Установка компонентов на платы

Установка ЭРЭ и ИМС на платы является первым этапом монтажа, и дефекты данной операции неблаго­приятно отразятся на качестве мон­тажных соединений. В зависимости от технической реализации различают ручную и механизированную сборку плат, причем в качестве критерия вы­бора оборудования принимают вари­ант исполнения выводов (штыревые, планарные). Оптимальное выполне­ние операции установки ЭРЭ на пла­ты требует согласования допусков на выводы и на диаметры отверстий, вы­бора наиболее приемлемого метода фиксации компонента, определения оптимального варианта расположения ЭРЭ и ИМС на плате.

При автоматизированной сборке однослойных и многослойных плат должны выполняться следующие тех­нические требования:

– использование минимального числа типоразмеров ЭРЭ и ИМС;

– размещение корпусных ИМС на ПП рядами или в шахматном порядке с шагом установки 2,5 мм;

– корпуса с планарными выводами допускается размещать с шагом 1,25 мм, зазоры между корпусами ИМС должны быть не менее 1,5 мм;

– установка ИМС со штыревыми выводами только с одной стороны ПП, а ИМС с планарными – с двух сторон.

Положение компонентов, получен­ное при сборке, не должно изменять­ся до момента контактирования, т. е. формирования монтажного соедине­ния. Поэтому компоненты должны быть зафиксированы на плате. Фикса­ция должна: быть легкой в исполне­нии, не допускать применения допол­нительных элементов, выдерживать собственную массу элементов, осуще­ствляться при обратном ходе рабочего инструмента. Существуют различные варианты фиксации выводов элемен­тов в отверстиях плат (рис.5.6):

– загиб­ка (а),

– расплющивание (б),

– деформа­ция (в), под действием упругих сил (г) или трения (д).

Рис 5.6.Фиксация выводов компонентов в отвер­стиях плат

Загибка создает большую опасность замыканий с близлежащими проводни­ками, чем расплющивание. Пружинные выводы ИМС не требуют загибки, так как фиксация происходит за счет тре­ния о внутренние стенки отверстий. Для фиксации ИМС с планарными выводами применяют их предвари­тельное приклеивание к плате.

Установка ЭРЭ и ИМС на платы проводится вручную или с помощью полуавтоматов и автоматов. Для повы­шения производительности ручной сборки применяют держатели плат, печатание с обратной стороны платы способом шелкографии позиционного обозначения ЭРЭ. В мелкосерийном производстве применяются сборочные столы типа «Трек-М», на которых об­служивающему персоналу выдается с диапозитивов или перфоленты инфор­мация о расположении элемента и по­следовательности сборки. На основа­нии этой информации на краях плат загораются координатные лампы, определяющие место установки ЭРЭ, вращается тарельчатый магазин, пода­вая в лоток нужную деталь.

Программирование сборки осуще­ствляют также подсветкой с примене­нием светодиодов и стекловолоконных световодов, подключаемых к пла­там. По мере выполнения программы световоды высвечивают те позиции, которые должны быть заполнены эле­ментом из очередной ячейки. Произ­водительность установки 500 элемен­тов в час.

При механизированной установке элементов основную роль играет сбо­рочная головка, которая выполняет следующие функции (рис.5.7): при­нимает компонент из подающего уст­ройства, ориентирует компонент, рих­тует и обрезает выводы, вводит выво­ды в соответствующие отверстия или совмещает их с контактными площад­ками и при необходимости загибает.

Рис.5.7. Механизированная установка дискретных ЭРЭ:

а - изгиб проводов; б – обрезка выводов; в – загибка выводов.

Варианты позиционирования за­висят от конструкции компонентов (рис.5.8).

Рис. 5.8. Варианты позиционирования ЭРЭ сборочными машинами:

а – по двум выводам; б – по трем выводам; в – по корпусу.

Компоненты с боковыми выводами (резисторы) позиционируются по двум выводам, элемент подводится под легким внешним воздействием к плате. Для компонентов с нескольки­ми штыревыми выводами (транзисто­ры) не применяют прямые направ­ляющие, а позиционируют несколько выводов, что требует больших допус­ков на отверстия платы. Для ИМС выводы фиксированы по отношению к корпусу и не формуются. Тогда устанавливают элемент, удерживая его за корпус, что является менее надеж­ным способом.

На работу установочной головки значительное влияние оказывают до­пуски всех элементов. При установке компонентов со штыревыми вывода­ми на эффективное отклонение конца вывода влияет ряд допусков.

При условии, что минимальная ши­рина b _ннаправляющей 2 одинакова с максимальной шириной b _ввывода 1 (нет заклинивания вывода в направ­ляющей) (рис.5.9), в результирую­щей цепочке допусков получается сдвиг середины вывода компонента от идеального шага

Δ_А1 в направлении х:

δ_{А1 Х =} δ_А2 +δ_А3+ δ_А4 + Δ b _Н + Δb_В

Рис. 5.9.Позиционирование вывода относитель­но направляющей

Эффективные допуски при механи­зированной установке интегральных микросхем с двухрядным расположени­ем выводов определяются из табл. 5.3.

Таблица 5.3.Допуски на механизированную уста­новку ИМС.

Вид допуска	Обозначение	Значение,мм
На ширину вывода На ширину направляющей На положение направляющей На колебание машины На возвратно-поступательное движение На позиционирование Нам положение монтажного отверстия При установке на устройстве пози-ционирования.	Δ b в Δ b н δ А2 δ А3 δ А4 δ А5 δ 01 δ уст	±0,05 ±0,01 ±0,02 ±0,02 ±0,025 ±0,01 ±0,1 ±0,1

Так как для направляющей в направ­лении у не может быть заклинивания, то

δ_{А1 Y =} δ_А2 +δ_А3+ δ_А5 + 1/2 (Δ b _Н + Δb_В )

Допуски δ_{А1 Х} , δ_{А1 Y} на отклонение направляющей, а также на позицио­нирование δ_А4 допуск на положение монтажного отверстия позволяют рас­считывать необходимый диаметр мон­тажного отверстия: