Конструкторско-технологическое проектирование функционального узла, расположенного на печатной плате

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Введение

Основным элементом прибора является печатная плата (ПП), которая служит для объединения электронных компонентов и выполняет функцию несущей конструкции для монтируемых на нее.

Переход к печатным платам ознаменовал качественный скачок в области конструирования радиоэлектронной аппаратуры. Печатная плата совмещает функции носителя радиоэлементов и электрического соединения этих элементов. Последняя функция будет невыполнимой, если между проводниками и иными проводящими элементами печатной платы не будет обеспечен достаточный уровень сопротивления изоляции[1].

Техническое задание

Выполнить технологический расчет основных характеристик и узлов для ПП, выполненной по следующим исходным данным:

— размер — 120×80мм;

— класс точности — 5;

— степень точности платы — 11 квалитет;

— диаметр вывода — 0.8 мм.

Используется двусторонняя печатная плата. Описать ультразвуковую очистку.

1. Расчет элементов печатной платы (ПП)

Размеры проводящего рисунка определяются электрическими параметрами функционального узла, расположенного на ПП — током, напряжением, частотой, другими, а также параметрами самой ПП — сопротивлением проводников, электрической прочностью, сопротивлением изоляции, допустимой токовой нагрузкой, электрической емкостью, помехозащищенностью.

В частности, от ширины проводников и расстояния между ними зависит погонная емкость, возникающая между параллельными проводниками и вызывающая паразитные связи.

От ширины проводников (сечения) зависят нагрузочная способность по току и сопротивление проводников.

От расстояния между проводниками зависит электрическая прочность изоляции.

От соотношения ширины проводников и толщины ПП зависят емкость, волновое сопротивление, а также эффективная диэлектрическая проницаемость материала основания ПП.

Расчетные соотношения, приведенные ниже и, конструктивно-технологические ограничения проектирования отражены в программных средствах САПР (P-CAD).

Диаметр монтажных отверстий — d, определяется из следующего соотношения:

, (1)

где dэ -максимальный диаметр вывода радиоэлемента, dэ= 0,8 мм;

r- разность между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода радиоэлемента, r = 0,2 мм;

dн.о. — нижнее придельное отклонение номинального значения диаметра отверстия.

Нижнее предельное отклонение номинального значения диаметра отверстия составляет 0,1 мм.

Подставляя данные в формулу (1), получаем:

dм — 0,1.? 0,8+ 0,2,

Таким образом, диаметр монтажных отверстий dм=1мм.

Минимальный диаметр переходного отверстия:

, (2)

где kп-отношение диаметра отверстия к толщине платы, 0,2 мм (для 5 класса точности);

hпл- толщина печатной платы, 1,5 мм.

Подставляя значения в формулу 2 получим:

.

Минимальный диаметр переходного отверстия.

Расстояние от края ПП — не менее толщины ПП; от края паза, выреза, неметаллизованного отверстия определяется по формуле:

, (3)

где q — допустимая ширина скола, ореола (допустимый брак),

k — наименьшее расстояние до него (обычно q=1мм, k=0,3 мм);

Тd -позиционный допуск расположения осей отверстий, 0,05 мм;

TD -позиционный допуск расположения центров контактных площадок, 0,1 мм;

tв.о. — наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника, 0,03 мм.

Значения позиционных допусков соответствуют 5 классу точности по ГОСТ 23 752–86.

Подставляя значения в формулу (3), получим:

.

Расстояние от края ПП.

Наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника (t), мм, в зависимости от класса точности, вычисляется по формуле (4):

t = tminD + tно,(4)

где tminD — минимально допустимая ширина печатного проводника, рассчитываемая исходя из сопротивления и токовой нагрузки;

tно — нижнее предельное отклонение ширины печатного проводника.

Минимально допустимая ширина печатного проводника определяется по формуле (5):

, (5)

где hj, pi — толщина и удельное сопротивление i-го слоя проводника;

k — число слоёв;

l — максимально допустимая длина проводника;

Uд — допустимое рабочее напряжение.

Значение lв данном случае составляет 40 мм, допустимое рабочее напряжение составляет 3,3 В, ток Imax — 100 мА, hi = 18 мкм, рi- 1,72·105. Количество слоёв в данном случае равно 2. Подставив численные значения в формулу (5), получим:

tminD = (0,1·40·2·1,72·105/0,018)/0,3.

Минимально допустимая ширина печатного проводника tminD = 0,021 мм.

Подставляя полученное значение в формулу (4), находим наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника:

t = 0,021+ 0,03.

Наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника t = 0,051 мм.

Наименьший номинальный диаметр контактной площадки D (мм), под выбранное отверстие:

, (6)

где dво-верхнее предельное отклонение диаметра отверстия, 0;

b — гарантийный поясок, 0,025;

tво (но) — верхний (нижний) предел отклонения контактной площадки, 0,03 мм;

dтр =0,03 мм — подтравливание диэлектрика.

Значения соответствуют 5 классу точности по ГОСТ 23 752–86.

Подставляя численные значения в формулу (6), получим:

Наименьший номинальный диаметр контактной площадки D = 1,4 мм.

Рассчитанное значение диаметра D округлено до десятых долей мм в большую сторону.

Наименьшее номинальное значение S рекомендуется устанавливать в зависимости от класса точности. Для 5 класса S = 0,1 мм [2].

Наименьшее номинальное расстояние (Lном) мм, для прокладки n-го числа печатных проводников между центрами двух отверстий с контактными площадками диаметрами D1 и D2 определяют по формуле:

. (7)

Значения D1 и D2 составляют 0,8 мм, количество проводников — 2, значение tn (ширина печатного проводника) — 0,1 мм. Подставив численные значения в формулу (8), получаем:

.

Наименьшее номинальное расстояниемм.

Все рассчитанные параметры удовлетворяют выбранному классу точности и учитываются при проектировании посадочных мест и трассировке ПП.

2. Технологический процесс изготовления ПП

В данном курсовом проекте была выбрана двухслойная печатная плата (ДПП) на жестком фольгированом основании — стеклотекстолите.

Выбранный метод — комбинированно позитивный метод.

2.1 Разработка Т П изготовления ПП

Технологический процесс изготовления ДПП комбинированным позитивным методом. Основные этапы изготовления ДПП комбинированным позитивным методом (таблица 1).

Таблица 1 — Основные этапы производства ПП

Этап

Описание этапа

Средства получения

1

Входной контроль и термостабилизация диэлектрика

Проверка размеров листа, состояния поверхности, прочность сцепления фольги в исходном состоянии и при воздействии расплавленного припоя, гальванических растворов и других факторов (ГОСТ 10 316−78).

Визуальный осмотр, погружение материала в расплавленный припой, пробная обработка

2

Получение заготовок

Заготовку отрезают с припуском по контуру методом штамповки

Пресс YCS-15 045 фирмы YEN CHIUN

4

Получение монтажных и переходных отверстий

Сверление отверстий подлежащих металлизации выполняют спиральным сверлом из твердого сплава.

Сверлильный станок ALPHA Z 5040 B

5

Предварительная металлизация

Магнетронное напыление;

Термолиз меди;

Химическим восстановлением ионов меди осаждается тонкий слой меди толщиной 3.5 мкм;

Химико-гальваническое меднение.

DYNA-PLUSKOMPAKT 130

6

Электрохимическая металлизация

Гальваническое меднение и нанесение металлорезиста (олово свинец, или олово);

Гальваническое меднение и нанесение полимерного травильного резиста.

Ванна для гальванической металлизации

7

Подготовка поверхности

Суспензия пемзового абразива;

Подтравливание.

Линия подготовки поверхности

8

Получение защитного рельефа

Сеткография;

Фотохимический с органопроявляемым СПФ;

Фотохимический с щелочепроявляемым СПФ;

С сухим пленочным фоторезистомлазерного

экспонирования (для прецизионных ПП)

Установка для нанесения сухого пленочного фоторезиста

СПФ-2−40.

Установка проявления струйного типа

9

Удаление защитного рельефа

Удаление проводится на специальной установке, после чего платы промываются в дистиллированной воде.

Установка для снятия сухого пленочного фоторезиста

10

Травление меди с пробельных мест с удалением травильногорезиста

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.

Линия травления струйного типа

11

Нанесение паяльной маски

Фотохимический;

Сеткографии.

Установка сеткографической печатиATMA ATMATT 56

12

Нанесение покрытия на участки проводящего рисунка, свободные от маски

Горячее лужение (сплав Розе);

Химический никель-иммерсионное золото;

Органическое защитное покрытие.

Установка для лужения размерами 240×300×60 мм. Сплав «Розе»

(олово — 25%, свинец — 25%, висмут — 50%).

13

Промывка

Производится ультразвуковой промывка с применением промывочной жидкости DJAW-10. Температура отмывочной жидкости находится в интервале 40−55єС. Время отмывки в ультразвуке как правило составляет от 2 до 15.

Ванна

MartinWalterPowersonic 1218

14

Получение крепежных отверстий и обработка по контуру

Лазерная обработка;

Сверление отверстий и фрезерование по контуру.

Установка LPKF MicroLineDrill

15

Промывка

Производится ультразвуковой промывка с применением промывочной жидкости DJAW-10. Температура отмывочной жидкости находится в интервале 40−55єС.

Ванна

MartinWalterPowersonic 1218

Подготовка поверхностей заготовок перед нанесением СПФ является ответственной операцией, которую проводят чтобы:

— удалить заусенцы после сверления отверстий и наростов гальванической меди;

— обеспечить необходимую адгезию СПФ к медной поверхности подложки;

— обеспечить химическую стойкость защитного рельефа на операциях проявлении и травлении;

— получить матовую поверхность с низкой отражающей способностью, которая обеспечивает более однородное экспонирование фоторезиста.

Применяют два способа подготовки поверхности:

1) механическая зачистка абразивными кругами с последующей химической обработкой в растворе персульфата аммония;

2) механическая зачистка водной суспензией пемзового абразива. Затем проводят операции сенсибилизации и активирования поверхности диэлектрика.

Для получения защитного рельефа используется сухой пленочный резист (СПФ) толщиной 15. 50 мкм.

Возможны две последовательности выполненияэтапов ТП:

— без удаления металлорезиста (олово-свинца) после операции травления с последующим его инфракрасным или жидкостным оплавлением; этот процесс называется «маска поверх оплавленного припоя», или SMOTL-процесс (soldermaskovertin-lead), так как паяльная маска наносится поверх оплавленного сплава олово-свинец;

— с удалением металлорезиста (олово-свинца, олова или никеля) или полимерного травильного резиста после операции травления с последующим нанесением паяльной маски на медный проводник; этот процесс называется «маска поверх открытой меди», или SMOBS-пpоцесс (soldermaskoverbarecopper), или защитная маска по меди.

В SMOTL-процессе при пайке ЭРИ «волной припоя» происходит расплавление припоя, находящегося под маской, а также вспучивание и разрушение самой паяльной маски. Кроме того, существует вероятность образования перемычек припоя между соседними проводниками при высокой плотности монтажа. В SMOBS-процессе таких проблем не существует, так как под защитной маской нет припоя. Преимуществом SMOTL-процесса является надежная защита проводников оплавленным припоем, которая необходима для ПП, работающих в условиях повышенной влажности.

Печатные платы для поверхностного монтажа обычно изготавливают по SMOBS-процессу. Это связано с высокой плотностью монтажа, необходимостью предотвращения растекании маски и ее смещения на контактные площадки. Применение SMOBS-процесса связано также с жесткими экологическими ограничениями по свинцу, необходимостью очистки отработанной воды при применении свинца и затратами на приобретение соответствующего оборудования.

Для изготовления ДПП и МПП с защитной паяльной маской (SMOBS-процесс) в том числе прецизионных, где требуется получение проводников и зазоров 0,2 мм и менее, широко используется процесс с использованием временного удаляемого металлорезиста (олова или олово-свинца), т, е. в качестве удаляемого металлорезиста может использоваться олово, или традиционный сплав олово-свинец.

Каждый из вариантов имеет свои достоинства и недостатки.

При использовании олова:

— исключается применение высокотоксичного электролита,

— содержащего борфториды и свинец, необходимого для осаждения сплава олово-свинец;

— для осаждения олова используются простые малотоксичные сернокислые электролиты;

— раствор для стравливания олова по мере накопления в нем продуктов травления регенерируют, и раствор работает без полной замены в течение от полугода до одного года.

