Обоснование исполнения печатного узла 18


Разработка мероприятий по защите компонентов и узлов от воздействия статического электричества на этапе сборки и настройки аппаратуры



страница5/5
Дата01.12.2017
Размер0.65 Mb.
ТипДиплом
1   2   3   4   5

5. Разработка мероприятий по защите компонентов и узлов от воздействия статического электричества на этапе сборки и настройки аппаратуры

При работе с ИМС необходимо учитывать возможность выхода их из строя от воздействия электростатического заряда, который возникает на поверхности диэлектрика при электризации. В частности, электростатические заряды образуются на теле человека при трении об одежду: ходьбе по линолеуму и т.п. Заряд может достигать такого значения, при котором интегральная схема может быть повреждена либо полностью выйти из строя. Характерными признаками повреждения приборов при воздействии статического электричества являются: аномальные утечки токов; уход параметров от нормы ТУ; короткое замыкание; пробой р-п переходов; выгорание металлизации; перегорание внутренних выводов и др.

Часто воздействие статического электричества приводит к появлению скрытых дефектов в микросхемах, которые проявляются со временем и приводят к ухудшению электрических параметров.
Для ослабления электризации применяются физические и химические методы.

Физические методы предусматривают обеспечение заземления всех металлических и электропроводящих неметаллических частей технологического, испытательного и измерительного оборудования. Непрерывный отвод зарядов статического электричества с тела человека обеспечивается использованием антистатических браслетов, подключенных к заземленной шине через резистор сопротивлением 1 МОм гибким изолированным проводом. Кроме того, поверхность стола, на котором производятся работы, должна быть покрыта металлическим листом, который также заземлен через резистор сопротивлением 1 МОм. Лист изготавливается из нержавеющей стали или латуни. Оборудование, оснастка и инструмент, необходимые для работы с ИМС, не имеющие цепей питания от сети, должны подключаться к заземляющему зажиму через резистор сопротивлением 1 МОм или находиться на металлическом листе. Кроме всего прочего, лицам, производящим сборку и настройку ЭА, рекомендуется надевать одежду из малоэлектризующихся материалов (например, халаты из хлопчатобумажной ткани, обувь на кожаной подошве и др.); не рекомендуется одежда из шелка, капрона, нейлона и других подобных материалов.

К химическим методам снижения электризации относятся методы, предусматривающие использование электропроводящих пленок, эмалей, красок, лаков для повышения проводимости диэлектрических покрытий полов, столов, частей оборудования и приспособлений. Пленки наносят разбрызгиванием, распылением или испарением металла в вакууме.

Также для снижения удельного поверхностного сопротивления диэлектриков (на 3-5 порядков) рекомендуется наносить на их поверхность антистатические вещества типа "Антистатик" с поверхностно-активными свойствами.




6. Выбор и обоснование технологического процесса пайки при сборке печатного узла
В качестве технологического процесса пайки выберем пайку волной припоя. Пайка волной припоя появилась около 30 лет назад и в настоящее время достаточно хорошо освоена. Предпочтение этому виду пайки отдается при сборке печатных плат с компонентами, монтируемыми в отверстия.
Краткое описание процесса пайки: платы, установленные на транспортере, подвергаются предварительному нагреву, исключающему тепловой удар на этапе пайки. Затем плата проходит над волной припоя. Сама волна, ее форма и динамические характеристики являются наиболее важными параметрами оборудования для пайки. С помощью сопла можно менять форму волны; в прежних конструкциях установок для пайки применялись симметричные волны. В настоящее время каждый производитель использует свою собственную форму волны (в виде греческой буквы "омега", Z-образную, Т-образную и др.). Направление и скорость движения потока припоя, достигающего платы, также могут варьироваться, но они должны быть одинаковы по всей ширине волны. Угол наклона транспортера для плат тоже регулируется. Некоторые установки для пайки оборудуются дешунтирующим воздушным ножом, который обеспечивает уменьшение количества перемычек припоя. Нож располагается сразу же за участком прохождения волны припоя и включается в работу, когда припой находится еще в расплавленном состоянии на коммутационной плате. Узкий поток нагретого воздуха, движущийся с высокой скоростью, уносит с собой излишки припоя, тем самым разрушая перемычки и способствуя удалению остатков припоя.
7. Охрана труда.

7.1. Защита ПК от электромагнитных воздействий
Опасное воздействие на работающих могут оказывать электромагнитные поля радиочастот (60 кГц-300 ГГц) и электрические поля промышленной частоты (50 Гц). Источником электрических полей промышленной частоты являются токоведущие части действующих электроустановок (линии электропередач, индукторы, конденсаторы термических установок, фидерные линии, генераторы, трансформаторы, электромагниты, соленоиды, импульсные установки полупериодного или конденсаторного типа, литые и металлокерамические магниты и др.). Длительное воздействие электрического поля на организм человека может вызвать нарушение функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Это выражается в повышенной утомляемости, снижении качества выполнения рабочих операций, болях в области сердца, изменении кровяного давления и пульса.

Основными видами средств коллективной защиты от воздействия электрического поля токов промышленной частоты являются экранирующие устройства - составная часть электрической установки, предназначенная для защиты персонала в открытых распределительных устройствах и на воздушных линиях электропередач. Экранирующее устройство необходимо при осмотре оборудования и при оперативном переключении, наблюдении за производством работ. Конструктивно экранирующие устройства оформляются в виде козырьков, навесов или перегородок из металлических канатов, прутков, сеток. Переносные экраны также используются при работах по обслуживанию электроустановок в виде съемных козырьков, навесов, перегородок, палаток и щитов. Экранирующие устройства должны иметь антикоррозионное покрытие и заземлены.


Источником электромагнитных полей радиочастот являются:

  • в диапазоне 60 кГц - 3 МГц - неэкранированные элементы оборудования для индукционной обработки металла(закалка, отжиг, плавка, пайка, сварка и т.д.) и других материалов, а также оборудования и приборов, применяемых в радиосвязи и радиовещании;

  • в диапазоне 3 МГц - 300 МГц -неэкранированные элементы оборудования и приборов, применяемых в радиосвязи, радиовещании, телевидении, медицине, а также оборудования для нагрева диэлектриков (сварка пластикатов, нагрев пластмасс, склейка деревянных изделий и др.);

  • в диапазоне 300 МГц - 300 ГГц -неэкранированные элементы оборудования и приборов, применяемых в радиолокации, радиоастрономии, радиоспектроскопии, физиотерапии и т.п.

Защита персонала от воздействия радиоволн применяется при всех видах работ, если условия работы не удовлетворяют требованиям норм. Эта защита осуществляется следующими способами и средствами:



  • согласованных нагрузок и поглотителей мощности, снижающих напряженность и плотность поля потока энергии электромагнитных волн;

  • экранированием рабочего места и источника излучения;

  • рациональным размещением оборудования в рабочем помещении;

  • подбором рациональных режимов работы оборудования и режима труда персонала;

  • применением средств предупредительной защиты.

Эффективным средством защиты от воздействия электромагнитных излучений является экранирование источников излучения и рабочего места с помощью экранов, поглощающих или отражающих электромагнитную энергию. Выбор конструкции экранов зависит от характера технологического процесса, мощности источника, диапазона волн.

Отражающие экраны используют в основном для защиты от паразитных излучений (утечки из цепей в линиях передачи СВЧ-волн, из катодных выводов магнетронов и других), а также в тех случаях, когда электромагнитная энергия не является помехой для работы генераторной установки или радиолокационной станции. В остальных случаях, как правило, применяются поглощающие экраны.

Защита персонала от переоблучения может быть достигнута за счет размещения генераторов ВЧ, УВЧ и СВЧ, а также радиопередатчиков в специально предназначенных помещениях.

Допустимые уровни воздействия на работников и требования к проведению контроля на рабочих местах для электрических полей промышленной частоты изложены в ГОСТ 12.1.002-84, а для электромагнитных полей радиочастот - в ГОСТ 12.1.006-84.


8. Экологическая часть.

8.1. Переход на бессвинцовую пайку

Существуют две основные проблемы, из-за которых необходим переход к бессвинцовой технологии. Первая проблема заключается в том, что свинец вреден для здоровья человека. Попадая в организм человека через дыхательные пути или пищевод свинц накапливается в желудочно-кишечном тракте, который оказывает вредные воздействия на центральную нервную и сердечно-сосудистой системы человека. Кроме того, свинец оказывает влияние на репродуктивную функцию человека. Максимальное значение концентрации свинца в крови составляет 130 мг / л.

Основные потребители свинца военная и автомобильная промышленности. В электронной промышленности удельный вес свинца является относительно небольшим и составляет 0,5 ... 7%, по данным различных источников. Но в связи с быстрым ростом отходов электронных систем, в основном бытовых, проблема избавления от свинца становится более выраженной. Чтобы выбрать альтернативу свинцовый припой следует руководствоваться весом материалов.
• Кадмий vysokotoksichen - не должно применяться;

• Сурьма vysokotoksichna и их не следует рассматривать в качестве основного металлических сплавов;

• Медь и сплавы серебра beccvintsovyh используется в низких дозах;

• цинк и олово являются основными элементами, которые предназначены для использования в покрытиях упаковки пищевых продуктов, но становятся токсичными в больших дозах в рационе;

• Висмут безвреден металл, используемый в медицине.
Вторая проблема заключается в том, что есть большие тепловые нагрузки на компоненты, и вам нужно ужесточение требований для блоков пайки. В автомобильной промышленности, чтобы уменьшить количество проводов и, следовательно, снижение затрат и электронных схем в большинстве случаев находится в моторном отсеке, температура которого может превышать 150 ° С. Механические характеристики Sn6xPb3x припои при циклических тепловых нагрузок теряют свои свойства при температуре 125 ° С и более высокие температуры приводят к пластической деформации, перекристаллизацией и увеличению диффузии внутри зерна пайки. Обычные Sn620/Pb360/Ag2 припоем (с температурой плавления 179 ° С) и Sn63/Pb37 (183 ° С) характеризуется достаточно хорошей стабильностью свойств и микроструктуры, и, следовательно, надежности паяных соединений при рабочей температуре до 150 ° C выше. Но механическую стабильность паяных соединений ухудшается с приближением рабочей температуры до точки плавления и термических циклов при высоких температурах, поэтому вероятность повреждения сплава Sn / Pb очень высока, и прочностных характеристик Sn6xPgb3x ухудшаться уже при 125 ° С. Температуры выше может привести к пластической деформации диффузии, рекристаллизации и роста зерна внутри узла пайки. Одним из перспективных альтернативных является сплавом Sn / Ag / Cu. Этот сплав рекомендуется Евро-британским консорциум по исследованию перспективных материалов (Eurocvmspean Brite-Euram Consdvbxortia) как лучший припой для электронной промышленности. Системный анализ сплавов Sn / Ag / X показал, что более устойчивы к образованию трещин при термических нагрузках и, скорее всего, замена системы Sn / Pb припой Sn/4Ag/0, 5Cu. Существуют и другие сплавы, используемые в промышленности в качестве замены сплавов Sn / Pb.
Есть пять основных групп бессвинцовых припоев.

Sn / Cu. Для пайки печатных плат волной припоя первоначально создан медьсодержащих эвтектического припоя. Недостатком этого типа имеет высокую температуру плавления и худшие механические свойства по сравнению с другими бессвинцовыми припоями.

Sn / Ag. Припои используются в качестве бессвинцовых припоев в течение многих лет. Эти сплавы обладают хорошими механическими свойствами и припаивают лучше, чем медьсодержащих сплавов. Они также являются эвтектическими имеющих температуру плавления 221 ° С. Сравнительные тесты с использованием этого припой для пайки и припой, содержащий обычный свинец, при пайке надежности значительным преимуществом шоу свинец.

Sn / Ag / Cu. Сплава олова, серебра и меди в три-эвтектического припоя. Он был использован задолго до того, припой, содержащий серебро. Преимущество этого типа является низкой температурой плавления (217 ° C). Соотношение компонентов в припое, есть еще предмет постоянных дискуссий. Припой состава 95,5% Sn +3,8% +0,7% Ag Cu рекомендуется для Brite-Eurczsam проекта (Европейский Researrtych в Advandghced Materignnals). Этот проект показал, что этот тип припоя имеет лучшую spaivaemostyu и надежностью, чем бессвинцовые припои, содержащие серебро и медь. Добавление сурьмы (0,5% Sb) разрешается изменять этот тип припоя для пайки волной припоя. Этот тип припоя используется в промышленности, наряду с серебром. Домашние этого или любого другого типа уделяется ищет по экономическим причинам и производственного оборудования.

Sn / Ag / Bi (Cu) (Ge). Низкая температура плавления сплава многократно увеличивает надежность припоя. Температура плавления этого типа в различных припоем металла составы соотношении в диапазоне 200 ... 210 ° С. Matsusertyhita компания подтвердила, что этот тип припоя имеет лучшую spaivaemostyu бессвинцовых припоев. Добавление Cu и / или Ge повышает прочность паяного соединения и, кроме того смачиваемость припоем пайки поверхностей. Славные традиции этот тип припоя для формирования паяных перемычек по отношению к другим бессвинцовым припоям может быть уменьшена путем добавления других примесей.

Sn / Zn / БИ. Этот тип припоя имеет температуру плавления, близкой к эвтектических припоев, содержащих свинец, но присутствие цинка приводит к многочисленным проблемам, связанным с их химической активностью: минимальное время хранения пасты, необходимость активных потоков, чрезмерное окисление и шлака , потенциальные проблемы коррозии в сборке. Используя этот тип припоя для пайки в атмосфере защитного газа.



9. Экономическая часть.

9.1. Расчет себестоимости продукции

В таблице 5.1 приведен расчет себестоимости составных компонентов устройства.

Таблица 5.1



Наименование

Цена, руб.

Кол-во

Сумма, руб.

НС- 49S – 14 745 кГц

19.64

1

19.64

Тант. ЧИП – 16V - 100 мкФ

3.07

1

3.07

Y5V, 0805, 0,1 мкФ, 20%

2.91

23

66.93

Тант. ЧИП – 6,3V - 68 мкФ

2.44

3

7.32

NPO, 0805, 10 пФ, 5%

0.14

2

0.80

MAX5035AASA

67.74

1

67.74

ADM6321AW31ARJ

36.12

1

36.12

ATXmega128 – AU

263.1

1

263.1

FT232R

91.84

1

91.84

MAX3078EESA

18.52

6

111.12

MAX3480AEPI

64.8

1

64.8

74LVC04AD

8

1

8

Светодиод КВ – 170R

13.50

2

27

Дроссель SDR0805 - 100 мкГн+20%

13.6

1

13.6

К10-17б(Н90)-0,1 мкФ

1

1

1

0805, 0,125 Вт, 1 MОм + 5 %

0.03

1

0.03

0805, 0,125 Вт, 274 кОм + 5 %

0.027

1

0.027

0805, 0,125 Вт, 4.7 кОм + 5 %

0.026

1

0.026

0805, 0,125 Вт, 10 кОм + 5 %

0.026

2

0.052

0805, 0,125 Вт, 470 Ом + 5 %

0.026

12

0.312

0805, 0,125 Вт, 120 Ом + 5 %

0.026

6

0.156

0805, 0,125 Вт, 270 Ом + 5 %

0.026

2

0.052

0805, 0,125 Вт, 100 Ом + 5 %

0.026

3

0.078

0805, 0,125 Вт, 3.6 кОм + 5 %

0.026

2

0.052

0805, 0,125 Вт, 430 Ом + 5 %

0.026

1

0.026

0805, 0,125 Вт, 200 Ом + 5 %

0.026

1

0.026

0805, 0,125 Вт, 2 кОм + 5 %

0.026

1

0.026

HP-1-1-8M 10 кОм (9A103J)

1.6

1

1.6

диод SM5819

2.08

1

2.08

диод 1N914

4.8

2

17.6

WF-6R

11.81

1

11.81

PLD-24

2.88

1

2.88

PLD-20

2.88

1

2.88

PLD-10

2.88

1

2.88

IDS-6

12.84

1

12.84











836.988

Таким образом, себестоимость продукции составляет 837 рублей, что позволит нам создать отечественное устройство, значительно функциональнее предыдущих, что позволит ему быть конкурентоспособным на рынке. Ориентировочные расчёты показывают, что радиолиния, построенная с использованием универсальной радиорелейной станции связи превосходит по экономической эффективности другие возможные виды связи при организации канала связи со скоростями 64– 512 кбит/с на расстоянии до 150 км. Так стоимость годовой эксплуатации спутниковой линии связи VSAT в два раза превосходит стоимость годовой эксплуатации радиорелейной линии связи, а тропосферная линия с интервалами прямой видимости будет дороже приблизительно в 4 раза.

10. Заключение

В ходе проделанной работы было спроектировано устройство управления радиорелейной станцией. На основе анализа электрической схемы, был проведён выбор и обоснование конструкции устройства, проведены расчеты основных конструкторских параметров печатной платы, необходимые при её изготовлении, а так же было проведено моделирование тепловых процессов данного устройства. Так же были выполнены необходимые чертежи устройства, сборочного чертежа печатного узла, разводка печатной платы и других. В экономической части была посчитана себестоимость устройства и доказана конкурентопригодность на рынке. Результатом работы является устройство управления радиорелейной станцией.



Список литературы:

      1. Клиот Е.И., Чернобельский Л.И. Устройство для передачи и приёма радиосигналов с автоматическим выбором оптимальной частоты.

      2. Клиот Е.И., Чернобельский Л.И. Устройство для передачи измерительных управляющих сигналов в дуплексных линиях связи на оптимальных частотах.

      3. Клиот Е.И., Чернобельский Л.И. Адаптивная тропосферная станция.

      4. Клиот Е.И., Чернобельский Л.И. Устройство цикловой синхронизации линии связи на оптимальных частотах.

      5. Клиот Е.И., Чернобельский Л.И. Устройство для передачи – приёма сигналов по тропосферным радиолиниям.

      6. Клиот Е.И., Чернобельский Л.И. Адаптивная система связи.

      7. Клиот Е.И., Чернобельский Л.И. Устройство для автовыбора рабочих частот при разнесённом приёме.

      8. Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат. Учебник. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005.

      9. Кечиев Л.Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры, ИДТ, Москва, 2007.

      10. Парфенов Е.М., Камышная Э.Н., Усачев В.П. Проектирование конструкций РЭА, Радио и связь, 1990.

      11. Медведев А.М. Печатные платы. Конструкции и материалы - М.: Техносфера, 2005.

      12. Ланин В.Л., Емельянов В.А., Хмыль А.А. Проектирование и оптимизация технологических процессов производства электронной аппаратуры. Мн.:БГУИР, 1998.

      13. Горлов М.И., Емельянов А.В., Плебанович В.И. Электростатические заряды в электронике. Минск, 2006.

      14. Хорват Т., Берта И. Нейтрализация статического электричества / Пер. с англ. М., 1987.

      15. Основы обеспечения ЭМС РЭС / Вахлаков В.Р. Рожков А.Г., Сосунов Б.В.,Чернолес В.П. и др. СПб.: ВАС, 1991.

      16. ГОСТ Р 50922-96

      17. ГОСТ Р 50397-92

      18. ГОСТ Р 50621-93

      19. ГОСТ 23751-86

      20. ГОСТ 10317-79

      21. ГОСТ 23-751-86

      22. ГОСТ 10316-78

      23. ГОСТ 21931-76

      24. ГОСТ 10317-72

      25. ОСТ 4.010.022-85

      26. OСТ 45.010.030-92



Каталог: data -> 2013
2013 -> Проектирование приложения мобильной печати для ос android
2013 -> «Сравнительный анализ условий ведения малого бизнеса в США и Японии»
2013 -> Влияние механизмов подотчетности
2013 -> Дипломная работа фондовый рынок франции в условиях финансового кризиса: анализ основных факторов динамики
2013 -> Диагностическая плата неисправностей персонального компьютера с интерфейсом
2013 -> «Внедрение сервисного подхода в управлении службой ит на предприятии «Заман-банк»
2013 -> Дипломная работа посвящена разработке системы электронного журнала/дневника для школ
2013 -> Статистический анализ стоимости аренды жилья в г. Москве


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница