и количество элементов на плате, варианты установки элементов для единичного производства приведены в таблице 1.3.1.

Таблица 1.3.1 - Установка элементов на ПП опытного образца

Варианты установки ЭРЭ для заданного объёма выпуска N = 1700 (производство мелкосерийное), представлены в таблице 1.3.2.

Таблица 1.3.2 - Варианты установки элементов на ПП для заданного объёма выпуска (мелкосерийное производство)

1.4 Расчет и анализ коэффициента технологичности электронных средств

сборка электронный ячейка провод

Оценку технологичности ячеек проводят по комплексному показателю технологичности, который рассчитывается по базовым показателям технологичности по формуле

,

где  и - базовые показатели технологичности, и их весовые коэффициенты.

Расчет технологичности ячейки для заданной программы выпуска.

Коэффициенты для расчета и анализа технологичности для мелкосерийного производства опорного генератора на 1000МГц представлены в таблице 1.4.1.

Таблица 1.4.1. - Коэффициенты для расчета и анализа технологичности ячейки для заданного объема выпуска

Базовые показатели технологичности опорного генератора на 1000МГц для заданного объема выпуска представлены в таблице 1.4.2.

Таблица 1.4.2 - Базовые показатели технологичности ячейки для заданного объема выпуска

1                Коэффициент использования ИМС            1.0Hимс-кол-во ИМСиэт = Hимс + Hэрэ

2                Коэффициент автоматизации монтажа    0.8Hам-кол-во монтажных соединений, полученных автоматизированным или механизированным способом.