Недостатком процесса с использованием удаляемого олова является расплывание олова на медные участки, подлежащие стравливанию при снятии СПФ в щелочи, что затрудняет процесс травления.

При использовании сплава олово-свинец:

— для осаждения применяется токсичный электролит, что является недостатком процесса;

— раствор для стравливания сплава олово-свинец в процессе эксплуатации не корректируется, а полностью заменяется после накопления в нем стравливаемых металлов до концентрации 120−150 г/л.

Большим достоинством процесса с использованием сплава олово-свинец является его универсальность; с использованием одной линии металлизации можно изготавливать как традиционные платы без паяльноймаски с покрытием олово-свинец всего проводящего рисунка (SMOTL-пpoцесс), так и платы с маской по меди (SMOBS-процесс) и нанесением на открытые контактные площадки различных финишных покрытий.

При нанесении покрытия на участки проводящего рисунка, свободные от маски, применяют:

— горячее лужение ПОС-61 или сплавом Розе (олово-свинец-висмут) с выравниванием горячим воздухом;

— покрытие химический никель-иммерсионное золото;

— покрытие химический никель-химический палладий;

— иммерсионное;

— иммерсионное серебро;

— иммерсионный палладий;

— органическое защитное покрытие.

Достоинствами двухслойного покрытия химический никель-иммерсионное золото являются:

— надежная защита печатных элементов платы от коррозионных воздействий;

— обеспечение сварки ультразвуковым, термокомпрессионным и

— смешанным методами;

— обеспечение традиционной пайки без использования активных флюсов;

— сохранение свойств покрытия в течение длительного хранения;

— плоскостность контактных площадок необходимая для установки ПМК;

— хорошая смачиваемость припоем и др.

Для плат поверхностного монтажа основным покрытием является двухслойное покрытие химический никель-иммерсионное золото. Органическое защитное покрытие так же как покрытие химический никель-иммерсионное золото и обеспечивает: плоскостность контактных площадок, необходимую для поверхностного монтажа; паяемость ПП в соответствии с требованиями ГОСТ 23 752–79 «Платы печатные. ОТУ» в течение 1 г.; возможность двукратной пайки при смешанном монтаже. Переходные отверстия с органическим защитным покрытием не требуют дополнительной защиты во время эксплуатации.

2. 2 Расчёт исполнительных размеров матрицы

Исходный габаритный размер печатной платы (ПП) 120×80 мм; класс точности 5; степень точности платы — по 11 квалитету.

Рассчитаем исполнительные размеры матрицы по формуле (8):

, (8)

где Dm- исполнительный размер матрицы, мм;

Dн — номинальный размер вырубаемой платы;

д — предельное отклонение соответствующего размера вырубаемой платы, мм;

дm — допуск на изготовление режущего контура матрицы, мм.

В соответствии с 11 квалитетом предельные отклонения д соответствующего размера вырубаемой платы для размера 120 мм составляют д = 0,09 мм, для размера 80 мм — 0,09 мм.

Чтобы изготовить ПП по 11 квалитету, матрицу и пуансон необходимо выполнить по 7 квалитету, которому соответствует допуск для размера 120 мм дm = 0,015 мм, 80 мм — 0,015 мм.

Подставляя численные значения в формулу (9), получаем:

Dm1 = (120 — 0,09)+0,015 = 119,91+0,015 мм.

Dm2= (80 — 0,09)+0,015 = 79,91+0,015 мм.

Размер пуансона необходимо выбрать с учетом минимального двустороннего зазора Z1. Для стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, Z1 = 0,015 мм. Исполнительные размеры матрицы вычисляются по формуле (9):

радиоэлектронный комбинированный печатный плата

, (9)

где Dp- исполнительный размер пуансона, мм;

Dн — номинальный размер вырубаемой платы;

дp- допуск на изготовление режущего контура пуансона, мм.

Подставляя численные значения в формулу (10), находим размер пуансона:

Dm1= (120- 0,09- 0,015)-0,015 = 119,91−0,015 мм.

