Лекция №9

Вид материала

Лекция

Содержание 1-посредством недогрузки элементов 2.11. Контроль и испытания плат Приемосдаточные испытания Периодические испытания ПП и МПП В объем испытаний входят Типовые испытания 4. Монтаж узлов 4-1-2-2. Подготовка компонентов 4-1-2-3. Ручная сборка без вспомогательных приспособлений 4-1-2-4. Ручная сборка на сборочном столе 4-1-2-5. Фиксация компонентов Аксиальные выводы При конической форме вывода

Подобный материал:

• «Социальная стратификация и социальная мобильность», 46.19kb.
• Первая лекция. Введение 6 Вторая лекция, 30.95kb.
• Лекция Сионизм в оценке Торы Лекция Государство Израиль испытание на прочность, 2876.59kb.
• Текст лекций н. О. Воскресенская Оглавление Лекция 1: Введение в дисциплину. Предмет, 1185.25kb.
• Собрание 8-511 13. 20 Лекция 2ч режимы работы эл оборудования Пушков ап 8-511 (ррэо), 73.36kb.
• Концепция тренажера уровня установки. Требования к тренажеру (лекция 3, стр. 2-5), 34.9kb.
• Лекция по физической культуре (15. 02.; 22. 02; 01. 03), Лекция по современным технологиям, 31.38kb.
• Тема Лекция, 34.13kb.
• Лекция посвящена определению термина «транскриптом», 219.05kb.
• А. И. Мицкевич Догматика Оглавление Введение Лекция, 2083.65kb.

Лекция № 9

2.10. Надежность электрорадиоэлементов, приборов и

процессов

Основные понятия

Надежность - это возможность выполнения изделием заданных функций в течение определенного времени. Каждое отклонение от установленных параметров является неисправностью. При потере работоспособности происходит отказ.


Количественные характеристики надежности

Функция распределения F(t) отказов или функция ошибок; эту характеристику получают при испытании на долговечность при отметке выхода из строя элементов через определенные промежутки времени, она всегда монотонно увеличивается и изменяется от 0 до 1 соответственно вначале и конце периода долговечности. Если вероятность того, что элемент будет функционировать ко времени t , F(t) то вероятность безотказной работы равна

R(t)=1-F(t).

Плотность вероятности отказов

f(t)== dF(t)/dt

это вероятность того, что элемент откажет внутри временного интервала t-(t+dt).

Самой существенной для практики является интенсивность отказов-это изменение числа функционирующих элементов в единицу времени, отнесенному к исправным к этому моменту элементам

(t)=f(t)/R(t).

Средне время безотказной работы определяется средним сроком службы отдельных элементов партии при интегрирование от 0 до 

t= R (t)dt

Период нормальной эксплуатации-это период времени с постоянной интенсивностью отказов.

Среднее время между отказами:tср=1/.


Надежность приборов

Интенсивность отказов прибора, состоящего из К типов конструктивных элементов, равна пр=nkэк

Поэтому при проектировании выбирают элементы с наименьшей интенсивностью отказов и также нецелесообразно выбирать дорогостоящие элементы при небольшом их числе в приборе.

Производственная надежность

Производственная надежность - это отношение числа безупречно выполненных операций на настроенном оборудовании к общему числу выполненных операций.


Повышение надежности

Виды и причины отказов

Различают три вида отказов:

1. отказы, обусловленные скрытыми производственными дефектами;
   
2. отказы обусловленные случайными факторами;
   
3. отказы, обусловленные старением и износом .
   

Методы повышения надежности при проектировании

Повышение надежности можно обеспечить двумя путями:

1-посредством недогрузки элементов,

2-путем резервирования.

В первом случае срок службы возрастает из-за уменьшения срока старения Во втором случае - при резервировании создают избыточность функциональных элементов, заменяющих отказавший элемент.

Определение оптимальной рабочей точки

Функциональные блоки выходят из строя не только из-за производственных погрешностей -внезапных отказов, но также из-за совпадения многих факторов, влияющих на их функционирование. При проектировании прибора пытаются учесть это для достижения высокой степени надежности.




Напряжение питания

Рис. 1-2. График граничных испытаний


Для её оценки при эксплуатации представляют зависимость отдельных параметров друг от друга, при которых возникают отказы. С этой целью параметры не участвующие в исследовании устанавливают на номинальные значения, а варьируют лишь два параметра, например напряжение и температуру. Определяют множество комбинаций этих параметров, при которых прекращается функционирование изделия. При графическом представлении результатов получают график граничных значений (рис. 1.2). Внутри , области гарантируется функционирование блока, снаружи - отказ. Оптимальная точка параметров лежит в центре этой области.


2.11. КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЯ ПЛАТ

Контроль и испытание ПП пред­назначены для определения качества изготовленных изделий, под которым пони­мают степень их соответствия требованиям чертежа, технических условий, отрас­левых и государственных стандартов.

Они разделяются на: прие­мосдаточные, периодические и типовые.

Приемосдаточные испытания проводятся партиями не более 1000... 1200 шт., изготовленными по одной конструкторской и технологической документации, и включают:

1. стопроцентный контроль габаритных и установочных разме­ров, внешнего вида диэлектрического основания и проводящего рисунка на соответствие конструкторской документации, величины изгиба и скручивания, правильности монтажных соединений на отсутствие обрывов и коротких замыка­ний;
   
2. выборочную проверку (3% от партии, но не менее 3 шт.) сопротивления изоляции в нормальных климатических условиях при ручном контроле и стопро­центную проверку при автоматизированном;
   
3. выборочный контроль (1—2 платы от ежедневной выработки) толщины металлизации в отверстиях;
   
4. выборочную проверку (3% от партии, но не менее 3 шт.) паяемости контактных площадок и металлизированных отверстий, а также их устойчивости к перепайкам.
   

Периодические испытания ПП и МПП проводятся с целью подтверждения их эксплуатационных характеристик, правильности выполнения ТП и соответст­вия конструкторской документации не реже одного раза в шесть месяцев. Для контроля случайным образом выбираются платы, прошедшие приемосдаточные испытания в количестве: 5 плат при опытном и мелкосерийном производстве и 10 плат при серийном производстве.

В объем испытаний входят:

1. многократные изгибы ГПП и ГПК (ГПП должны выдерживать 5-кратный цикл изгибов радиусом 10±0,5 мм, а ГПК—150-кратный цикл изгибов радиусом 3±'0,5 мм на 90° в обе стороны от исходного положения);
   
2. перепайка (5—10) отверстий и (5—10) кон­тактных площадок, проверка паяемости (1—2 платы);
   
3. проверка омического со­противления металлизированных отверстий (3 шт.) и их устойчивости к кратко­временной токовой перегрузке;
   
4. проверка в нормальных климатических услови­ях целостности электрических цепей и сопротивления изоляции (но не менее чем на 5 парах проводников, в том числе цепей питания);
   
5. контроль внешнего вида, целостности соединений и сопротивления изоляции после воздействия климати­ческих факторов, устанавливаемых в зависимости от группы жесткости испыта­ний по соответствующему стандарту.
   

Типовые испытания проводятся для определения эффективности внесен­ных изменений в конструкцию и технологию ПП. Программа испытаний состав­ляется предприятием, изготавливающим ПП, и согласовывается с разработчиком.


4. МОНТАЖ УЗЛОВ

4-1. СБОРКА

4-1-2. Ручная сборка

4-1-2-1. Методы

Типы и размеры печатных плат, а также ассортимент ЭРЭ при ручной сборке не имеет ограничений, равно как и пространственное расположение компонентов на печатной плате. Однако расположение компонентов (удобство визу­ального контроля, расстояния, направление полярных ком­понентов), правильно выбранное конструктором в расчете на ручную сборку, позволяет увеличить скорость сборки.

При ручной сборке осуществляется постоянный визуальный контроль процесса сборки. Это позволяет, с одной сторо­ны, использовать относительно большую область допусков на размеры выводов и монтажных отверстий или контактных площадок, с другой стороны, делает возможным обнаруже­ние дефектов печатных плат или компонентов в процессе сборки.

Решающий недостаток ручной сборки по сравнению с ме­ханизированной заключается в большем времени сборки на один компонент и необходимости большего числа рабочих.

При ручной сборке без применения вспомогательных при­способлений значительную роль играет время обучения рабочего.

Это время при ручной сборке тем меньше, чем меньшее количество компонентов устанавливают рабочим на печатную плату. Поэтому при определении общего числа компонентов, устанавливаемых рабочими, находят компро­мисс между временем обучения и величиной партии.

Скорость работы может быть повышена при ручной сборке благодаря автоматической подаче интегральных микросхем и маркировке места установки. Технически это реализует­ся с помощью так называемого сборочного стола, который описан ниже. Время обучения для новой партии плат при этом чрезвычайно уменьшается. Благодаря предоставленной информации о месте установки, ориентации, об устанавли­ваемых компонентах процент сборочных ошибок уменьшает­ся, Уменьшение времени обучения, кроме того, позволяет одному рабочему производить сборку всей платы. При этом отпадает необходимость транспортировки плат, а, следо­вательно, упрощается вся организация производства.


4-1-2-2. Подготовка компонентов

Подготовка компонентов состоит в придании выводам формы, необходимой для сборки и контактирования. Чаще всего это процесс обрезки и гибки, после чего выводы приобретают форму, необходимую для фиксации на печатной плате.

Чтобы совсем упростить подготовку компонентов, их вы­водам придают нужную форму для сборки уже при изготов­лении. К таким компонентам относятся интегральные микросхемы с двухрядным расположением выводов, интеграль­ные микросхемы в плоских корпусах, многовыводные диоды и компоненты в призматическом корпусе. Однако ЭРЭ с ак­сиальными выводами, транзисторы, интегральные микросхе­мы в круглых корпусах и большое число конденсаторов должны подготавливать посредством резки и гибки.


4-1-2-3. Ручная сборка без вспомогательных приспособлений

Для подготовки информации при ручной сборке существу­ют различные методы. Наиболее часто применяемым методом является печатание со стороны сборки (с обратной сторо­ны) печатной платы условных обозначений элементов. При



Рис. 4-4. Сборочная маркировка (маркировка со стороны монтажа)


этом на стороне сборки печатной платы посредством шелкографии печатается обозначение, номер и затем направ­ление собираемого компонента (рис. 4-4). Кассеты для компонентов имеют такое же обозначение, так что ошибка в дальнейшем исключается.


4-1-2-4. Ручная сборка на сборочном столе

На сборочных столах обслуживающему персоналу с помощью соответ­ствующей программы выдается информация о том, какие компоненты, на какое место печатной платы должны быть установлены.

Основные методы индикации места сборки дают проекцию соответствующих символов на печатную плату, причем ин­формация, одновременно с этим символом, может содержать данные о направлении устанавливаемого компонента. Про­ектор располагают сверху или снизу на печатной плате. В первом случае проектируемый рисунок при сборке может быть закрыт. При проекции снизу условные обозначения на сборочной стороне печатной платы получаются нечеткими, так как происходит затемнение печатными проводниками и рассеяние света материалом диэлектрика,

Носителем информации о сборке является диапозитив.

Другие возможности маркировки позиций сборки состоят в применении координатных ламп. При этом каждая опреде­ленная координата в шаге 2,5 мм определяется парой ламп, которая включается в соответствии с программой управления. Для лучшего нахождения точки пересечения соединительных линий ламп, которая определяет место сборки, сверху проецируется координатная сетка на пе­чатную плату. Направление установки компонента может указываться при этом способе нечетко. Преимущество этого вида маркировки состоит в легком программировании позиционных ламп с помощью носителя данных.

Известны также устройства, в которых сборочные пози­ции указывают с помощью перемещающегося светового ука­зателя (проектора).

На рис. 4-5 представлен принцип вращающейся тарель­чатой кассеты. Недостаток кассет с тактовым управлением заключается в их жесткой запрограммированной последова­тельности, смена программы связана со сменой кассет.



На сборочном столе оператор укладывает печатную плату в приемное устройство, а в считыватель перфорированную ленту, относящуюся к этой печатной плате. При помощи клавиши вводятся данные блока информации для сборки компонентов. На основе этой информации загораются на краях печатной платы координатные лампы. Для лучшего нахождения точки пере­сечения координат одновременно на печатную плату проецируется коорди­натная сетка. Определенные компоненты для сборки маркируются с помощью лампы на соответствующей кассете. После полной сборки печатная плата передается на транспортер.


4-1-2-5. Фиксация компонентов

Для каждого типа компонентов существуют различные методы фиксации. На рис. 4-6 представлены некоторые возможные методы фиксации компонентов со штыревыми вы­водами




Рис 4-6. Методы фиксации компонентов со штыревыми выводами


Аксиальные выводы компонентов закрепляют расплющива­нием или гибкой с помощью вспомогательных инструментов, имеющихся в распоряжении. У компонентов с большим коли­чеством выводов по меньшей мере два вывода, проходящих через плату, загибают или расплющивают.

При конической форме вывода фиксация в монтажных отверстиях для легких компонентов (например, многовы­водных диодов) происходит благодаря приложению силы.

Интегральные микросхемы в пластмассовом корпусе со шты­ревыми выводами не требуют специальных мер для фикса­ции, если выводы изгибаются не точно под прямым углом, а, как в большинстве случаев, отклоняются от прямого угла на несколько градусов. Трение выводов о внутренние стенки достаточно для надежной фиксации.

Фиксация компонентов, выводы которых совмещаются с контактными площадками, особенно в плоском корпусе, за­труднена из-за невозможности закрепления выводов в от­верстии. Поэтому для интегральных микросхем в плоских корпусах применяется фиксация приклеиванием, причем благодаря выбору подходящего клея имеется возможность дальнейшего корректирования положения интегральной мик­росхемы.