2.5 Обоснование выбора технологических материалов
Для осуществления пайки необходимы припои. Свойства двух видов припоев приведены в таблице 14.
Таблица 14 – Характеристики припоев
Марка припоя
|
ПОС-40
|
ПОС-61
|
ГОСТ
|
21931–76
|
21931–76
|
Хим. состав
|
Олово
|
39–41
|
59–61
|
Кадмий
|
-
|
-
|
Серебро Висмут
|
0.1
|
0.1
|
Свинец
|
остальное
|
Остальное
|
Физические
характеристики
|
Предельная прочность при растяжении, Па
|
3.8
|
4.3
|
t плавления
|
начальная
|
235
|
190
|
конечная
|
250
|
240
|
Плотность кг/м3
|
9300
|
8500
|
Стоимость 1 кг, руб
|
200
|
200
|
Выбранная марка припоя
|
ПОС-61
|
Выбираем припой ПОС-61, так как у него меньше температура плавления, больше прочность при растяжении и ниже содержание свинца.
Для качественной пайки необходимы флюсы. (предназначенные для удаления оксидной плёнки с поверхности соединяемых материалов). Свойство двух видов флюсов приведены в таблице 15.
Таблица 15 – Характеристики флюсов
Марка флюса
|
ФТС
|
ЛТИ-120
|
Температурный интервал флюсующей активности в С°
|
140–300
|
160–350
|
Влияние остатков флюса на сопротивление диэлектриков
|
снижает
|
Снижает
|
Стоимость 1 кг, руб
|
200
|
200
|
Коррозийное действие остатков флюса при испытании в камере влажности
|
На ОС
|
нет
|
Оказывает
|
На медь
|
слабое
|
Оказывает
|
На серебро
|
нет
|
Нет
|
На медь
|
нет
|
Оказывает
|
Выбранная марка
|
ФТС
|
Выбираем флюс ФТС, так как он оказывает слабое влияние на медь, а на другие металлы и вовсе не оказывает и имеет меньшую температуру флюсующей активности.
Для промывки печатных плат от остатков флюса применяют растворители. Свойства 2-х из них приведены в таблице 16.
Таблица 16 – Характеристики растворителей
Наименования растворителя
|
Спирт этиловый ректификационный
|
Ацетон технический
|
ГОСТ
|
ГОСТ 183.000–87
|
ГОСТ 2768–79
|
t кипения C°
|
78,4
|
56,2
|
Температура
С°
|
вспышка
|
13
|
18
|
воспламенения
|
404
|
500
|
Предел допустимой
Концентрации, мг/м3
|
1000
|
200
|
Пределы взрывоопасной концентрации
|
нижний
|
2.3
|
2.3
|
верхний
|
19
|
19
|
Стоимость 1 литра, руб
|
50
|
50
|
Выбранная марка раствора
|
Спирт этиловый
|
Выбираем этиловый спирт, так как допустимая концентрация его в воздухе значительно выше чем ацетона, температура кипения то же выше.
3. Расчётная часть. Проект
3.1 Расчёт надёжности изделия
Цель работы: определить количественные показатели изделия
Исходные данные
л – Средняя интенсивность отказов
б – поправочный коэффициент
Кн – Коэффициент нагрузки (равен 0.5–0.7, а для микросхем-1)
Определение групповой интенсивности отказов
Определяем значение групповой интенсивности отказов, пользуясь формулой:
бтр=nі*лₒi*бi [10]
где: n-число элементов группы
Результаты расчётов сведены в таблицу 17.
Таблица 17 – Характеристики надежности ЭРЭ.
Наименование
и тип элементов
|
n
|
лₒ(10^-6
1/час)
|
Кн
|
б
|
n*б* лₒ
|
Резистор С2–33–0.5
|
2
|
0.6
|
0.5
|
0.7
|
0.84
|
Резистор С2–33–0.125
|
1
|
0.6
|
0.5
|
0.7
|
0.42
|
Конденсатор К73–11
|
3
|
0.8
|
0.5
|
0.5
|
1.2
|
Транзистор КТ 940А
|
1
|
0.6
|
0.5
|
0.6
|
0.36
|
Тиристор КУ 202Н
|
1
|
3
|
0.5
|
0.6
|
1.8
|
Микросхема К561 ЛА 7
|
2
|
1
|
0.5
|
1
|
2
|
Микросхема К561 ИЕ11
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Диод КД522Б
|
8
|
2.4
|
1
|
0.7
|
13.44
|
Светодиод
|
1
|
3.4
|
1
|
0.6
|
2.04
|
Пайка
|
168
|
0.15
|
1
|
1
|
25.2
|
Определение интенсивности отказов всего изделия
Интенсивность отказов всего изделия определяется по формуле:
лиз=Кэ*ni*лi*бi [11]
где: Кэ- коэффициент учитывающий условия эксплуатации (для стационарной аппаратуры Кэ=2.7)
лиз= 2.7*(0.84+0.42+1.2+0.36+1.8+2+1+13.44+2.04+25.2)*10^-6=48.3*10^-6 (1/час)
Определение наработки до отказа
Наработка до отказа рассчитывается по формуле:
T= 1/лиз (час)= 1/48.3*10^-6= 20703.9 (час)
Определение вероятности безотказной работы
Определяется по формуле:
P(t)=e^-лизt [12]
значение tвыбираем 10,100,500 часов
P(t) 1=e^(-48.3*10^-6*10)= 0,997
P(t) 2=e^(-48.3*10^-6*100)=0,989
P(t) 3=e^(-48.3*10^-6*500)=0,945
3.2 Расчёт технологичности конструкции
Расчёт коэффициента технологичности
Коэффициент использования микросхем и микросборки рассчитывается по формуле:
Кис.мс= Нмс / Нэрэ [13]
где: Нмс – количество микросхем и микросборок= 1 шт.
Нэрэ-общее количество ЭРЭ в изделии= 23 шт.
Кис.мс=1/23=0.0434
Коэффициент повторяемости микросхем и микросборок рассчитывается по формуле:
Кпов.мс= 1 – (nмс / Нмс) [14]
где: nмс-количество типоразмеров корпусов и микросборок
Нмс-Общее количество микросхем и микросборок
Кпов.мс=1 – (1/1)=0
Коэффициент стандартизации рассчитывается по формуле:
Кпр=(n-nо)/n=18/18=1 [15]
где: n-общее количество типоразмеров составных частей
no-количество типоразмеров оригинальных составных частей
Коэффициент унификации рассчитывается по формуле:
Ку=(Н-n)/H=1 [16]
где: Н-общее число составных частей
Коэффициент механизации и автоматизации монтажа рассчитывается по формуле:
Кма=Нма/Н= 84/84=1 [17]
где: Нма - количество соединений выполняемых автоматически
Н – общее количество соединений в изделии
Коэффициент механизации и автоматизации установки ЭРЭ на печатную плату рассчитывается по формуле:
Каму=Нмуэрэ / Нэрэ=23/23=1 [18]
где: Нмуэрэ – количество эрэ в изделии, устанавливаемых механизированным или автоматизированным способом
Нэрэ – общее количество эрэ в изделии
Коэффициент применяемости типовых технологических процессов рассчитывается по формуле:
Ктп=(Дтп-Етп)/(Д-Е)= Nтп/N= 17/23=0,739 [19]
где: Дтп и Етп (Nтп) – количество деталий и сборочных единиц изготавливаемых по ТТП.
Д и Е(N) – общее количество деталей и узлов
Бальная оценка коэффициента
Бпок = 4 – ((Тн-Тф)/Т) [20]
где: Тн-нормативное значение коэффициента (см. таблицу 17)
Тф-фактическое значение коэффициента
Т – эквивалент одного балла (см. таблицу 18)
Таблица 18 – Величины нормативных значений коэффициентов и эквивалент одного балла
Коэффициент
|
Нормативное значение
|
Эквивалент одного балла
|
Фактическое значение
|
1. коэффициент использования микросхем и микросборок
|
0.75
|
0.18
|
0.0526
|
2. Коэффициент повторяемости микросхем и микросборок
|
0.95
|
0.02
|
0
|
3. Коэффициент стандартизации изделия
|
0.15
|
0.05
|
1
|
4. Коэффициент унификации изделия
|
0.45
|
0.12
|
1
|
5. Коэффициент автоматизации и механизации монтажа
|
0.87
|
0.2
|
1
|
6. Коэффициент автоматизации и механизации установки
|
0.8
|
0.3
|
1
|
7. Коэффициент применяемости ТТП
|
0.6
|
0.15
|
0.894
|
Бпок1=4 – ((0,75–0.0526)/0.18)=0.13
Бпок2=4 – ((0,95–0)/0.02)=-43,5 принимаем = 0 баллам
Бпок3=4 – ((0,15–0,95)/0.05)=20 принимаем=5 баллам
Бпок4=4 – ((0,45–1)/0.12)= 8,6 принимаем=5 баллам
Бпок5=4 – ((0,87–1)/0,2)=4,65
Бпок6=4 – ((0,8–1)/0.3)=4,67
Бпок7=4 – ((0,6–0,894)/0.15)=5,96 принимаем= 5 баллам
Средний балльный показатель:
Бср=Бпок/N= (0.13+0+5+5+4.65+4,67+5)/7= 3,5 [21]
где: Бпок-коэффициент, участвующий в оценке изделия
N-число коэффициентов участвующих в оценки, в том числе и нули.
По расчётам получилась удовлетворительная технологичность.
3.3 Расчёт элементов печатного монтажа
Расчёт наименьшего номинального диаметраD контактной площадки
Наибольший номинальный диаметр Dконтактной площадки рассчитывается по формуле:
D=(d+dв.о)+2b+tв.о+2dт.р+(Td^2+TD^2+tпо^2)^(1/2) [22]
где: dв.о – верхнее предельное отклонение диаметра отверстия, 0.13
tв.о – значение подтравливания диэлектрика в отверстии, равное 0.3, для МПП, ОПП, ДПП и ГПК – 0.
tпо= нижнее предельное отклонение диаметра контактной площадки, 0,18
d-наибольший диаметр металлизированного отверстия, 1,3
b – гарантийный поясок, 0,2
D=1,43+0,4+0,3+0,18+0,6+(0,15^2+0.05^2+0.1^2)^(1/2)=2.21 мм
Расчёт наименьшего номинального расстояния для прокладки проводников
Наименьшее номинальное расстояние L для прокладки n-го количества проводников рассчитывается по формуле:
L=(D1+D2)/2+t*n+s*(n+1)+TL=(2,1+2,1)/2+0,5*0,25+0,25*(1+1)+0,05=2,85 мм
где: D1 и D2= 2.21 мм, диаметр контактных площадок
n-количество проводников
t-0,5 мм, ширина печатного проводника
s-0,25 мм, расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка
TL-0.05 мм, позиционный допуск расположения печатного проводника
L<5
результаты не превышают действительного значения следовательно между отверстиями можно проложить проводник. Из чего следует, что класс точности выбран, верно, и все расчёты произведены точно.
Заключение
Разработанная конструкция и технологический процесс сенсорного выключателя удовлетворяет требованиям технического задания. Применение автоматизации и механизации производства изделия, позволило привлечь к работе минимально количество персонала, для выполнения основных работ.
В результате расчётов, выяснено, что разработанное изделие имеет хорошую надёжность и удовлетворительную технологичность конструкции.
Расчёт надёжности показал, что наработка до отказа составляет 20703.9 часов
Разработка технологического процесса выполнена на основании типовых технологических процессов с учётом реальных возможностей производства.
Усовершенствовать технологию сборки можно за счёт применения более современного высокопроизводительного оборудования.
печатный вольтметр плата ток
Список используемой литературы
-
Краткий справочник конструктора РЭА/ под редакцией Р.Г. Варламова – М: Советское радио 1973 Г.
-
Г.Д. Фумкин, Расчёт и конструирование – М: высшая школа 1985 г.
-
В.И. Блаут – Блачева Технология производства радиоаппаратуры. – М: Энергия 1972 г.
-
Методическое пособие по выполнению курсового проекта. НРТК. 2005 г.
-
ОСТ4.054.267Аппаратура радиоэлектронная. Сборочно – монтажное производство пайка ЭРЭ на печатных платах.
-
ОСТ4.054.265 Аппаратура радио электронная сборочно-монтажное производство, Установка ЭРЭ на печатной плате.
-
ОСТ4.010.030–81 Установка навесных элементов на печатных платах.
-
ГОСТ2.105–95 ЕСКД Общие требования к текстовым документам.
-
ГОСТ23.751–86 Платы печатные. Основные параметры конструкции.
-
ОСТ4.010.022–85 Плата печатная. Метод расчета.
-
Журнал Радио №1, 2010 г.
Поделитесь с Вашими друзьями: | 