Dm2= (80- 0,09 — 0,015)-0,015 = 79,91−0,015 мм.

2. 3 Расчёт усилия вырубки печатной платы

Операции штамповки заготовок печатных плат проводят на стандартных кривошипных или эксцентриковых прессах с использованием вырубных штампов.

Расчетное усилие вырубки по контуру или пробивки отверстий ПП определяется по формуле (10):

, (10)

где Р1 — усилие вырубки (пробивки), Н;

Р2 — усилие прижима материала к плоскости, Н;

Р3 — усилие проталкивания, Н;

Р4 — усилие снятия отхода или детали с пуансона, Н.

Усилие Р1 вырубки (пробивки) рассчитывают по формуле (11):

, (11)

где — сопротивление срезу, МПа (для стеклотекстолита 130…150 МПа);

L — периметр вырубаемого контура;

S — толщина материала.

При вырубке для уменьшения расслоения материала и улучшения качества поверхности среза необходимо давление прижима. Усилие прижима материала к плоскости Р2 определяют по формуле (12):

, (12)

где q — удельное давление прижима, Па.

Усилие проталкивания Р3 рассчитывают по формуле (13):

, (13)

где К1 — коэффициент, зависящий от механических свойств материала ПП, величины зазора между пуансоном и матрицей. К1 равно от 0,05 до 0,08;

h — высота цилиндрического пояса матрицы (h? S).

Усилие снятия детали или отхода с пуансона определяется по формуле (14):

, (14)

где К2 — коэффициент, зависящий от толщины материала.

Подставляя данные в формулы (10−14), получим:

;

;

;

;

.

Расчетное усилие вырубки по контуру или пробивки отверстий ПП.

2. 4 Выбор пресса

После определения расчетного усилия необходимо выбрать пресс. В качестве примера, можно привести механический пресс КД2122 с номинальным усилием

P = 400 кН, и ходом H = 15 мм. Необходимо проверить пригодность гидравлического пресса по мощности во избежание перегрузки. Для этого необходимо сравнить полезную работу пресса А0 с расчётной As, используя формулу (15):

A0 = 0,2· k · HH · PH, (15)

где k = 0,36 при работе пресса одиночными ходами,

Нн, Рн — параметры пресса.

Подставляя значения в формулу (15), получим:

A0 = 0,2 · 0,36 · 15· 10−3· 400· 103 = 432 Дж.

Работа вырубки (пробивки) рассчитывается по формуле (16):

А1 = 0,6 · S · P1, (16)

А1 = 0,6 · 1,5·10−3 · 78 000 = 70,2 Дж.

Работа, затрачиваемая на трение, рассчитывается по формуле (17):

А2 = 0,3 · А1, (17)

А2 = 0,3 · 70,2 = 21,06 Дж.

Работа упругой деформации пружинного пресса вычисляется по формуле (18):

А3 = 0,5•P3•D, (18)

где D = 0,1 мм — деформация пресса.

Подставляя численные значения в формулу (18), получим:

А3 = 0,5•3900•0,001 = 5,2 Дж.

Работа, затрачиваемая на сжатие буферов, съемников, выталкивателей, рассчитывается по формуле (19):

А4 = P4·НH, (19)

А4 = 7800 ·0,015 = 11,7Дж.

Необходимо, чтобы А0> А?. Если такое условие не выполняется, следует использовать более мощный пресс или увеличить ход, что неблагоприятно скажется на производительности.

A? = 70,2 + 21,06 + 5,2 + 11,7= 108,16 Дж.

Из расчетов видно, что A0> A?, 432> 108,16, значит выбранный пресс удовлетворяет требования данной работы.

2.5 Получение заготовки ПП

Двухсторонний нефольгированный стеклотекстолит FR-4 поступает от поставщиков в виде листов 1020×1220 мм [4]. С каждой стороны отрезается кромка 10 мм, затем осуществляется резка на полосы гильотинными параллельными или дисковыми ножницами.

Эффективность использования материала определяется коэффициентом использования по формуле (21):

, (21)

где n — количество плат,

F — площадь платы, мм2,

B — ширина листа, мм,

H — длина листа, мм.

