Часы на газоразрядных индикаторах

        tно = 0,05мм,

t = 2*0,25+0,05=0,55(мм)

Ширина проводника составила: t.=0,55мм,

Определяем номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка

S = 2Sмд+ tво , (16)

где  Sмд – минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка, Sмд = 0,25мм;

        tво – верхнее предельное отклонение ширины проводника,

S = 2*0,25+0,05=0,55(мм)

Таким образом мы рассчитали все элементы рисунка печатной платы.

 

4 Конструкторско-технологический раздел

4.1 Технология изготовления печатной платы

 

Часы выполнен на четырёх печатных платах.

Печатные платы для устройства имеют не большую толщину печатных проводников, небольшие расстояния между соседними контактными площадками. Каждая плата выполнении на одностороннем стеклотекстолите. Ниже приведена методика изготовления печатной платы.

Сверление.

При сверлении отверстий необходимо использовать сверла с диаметром от 0,7 до 1,2 мм и вертикальный станок – движение сверху вниз самое оптимальное с точки зрения нагрузки на инструмент.

Формирование фотошаблона.

Необходимый фотошаблон формируется с помощью компьютерных программ семейства PCAD или пригодных для этой цели графических пакетов.

Фотошаблон должен быть распечатан таким образом, чтобы при экспонировании сторона, на которую наносятся чернила, была повернута к поверхности ПП, для обеспечения минимального зазора между изображением и ПП.

Материалом фотошаблона является калька плотностью 120 грамм на кв. метр. Калька обладает хорошей проницаемостью для ультрафиолетового излучения и по способности удерживать чернила близка к чертежной пленке, а по свойствам не искажаться при нагреве.

Устройство вывода - лазерный принтер легко обеспечивает наилучшее разрешение, доступен и быстр. Используемый принтер должен иметь разрешение не менее 600dpi для всех ПП. Принтер производит хорошие черные отпечатки без вкраплений тонера.

Экспонирование.

Плату, покрытую фоторезистом, необходимо подвергнуть облучению ультрафиолетовым излучением через фотошаблон, используя УФ-установку.

Для проведения экспонирования ПП необходимо повернуть фотошаблон печатной стороной вверх на стекле установки, удалить защитную пленку и положить ПП чувствительной стороной вниз поверх фотошаблона. ПП должна быть прижата к стеклу, чтобы получить минимальный зазор для лучшего разрешения.

После облучения ПП видно изображение топологии на пленке фоторезиста.

Проявление.

В качестве проявителя используется раствор, произведенный на основе эфира кремневой кислоты, который продается в виде жидкого концентрата. Его химический состав - Na2SiO3*5H2O4. В нем очень трудно передержать ПП и он почти не изменяет своих свойств при перепадах температур. Этот раствор также имеет очень большой срок хранения, и его концентрация сохраняется постоянной не менее двух лет. Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит увеличить его концентрацию для уменьшения времени проявления ПП.

Можно контролировать процесс проявки погружением ПП в хлорид железа на очень короткое время - медь тотчас же потускнеет, при этом можно различить форму линий изображения. Если остаются блестящие участки или промежутки между линиями расплывчаты, плату необходимо промыть и подержать в проявочном растворе еще несколько секунд. На поверхности недодержанной ПП может остаться тонкий слой резиста, не удаленный растворителем. Чтобы удалить остатки пленки нужно мягко протереть ПП бумажным полотенцем, шероховатость которого достаточна, чтобы удалить фоторезист без повреждения проводников.

Можно использовать либо фотолитографическую проявочную ванну, либо вертикальный бак для проявки - ванна удобна тем, что она позволяет контролировать процесс проявки, не вынимая ПП из раствора. Не понадобятся нагреваемые ванны или баки, если температура раствора будет поддерживаться не меньше 15 градусов.

Травление.

В качестве травителя используется хлорид железа. Это очень вредное вещество, но его легко получать и оно намного дешевле, чем большинство аналогов. Хлорид железа травит любой металл, включая нержавеющие стали. Испарение раствора обычно происходит не очень интенсивно, но когда ванны или бак не используются, их лучше накрывать.

Чтобы увеличить скорость процесса можно использовать нагреваемые емкости для травления. Со свежим горячим FeCl ПП будут полностью вытравливаться за 5 минут при температуре раствора 30-50 градусов. При этом получается лучшее качество края и более равномерная ширина линий изображения. Вместо использования ванн с подогревом можно поместить травильный поддон в емкость большего размера, наполненную горячей водой.

Лужение.

Нанесения олова на поверхность ПП проводится для облегчения пайки. Операция металлизации состоит в осаждении тонкого слоя олова (не более 2 мкм) на поверхности меди.

Подготовка поверхности ПП является очень важной стадией перед началом металлизации. Прежде всего необходимо снять остатки фоторезиста, для чего можно использовать специальные очищающие растворы. Наиболее распространённый раствор для снятия резиста - трёхпроцентный раствор KOH или NaOH, нагретый до 40 - 50 градусов. Плату погружают в этот раствор, и фоторезист через некоторое время отслаивается от медной поверхности. Процедив, раствор можно использовать повторно.

Нельзя касаться поверхности платы пальцами после очистки. В процессе пайки олово может смачиваться расплавом припоя. Паять лучше мягкими припоями с бескислотными флюсами. Следует обратить внимание, что если между технологическими операциями существует некоторый промежуток времени, то плату необходимо декапировать, чтобы удалить образовавшийся окисел меди: 2-3с в 5% растворе соляной кислоты с последующей промывкой в проточной воде. Достаточно просто осуществлять химическое лужение, для этого плату опускают в водный раствор, содержащий хлорное олово. Выделение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в такое раствор соли олова, в которой потенциал меди более электроотрицателен, чем материал покрытия.

 

4.2Описание конструкция изделия

 

Конструкция часов с газоразрядными индикаторами ИН-8  представляет собой короб, склеенный из оргстекла (Рисунок 10). Платы устанавливаются в корпус горизонтально. Индикаторы выступают над верхней крышкой. На задней стенке прибора находится разъем, к которому с внешней стороны подключается питание 9В и на верхней крышке находятся кнопки управления.

 

 

4.3 Выбор и обоснование измерительной аппаратуры

 

Осциллограф типа С1-78, или подобный.

Параметры.

Количество лучей(каналов) ЭЛТ: Однолучевой

Диапазон измеряемых напряжений: 15 мВ – 300 В

Диапазон измеряемых интервалов времени: 0,04 мкс – 5 сек

Полоса пропускания:  0 – 35 Мгц

Погрешность измерения амплитуды сигнала: Не более 5 %

Погрешность измерения интервалов времени: Не более 5 %

Чувствительность канала: 5 мВ/дел–5 В/дел

 

Универсальный вольтметр типа В7-27.

Основные технические характеристики прибора В7-27А:

Напряжение постоянного тока: 100 мкВ-1000 В.

Напряжение переменного тока: 300 мкВ-300 В в диапазоне часто 20 Гц-100 кГц.

Сопротивление постоянному току: 0,001 Ом-10 МОм.

 

4.4 Порядок настройки и регулировки изделия

Наладку часов следует начинать с проверки на обрыв всех без исключения соединительных проводников печатной платы, затем проверить на отсутствие замыкания соседних на печатной плате соединительных проводников. Сразу же после подачи питания на часы проконтролируйте ток потребления по напряжению +9В, +5В и +200В. Он не должен превышать 250 мА. Затем измерьте частоту сигналов на выводе 14 микросхемы К176ИЕ12 она должна быть равна 32768 Гц, на выводах 1, 2, 3 и 15 равна 128 Гц, на выводе 6 – 2 Гц, на выводе 4 – 1 Гц, на выводе 11 – 1024 Гц. При безошибочном монтаже, исправных деталях и отсутствии ошибок в программе окончательное налаживание прибора заключается в точной настройке времени.

 

5 Охрана труда

5.1 Основные положения

 

5.1.1 К самостоятельному выполнению радиомонтажных работ допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие теоретическую и практическую подготовку, прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте и усвоившие методы и приемы работы.

К сборочно–монтажным работам допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование и не имеющие противопоказаний.

Выполняется только та работа, которая поручена мастером участка или непосредственным руководителем.

К работе приступают при наличии на рабочем месте предварительно изученной технологической документации, необходимой для выполнения поставленной работы.

Работа производится только на исправном оборудовании, используя исправное инструментами только по их назначению.

 При работе нельзя касаться находящихся в движении частей механизмов, неисправных и неизолированных электропроводов и токоведущих частей оборудования.

Находящиеся под напряжением токоведущие части электрооборудования должны быть заземлены.

При обнаружении неисправности блока питания паяльника, микроскопа, электропроводки работа должна быть прекращена и сообщено мастеру, до устранения неисправности к работе не приступают.

Необходимо соблюдать правила личной гигиены: принимать пищу в помещениях, предназначенных для этого (столовая, буфет), хранить спецодежду и личную одежду в установочных местах (индивидуальных шкафах), так как при выполнении  работ используются припои оловянисто – свинцовые, при работе с которыми выделяются вредные пары неорганических соединений свинца, которые, попадая в организм, могут вызвать нарушение функций почек.

Без производственной необходимости не следует находится в других цехах и участках.

Необходимо соблюдать правила передвижения в цехах и на территории предприятия, не перелазать и не переходить через конвейеры, ограждения, тару, отходы производства. При движении транспорта и перемещении грузов отходить в сторону и с пути их движения; не проходить и не стоять под поднятым грузом или стрелой грузоподъемного устройства.

Заметив нарушение инструкции кем – либо, не оставайтесь к этому безучастным, а предупредите о необходимости правил техники безопасности.

Не следует находиться в рабочей одежде в помещении по приему пищи, столовой, буфете, за приделами участка.

Рабочая одежда меняется и сдается в стирку не реже одного раза в неделю.

В случае заболевании или получения даже незначительной травмы, прекратить работу, лично или через товарища сообщите об этом мастеру и обратитесь к здравпункт. Оказать первую медицинскую помощь пострадавшему.

 

5.1.2 Специальные требования.

 

Перед началом работы.

Надеть хлопчатобумажный халат ГОСТ 12.4.131 – 83, ГОСТ 12.4.132 – 83, шапочку, так, чтобы спецодежда не стесняла движения и не имела развивающихся и свивающихся концов, и тапочки.

Внимательно осмотреть рабочее место и привести его в порядок:

вытрите влажной тряпкой с мыльным раствором;

уберите все лишние и мешающие работе предметы;

проверьте целостность изолированных ручек на инструменте, отвертках, иглодержателях;

инструмент, приспособления, нагревательные столики расположить в порядке, обеспечивающем безопасность работы и удобства использования им;

установить сиденье в положение, удобное для работы, чтобы при выполнении рабочих операций не приходилось делать лишний движений руками и корпусом тела.

Проверить визуально заземление микроскопа, блока питания, паяльника, одеть заземляющий браслет и положить заземляющую пластину.

Включите местную вытяжную вентиляцию и убедитесь в ее действии. Скорость воздуха на рабочем месте пайки должна быть не менее 0,6 м/с.

Во время работы.

Поддерживать на рабочем месте чистоту и порядок.

Паяльные работы в блоках, стойках, шкафах и других изделиях производить, убедившись в полном снятии с них напряжения.

При отсутствии приспособления для механической подачи припоя пользоваться пинцетом.

Во избежание ожогов при паяльных работах, флюс наносится слоем, лишний припой с жала паяльника не стряхивается, а удаляется специально предназначенными для этого салфетками.

Припаиваемый провод придерживается пинцетом.

Во избежание отравления токсичными газами и парами, выделяющимися при зачистке концов проводов методом обжига, а также при пайке, маркировке и склеивании, работу производится только при включенной местной вентиляции.

Паяльник в перерывах между пайкой держится на металлической подставке или специально оборудованном для него месте, в зоне действия вытяжной вентиляции.

При работе с режущими инструментами (ножницами, монтажным ножом, скальпелем) следить за положением острых частей, чтобы в случае срыва инструмента не нанести телесных повреждений.

При пользовании боковыми кусачками, провода откусываются от себя во избежание травмы.

При выполнении работ пользуются только тем инструментом, который предусмотрен тех процессом для выполнения данной операции.

При затруднительном снятии трубок, деталей, протаскивания проводов и т.д. пользуются инструментом с приложением усилия от себя во избежание ранение частей тела применяемым инструментом.