Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Января 2015 в 11:25, курсовая работа
В ходе выполнения курсового проекта необходимо разработать комплект конструкторской документации для устройства «Регулятор температуры и влажности в погребе», а так же выполнить расчеты электрических параметров печатного проводника, расчет технологичности конструкции. Разработать чертежи: сборочный чертеж, чертеж печатной платы конструкции.
К=(0,9х0,187+1х0,187+0,142х0,
=0,682
Как видно из расчета, значение показателя технологичности разрабатываемой конструкции не ниже нормативного значения.
5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
5.1 Описание метода изготовления печатной платы
Субтрактивным методом изготавливаются ПП на фольгированном основании. В отличии от аддитивных методов в субтрактивном методе применяются фольгированный диэлектрик, на которых проводящий рисунок выполняется путем избирательного удаления фольги. Толщина гальванически осажденной меди составляет порядка - 35-50 мкм.
Преимущества субтрактивного метода:
Недостатки субтрактивного метода:
По способу получения печатных проводников субтрактивный метод делится на комбинированный позитивный и комбинированный негативный.
Комбинированный позитивный применятся при производстве ДПП, а также при изготовлении внутренних слоев МПП, выполненных методом попарного прессования. По своей сути комбинированные способы изготовления плат относятся к полуаддитивным. Как и при субтрактивном методе, для изготовления плат по полуаддитивной технологии используются фольгированные диэлектрики.
Комбинированный негативный выполняется с использованием сухого пленочного фоторезиста (СПФ). Процесс достаточно простой, применяется при изготовлении односторонних и двухсторонних ПП. Металлизация внутренних стенок отверстий не выполняется. Заготовка – фольгированный диэлектрик. Учитывая метод изготовления, проведем анализ и выбор применяемого оборудования, основных материалов и технологических изготовления печатной платы.
Учитывая метод изготовления, проведем анализ и выбор применяемого оборудования, основных материалов и технологических процессов изготовления печатной платы.
Входной контроль предназначен для проверки соответствия технологических и физико-химических свойств материала на основании ТУ. Проводятся испытания на пробивку отверстий, штамповку, наличие вздутий, расслоений. Диэлектрик должен быть монолитным по структуре и не иметь внутренних пузырей, раковин, посторонних включений, сколов, трещин и расслоений.
Заготовка ПП – материал основания ПП определенного размера, который подвергается обработке на всех производственных операциях. Способ получения заготовок зависит от типа производства. Для серийного применяется резка. При резке применим гильотинные ножницы. Заготовки сделаны из материала стеклотекстолит СТФ-2-35. Вначале производится резка фольгированного диэлектрика на полосы. Далее происходит нарезка полосы на отдельные заготовки. После резки производится контрольная операция - проверка размера заготовок.
Для их получения будем использовать метод сверления. Сверление базовых и технологических отверстий производят последовательно на настольно-сверлильных станках в пакете из нескольких заготовок, толщина которого не более 11 мм. В качестве инструмента применяются твердосплавные спиральные свёрла различной конструкции.
Получение монтажных и переходных отверстий сверлением. Сверление создает определенную микрошероховатость стенок отверстий, необходимую для качественной металлизации. Для сверления отверстий в стеклопластиках наилучшие результаты по стойкости дают сверла, изготовленные из твердых сплавов, например, типа ВК (смесь металлического кобальта и карбидов вольфрама). Наибольшее распространение получили четырехшпиндельные станки.
Перед химическим меднением поверхность диэлектрика надо тщательно подготовить механически, травлением в химическом растворе создать шероховатость, которая обеспечит при меднении адгезию покрытия к основе. Затем поверхность химически обезжирить в растворе: Тринатрийфосфат 30-40 г/л Натрий едкий 8-10 г/л Стекло натриевое жидкое 5-7 г/л Карбонат натрия 40-45 г/л в течение 3-5 минут при температуре 40-50ºС. Химико-гальваническое меднение проводится в растворе, содержащим олово двухлористое, хлорид палладия, медный купорос, калий-натрий тартрат, гидроксид натрия при температуре от 18оС до 25оС.
Осаждение химической меди осуществляется на поверхность, активированную палладием или другим активатором (оловянно-палладиевым, полимерным или углеродным).
Подготовка поверхностей заготовок под наслаивание пленочного фоторезиста с целью удаления заусенцев сверленых отверстий и наростов гальванической меди производится механической зачисткой абразивными кругами с последующей химической обработкой в растворе персульфата аммония или механической зачисткой водной пемзовой суспензией.
Фотохимический способ получения защитного рельефа:
- На поверхность заготовки ПП наносится фоторезист – фотополимерный материал, чувствительный к УФ-излучению;
- Устанавливается ФШ, реперные знаки (перекрестия) которого совмещаются под микроскопом с центрами фиксирующих (базовых) отверстий заготовки ПП;
- Производится экспонирование рисунка схемы через ФШ, в результате которого образуется скрытое изображение;
- Проявление изображения и задубливание рисунка, т.е. получение защитного рельефа (защитной фотомаски). Для получения защитного рельефа используется сухой пленочный резист (СПФ) толщиной 15…50 мкм.
Осаждение покрытия олово-свинец ведут в борфтористоводородном электролите следующего состава: 13-15 г/л Sn2+, 8-10 г/л Pb2+,
250-300 г/л HBF4, 20-30 г/л H3BO3, 3-5 г/л комплексных добавок. Аноды изготавливают из сплава, содержащего 61 % олова и 39 % свинца. Процесс осаждения ведут при температуре 205°С, плотности тока 1-2 А/дм2, скорость осаждения при этом составляет 1 мкм/мин.
Применяемый фоторезист необходимо удалить с помощью ацетона. После удаления фоторезиста плату необходимо промыть плату вначале в горячей воде (40 - 60˚С), а затем в холодной проточной воде (15 - 25˚С).
Травление меди является химическим процессом, при котором участки меди незащищенные резистом удаляются с поверхности диэлектрика. Процесс травления включает в себя предварительную очистку и само травление. Травление меди с пробельных мест происходит раствором хлорной меди при травлении, которым боковое подтравливание не превышает 3-6 мкм. После травления печатную плату необходимо промыть в холодной проточной воде, температура которой составляет 15-25˚С.
Паяльная маска – слой прочного материала, предназначенного для защиты проводников от попадания припоя и флюса при пайке, а также от перегрева. Маска закрывает проводники и оставляет открытыми контактные площадки и ножевые разъемы. Способ нанесения паяльной маски аналогичен нанесению фоторезиста. Паяльные маски наносятся на рельеф печатных проводников. Поэтому для наслаивания пленок вынуждены использовать, так называемые, вакуумные ламинаторы, в которых из пазух между печатными проводниками высасывается воздух и тем самым предотвращается образование пузырей. Для нанесения паяльной маски используем сухой пленочный фоторезист (СПФ).
При нанесении покрытия на участки проводящего рисунка, свободные от маски, применим лужение печатных проводников сплавом Розе (Температура плавления +94 °C) с выравниванием горячим воздухом. Состав сплава: олово 25 %, свинец 25 %, висмут 50 %.
Производится ультразвуковой промывка с применением промывочной жидкости DJAW-10. Температура отмывочной жидкости находится в интервале 40-55 ºС.
Производим получение крепежных отверстий и обработку по контуру с помощью сверлильно-фрезеровального станка.
Ультразвуковая очистка — способ очистки поверхности твёрдых тел в моющих жидкостях, при котором в жидкость тем или иным способом вводятся ультразвуковые колебания. Очистка происходит за счёт совместного действия разных нелинейных эффектов, возникающих в жидкости под действием мощных ультразвуковых колебаний. Для ультразвуковой очистки важен правильный подбор моющего раствора.
На этапе выходного контроля определяют следующие характеристики: диэлектрик должен быть монолитным по структуре и не иметь внутренних пузырей, раковин, посторонних включений, сколов, трещин и расслоений. Проводящий рисунок должен быть четким с ровными краями, без вздутий, отслоений, подтравливания, разрывов, темных пятен, следов инструмента и остатков технологических материалов.
5.2 Выбор технологического оборудования и технологических режимов изготовления печатной платы.
Учитывая метод изготовления печатной платы, проведем анализ и выбор применяемого оборудования.
В настоящее время для вычерчивания оригиналов и фотошаблонов применяют программные автоматические координатографы, для управления которыми используют файл из САПР ПП.
В графопостроителе чертежная головка и двухкоординатный стол с головкой перемещаются друг относительно друга по программе. Вычерчивание проводников происходит при непрерывном перемещении проектора над фотопленкой, остальные элементы топологии оригинала получают засвечиванием фотопленки вспышкой при неподвижном проекторе.
Машина LaserGraver и ПО представляют собой систему, обеспечивающую совместимость со всеми современными технологиями разработки печатных плат. Фотоплоттеры отличаются высоким качеством, точностью и разрешающей способностью.
Для контроля фотошаблонов применяют оптическую измерительную систему OPTEK VideoMic.
Многошпиндельные станки с ПУ обеспечивают высокое качество и точность обработки отверстий, что очень важно для их последующей металлизации. В настоящее время применяют следующие системы управления типа CNC: «Шмолл-12»; «Зиб энд Майер CNC 35,00”»; «Зиб энд Майер CNC 45.00”».
Для подготовки ПП применяют зачистные машины Wesero Universal 450-2 фирмы Wesero с двухсторонней зачисткой ПП, размером 450х450 мм.
Для химической и гальванической металлизации применяют модульные линии в однорядном и двухрядном исполнении системы DYNA-PLUS KOMPAKT 130, SCHERING, Германия (производительность системы при двухрядном исполнении составляет 4 и 6 м2/ч, максимально покрываемая площадь – 1100х950 и1700х950 мм).
Разработкой оборудования и материалов для фотохимических процессов занимается фирма Morton Int., фирма OCCLEPPO и др.
Нанесение сухой паяльной маски производят на ламинаторах. Например, марки DYNACHEN Soldier Mask фирмы Thiokol.
Для фрезерования ПП применяют универсальные сверлильно-фрезерные станки фирм Schmoll Maschinen GmbH, WESSEL, 672П и др.
В качестве инструмента при обработке прямоугольных ПП используют цилиндрические с пластинами из твердого сплава фрезы диаметром от 63 до 125 мм, прорезные и шлицевые из быстрорежущей стали диаметром от 80 до 160 мм, отрезные и дисковые фрезы шириной от 1 до 3 мм твердосплавные.
Маркировка печатной платы осуществляется краской ТНПФ – 53 с шириной линии 0,3 мм, шрифтом № 3.
Для ультразвуковой очистки применяют жидкость Zestron FA, устройство излучения — ультразвуковую ванну (Например, FinnSonic).
Для быстрого и качественного контроля точностных характеристик применяют установку рентгеновского контроля РПД-150
6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выполнение курсового проекта было проведено в соответствии с графиком. В процессе выполнения был сформирован комплект конструкторской документации, включающий в себя конструктивные особенности элементов схемы, конструктивно-технологические требования к проектированию чертежа печатной платы, чертежи, а так же некоторые расчеты.
Информация о работе Регулятор температуры и влажности в погребе