Количество плат, помещающихся на листе стеклотекстолита, равно 108, площадь платы равна 9600 мм². Следовательно, в данном случае коэффициент использования будет равен з=0,833.

3. Сверление

Сверление — наиболее распространенный метод получения отверстий однослойных и многослойных печатных платах. Эти отверстия используются:

Во-первых, для создания электрического соединения между верхней и нижней сторонами плат (или внутренними внешними слоями в МПП).

Во-вторых, для монтажа DIP компонентов.

Сверлением можно получать как сквозные, так и глухие отверстия. Методы сверления для двухсторонних и многослойных печатных плат практически идентичны — и в том, и в другом случаях используются автоматизированные сверлильные станки с ЧПУ. Эффективность сверления в производственных условиях определяется рядом факто-ров: параметрами оборудования (производительность, координатная точность, частота вращения шпинделя), видом и материалом сверл, особенностями технологической оснастки, режимами обработки, и квалификацией персонала.

Основные характеристики установок сверления

Отверстия, изготовляемые сверлением, получают на установках сверления (часто и фрезерования) с числовым программным управлением. Это связано с огромным количеством отверстий на плате, особыми требованиями к точности взаимного расположения отверстий и производительности.

Электрошпиндели

Электрошпиндель должен обеспечивать достаточную частоту вращения сверла, и достаточный передаваемый момент на сверло. Большая частота вращения обеспечивает большую производительность. Так как электрошпиндель перемещается с помощью ходовых винтов и шаговых двигатель, его габариты должны быть соответствующими.

Электрошпиндели можно разделить на три группы в зависимости от выполняемых технологических операций:

Свеpх-высокоскоpостные электрошпиндели для сверления плат печатного монтажа с частотой вращения 110 000 — 180 000 об/мин. В качестве опор обычно используются газовые (аэростатические и аэродинамические) опоры.

Высокоскоростные электрошпиндели для сверления и фрезерования плат печатного монтажа с частотой вращения 80 000 -100 000 об/мин. В качестве опор обычно используются газовые (аэростатические и аэродинамические) опоры.

Высокоскоростные электрошпиндели для фрезерования плат печатного монтажа с частотой вращения 35 000 — 45 000 об/мин. В качестве опор обычно используются опоры качения.

Режимы сверления

Под режимами сверления будем подразумевать скорость вращения шпинделя (скорость резания) и подачу. Скорости резания и подачи должны выбираться так, чтобы получить оптимальные соотношения между высокой производительностью, стойкостью сверл и хорошим качеством отверстий. Оптимальная скорость резания подбирается для каждого типа материала и каждого типа конструкции ПП и тщательно, потом поддерживается в процессе производства. При оценке параметров резания следует иметь в виду, что скорость вращения сверла — величина непостоянная: в зависимости от момента инерции шпинделя он получает то или другое замедление по мере врезания сверла в тело платы, при пересечении различных слоев материала шпиндель получает разное замедление.

Скорость подачи выбирается из тех соображений, что слишком малая подача увеличивает нагрев сверла и стенок отверстия, большая подача ограничена геометрией сверла — главный задний угол, а должен быть всегда больше, чем угол реза.

Точность сверления

Современное автоматическое оборудование позволяет высверливать отверстия с точностью, большей достигаемой обычно в условиях производства. Причина этого заключается в том, что на точность сверления оказывает влияние ряд факторов, связанных с неточностями геометрии сверл и особенностями стеклотекстолитов.

Чем острее и прочнее сверло, тем меньше его доля в суммарной ошибке. Та или иная степень разбалансировки, присущая любому сверлу, всегда приводит к эксцентриситету. Прочные стеклянные волокна стеклоткани отклоняют сверло, ему легче ввинчиваться в мягкую смолу. Ясно, что точность сверления будет выше в материале, армированном тонкой стеклотканью. Поэтому точность сверления повышается с уменьшением толщины стекловолокна, плотности переплетения, увеличения диаметра сверла и содержания связующего. По мере увеличения стопы ПП отклонение сверла становится все более заметным в нижних платах. Центрирование сверла можно намного улучшить, используя головку прижима или короткие сверла. При сверлении прецизионных ПП использование головки прижима обязательно, при этом запрещается сверление более одной ПП в пакете.

Материалы сверл

Сверла в основном изготовляют из карбида вольфрама. Его большое сопротивление износу (и относительно низкая стоимость) делают его наиболее подходящим материалом для сверления очень абразивных материалов. Однако это хрупкий материал, что накладывает особые требования к хранению и уходу за сверлами.

Конструкция сверл

Сверла для обработки печатных плат отличается от общих машиностроительных. Рассмотрим эти особенности:

- предельно малая толщина режущей грани уменьшает трение за счет уменьшения площади контакта между сверлом и дном отверстия;

— тщательная обработка поверхностей направляющих ленточек и главной задней поверхности (Rz< < 0,8 мкм) и спиральных канавок (Rz< 1,6 мкм) гарантирует большую стойкость, лучший отвод стружки и высокое качество отверстия;

— большое стружкоотводное пространство (k < < 0,2 d) способствует лучшему удалению стружки, благодаря этому степень нагревания значительно меньше, а также уменьшается нанос смолы на стенки отверстия;

— с увеличением прочности стержня возрастает собственная стабильность, и предотвращаются сильные собственные колебания сверла; четырехгранная заточка, обеспечивающая хороший режим резания, и призматическая вершина сверла обеспечивают хорошую центровку, благоприятствуют удалению стружки, сверлению без задиров;

— обратная конусность сверла (0,02 мм на 10 мм длины) уменьшает трение и способствует уменьшению теплообразования. Между тем обратная конусность должна быть настолько мала, чтобы диаметр сверления даже после нескольких переточек еще не выходил за пределы допуска;

— особые требования к концентричности междухвостовикам и рабочей частью сверла (примерно 0,005 мм) направлены на улучшение точности центровки в процессе сверления;

— важное значение имеет симметрия режущих кромок; осевое биение режущих кромок, измеряемое у ленточек, не должно превышать 0,01 мм.

Посадочные кольца

Посадочные кольца предназначены для обеспечения единой длины от вершины сверла до плоскости кольца. Это необходимо для контроля глубины резания. Поэтому качество этих колец может сильно влиять на качество сверла вообще. Посадочные кольца напрессовываются на сверло. Слабо напрессованное кольцо приводит к его смещениям относительно вершины сверла и следовательно к неконтролируемой (часто недостаточной) глубине резания. Слишком сильно напрессованное кольцо может сломаться. При несносности или не параллельности внутреннего и внешнего цилиндра кольца, возникают проблемы с посадкой сверла (с кольцом) в шпиндель или кассету. В последнем случае это может вызвать неполадки со сменой инструмента в процессе работы.

Посадочные кольца выполняют разных цветов в зависимости от диаметра, на них также наносят величину диаметра и/или длину рабочей части сверла и/или серийный номер. Так что посадочные кольца выполняют две функции:

- обеспечения единой длины

— маркировки сверл.

Центрирующие штифты

Центрирующие штифты могут быть различной формы и размеров. Их стоимость в общей стоимости изготовляемой платы незначительна. Очень часть центрирующие штифты разрушаются или деформируются (т.е. сжимаются при установке в пакет). Если штифты посажены недостаточно плотно, то это (в следствие смещения плат) может вызывать множество проблем — от увеличения заусенцев и других дефектов отверстия до плохой точности взаиморасположения или поломки сверла. Для решения этих проблем достаточно своевременно менять штифты. Рационально использовать штифты диаметра. Штифты с диаметром меньшим чем могут вызывать смещения пакета плат.

Заключение

В данном курсовом проекте в соответствии с заданием был выбран и исследован процесс изготовления ПП комбинированным позитивным методом, выполнены расчеты конструкторского характера.

Список источников

1. Зерний Ю. В. Конструкторско-технологическое проектирование функциональных узлов, расположенных на печатных платах: методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов. — М. :МГУПИ, 2009;

2. Проектирование и технология печатных плат: Учебник. Е. В. Пирогова, М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. — 560 с.

3. Зерний Ю. В., Полываный А. Г. Технологии приборостроения. — Издательский дом «Новый центр», — 2008. — 360 с.

4. http: //www. tech-e. ru/20061_32. php

5. http: //radiokot. ru/lab/hardwork/56/

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой