Радиоаппаратура эксплуатируется в различных климатических условиях, на надежность работы которой оказывают влияние такие параметры окружающей среды как температура, влажность, пыль, микроорганизмы, радиация.
Защита позволяет стабилизировать процессы, происходящие на поверхности или в объеме изделия, а, следовательно, и его параметры при изменении состава окружающей среды.
Вид защиты – пропитку, обволакивание, пассивацию выбирают, исходя из технических требований и требований технических условий, и проводят по типовым технологическим процессам.
Виды защитных покрытий.
Назначение покрытий – защита от коррозии, продление красивого внешнего вида и некоторых свойств поверхностному слою, отличных от основного материала (твердости, электропроводимости и др.).
Процесс коррозии заключается в окислении металла и превращение его в соответствующие химические соединения. Коррозия металлов причиняет огромный ущерб народному хозяйству. Ежедневно вследствие коррозии разрушается много тысяч готовых изделий. Особенно интенсивно коррозируют черные металлы. Разрушающее действие коррозии сказывается не только на внешнем виде изделия, но и на его механических качествах. Коррозия, например, может нарушить электрический контакт. Оксиды металла, образующиеся под действием влаги, могут распространяться по поверхности изоляционных материалов и тем самым создавать утечки или замыкания в схеме.
Виды покрытий. Вид защитно-декоративных покрытий определяется способом их получения, материалом и толщиной покрытия и его последующей обработкой. Различают покрытия на неорганической основе – металлические и химические (оксидные) и покрытия на органической основе – лакокрасочные, полимерные и пластмассовые.
Технология герметизации РЭС
Это надежное средство защиты от воздействий влаги, вредных веществ, окружающей среды, пыли, изменения давления, микроорганизмов и солнечной радиации. ТЭЗ и печатные узлы (модули 1 уровня) защищают покрытием лака или эмалями, заливкой эпоксидной смолой, пропиткой (особенно моточные изделия), опрессовкой герметизирующими компаундами. Компаунд - это композиционный материал на основе органических (смол, битумов, масел) и неорганических (алюмофосфаты и др.) веществ. Герметизация компаундами улучшает электроизоляционные и механические характеристики ТЭЗ. Но из-за их низкой теплопроводности ухудшается теплообмен, ремонтопригодность, возникают внутренние нежелательные напряжения.
Полная герметизация блоков, путем их помещения в герметический кожух самый эффективный, но дорогой способ. Кроме этого возникают сложности с герметизацией внешних эл. выводов, элементов управления и индикации.
Стенки кожуха должны быть толстыми т.е. должны выдерживать разницу давлений вне и внутри. Поэтому увеличивается масса и размеры конструкций.
Чаще применяют уплотнительные прокладки между крышкой и корпусом. Недостатки – старение прокладок. В качестве прокладок используют резину, обладающую эластичностью. Большие крышки требуют большого числа стяжных винтов с мелкой резьбой.
Органические прокладки непрактичны – работают несколько недель. Их запрещено применять при высоких температурах, давлении и сверхнизкого вакуума. Рекомендуются стекло, керамика, металлы.
Литые конструкции могут иметь поры в которых скапливается влага, грязь, жиры, которые проникают в герметичные объемы. Это устраняют пропиткой в вакууме эпоксидной смолой.
Если t внутри ниже окружающей, то внутри конденсат.
При вертикальной ориентации плат и эл. соединений влага собирается в поддоне откуда может сливаться через отверстия диаметром 5-7 мм. Или испарятся для поглощения влаги в корпусе помещают силикагель, хлористый кальций, фосфорный ангидрид, впитывающий влагу.
В особом случае вместо прокладки применяют Cu и нержавеющую сталь с алюминиевым или индиевым покрытием. Их делают трубчатыми с внешним диаметром 2…3 мм и толщиной стенки 0,1…0,15 мм. Сжимают с усилием 20…30 кг на 1 см длины. Желобок в крышке в виде эллипса.
При жестких требованиях герметичности шов делают пайкой, сваркой по всему периметру корпуса. Конструкция должна предусматривать неоднородную герметизацию или разгерметизацию.
В углублении прокладка из жаростойкой резины, на ней стальная луженая проволока. Проволока по контуру припаивается к корпусу.
При разгерметизации- шов нагревают и припой с проволоки удаляется.
При герметизации внутренний объем заполняется инертным газом (аргон,азот) с небольшим давлением. Можно продувать азотом для очистки от водяных паров. Элементы управления и индикации герметизируются резиновыми чехлами, мембранами. Эл. соединения устанавливаются на прокладке, заливкой компаундом, выводы жгутов- резиновыми зажимными шайбами. Выбор способа герметизации определяется условиями эксплуатации, применяемыми материалами и покрытиями, требованиями к эл.монтажу.
1. проверяют вязкость, текучесть, легкость извлечения изделия из формы, усадка, прочность сцепления и др.
2. Подготовка форм, используемых при герметизации сталей, алюминиевых сплавов, термореактивной пластмассы. Их полируют, хромируют, чтобы не прилипали. Применяют смазку – кремнеорганические вещества, каучики.
3. Качество смеси определяется точностью дозирования перемешивания и удаление газов из смеси, сначала очистка, а потом
4. Удаляют с поверхности влагу нагревом или конвекцией.
5. Все пленки из неорганических материалов получают испарением в вакууме, при высокой температуре.
Пленки SiO создают окислением кремния при температуре до 1200 градусов в атм. кислорода, высокое давление. Можно получить заливкой, литьевым прессованием, пропиткой и обволакиванием.
Виды неисправностей и их устранение
Неисправность РЭС может проявляться либо в отсутствии выходной I или ее искажении. Неисправности могут быть за счет дефектных элементов, в число которых входит и места паек, перемычки и тд.
Работу РЭС можно оценивать:
- по физическому состоянию элементов (внешний осмотр)
- качеству выходных I.
- Формой и величиной U в точках по ……
Ремонт (устранение неисправностей) надо проводить минимальными средствами (время, комплект изделий, вспомогательные материалы).
Классификация дефектов
1) к какому типу относится дефект.
Классификация дефектов:
1. по трудоемкости обнаружения
Очевидные·
Типовые·
нетиповые·
2. по сложности
Простые·
Несложные·
сложные·
очень сложные·
· сложно обнаружаемые, легко устраняемые
Микроперемычки·
Трудно· обнаружаемые и устраняемые
3. по количеству
одиночные·
· групповые
4. По связанности
Независимые·
· Попрелир
5. по скорости проявления
внезапные·
· постепенные
6. по особенностям проявления
постоянные·
· непостоянные
перемежающиеся·
при нагреве·
переменные·
при мех.· воздействии
самоустраняемые·
7. по месту нахождения
· дефекты системы питания
дефекты п/с обработки входного I·
п/с· формирования выходного I
8. по внешним проявлению
отсутствие· Х. Х не равно Хном
появление нежелательного U·
9.по источникам
R·
C·
MC·
Пайка·
10. по причине возникновения
случайные·
детерминированные·
К детерминированным дефектам относятся:
1) недостатки конструкции при разработке
2) нарушение технологической дисциплины
3) нарушение условий эксплуатации
4) неквалифицированные и несанкционированные вмешательства в схему и конструкцию.
Все дефекты не равнозначны. Исходя из их значимости рекомендуется установить последовательность их поиска и устранения.
По уровням:
1. плата
2. ИС по одной замена до обнаружения неисправности
3. Схема
Средства локализации
1) отключить питание
2) проверить правильность элементов коммутации
3) снять статический заряд
4) выдержка при отключении питания 40 секунд.
5) Подключение системы автоматической проверки плат.
Технологическая тренировка.
Технологическая тренировка – это испытания аппаратуры при определенных условиях ее работы – вибрации, повышенной, пониженной температуре, повышенном напряжении питания и т.п.
Целью технологической тренировки является выявление и устранение производственных дефектов сборки и монтажа РЭА, дефектов ЭРЭ.
Наличие технологической тренировки увеличивает надежность аппаратуры при эксплуатации.
Виды технологических тренировок выбирают, опираясь на требования эксплуатации, хранения, транспортирования устройств.
Регулировка (настройка).
Регулировка (настройка) необходима для того, чтобы, не изменяя электрическую схему и конструкцию устройства, получить заданные параметры. Наличие регулируемых элементов (переменных резисторов, конденсаторов переменной емкости) требует организации процесса регулировки (настройки) по специально разработанной инструкции.
Технологические операции регулирования и настройки (РН)
Операции РН обязательная часть операций технологического цикла производства РЭС. Необходимо устранить неисправности, допущенные при сборке и обеспечить заданные параметры при наименьших затратах времени и средств. Под операциями РН понимают комплекс работ по доведению параметров до величины соответствующей ТУ и до величин образцов, принятых за эталон с заданной точностью.
Регулировка состоит в том, чтобы не меняя схемы и конструкции получить заданные параметры. РН включает настройку резонансных систем, сопряжение электрических и кинетических параметров, установка заданных параметров, подгонка элементов. Объем РН определяется видом, объемом производства, оснащенностью ТП, требует соответствующей измерительной аппаратуры и инструмента, точность которые на порядок выше заданной точности настройки.
РН бывает эксплуатационной и заводской. При опытном производстве процесс регулировки может сопровождаться изменением схемы и конструкции.
В серийном производстве ТП регулируют разбивают на простые операции, проводимые с помощью специальных приборов и приспособлений.
В массовом производстве разбивают на мелкие операции с минимальным количеством приборов и инструментов. Замена элементов исключается.
Регулировка
1) по измерительным приборам.
2) В серийном и массовом производстве сравнение изделий с эталоном или образцом (метод электронного копирования)
ТПР регулировку и наладку проводят в специальном порядке
1. тряска на вибрационном столе в течении нескольких минут - удаление посторонних предметов и выявление неплотных соединений.
2. Проверяют правильность монтажа. Для этого предварительно составляют электронные карты и таблицы всех цепей. Указывают U,R между точками.
3. Проверка режима работы МС по электрокалибровочным картам, начиная с источника питания.
4. Регулировка для получения заданных характеристик, по регулируемым элементам или методом подгонки (подбор элементов с постоянными параметрами)
5. Проверка функций устройства в целом при различных электрических режимах.
Виды и перечень необходимой документации определяется программой выпуска и сложности РЭС.
В единичном производстве- регулировка по электрической схеме.
В массовом производстве по специальной документации.
При регулировании по измерительным приборам на вход регулируемого прибора подается определенное значение входного параметра. С помощью регулирования элементов добиваются, чтобы на выходе получить необходимых значений выходных параметров (соответствующем ТУ).
При регулировке методом эл.копирования производится сравнение эффекта воздействия источника возбуждающего напряжения, определенной частоты как на регулируемый объект, так и на объект-эталон-образец.
В массовом производстве при РН пользуются технологическими картами, где указаны методы, порядок, измерительная аппаратура, инструмент.
Часть используют техническую инструкцию с описанием рабочего места. Перечнем измерительной и регулирующей аппаратуры
Контроль.
Входной контроль - материалы, полуфабрикаты, заготовки, к.н., сборочные единицы делает спецподраздел.
Операционный контроль в процессе изготовления. Выполняет исполнитель (рабочий), руководитель участка (бригадир), испытатель, контролер, мастер отн.
Приемочный контроль на соответствие готового изделия ТУ. Осуществляется контролером, мастер отн или представитель заказчика.
Порядок ТП контроля
1. анализ задания
2. классификация объектов контроля (ОК)
3. выбор ОК
4. группирование ОК по метрологическим признакам
5. количественная оценка группы ОК
6. выбор типового ТПК
7. составление маршрутного ТПК
8. выбор контролируемых параметров
9. разработка тех. Операций
10. определение объектов контроля
11. выбор схемы контроля
12. выбор методов контроля
13. выбор средств контроля
14. расчет точности производства, эффективности ТПК
15. оформление ТД на операции ТК
16. оформление результатов контроля.
В настоящее время контроль, диагностика и настройка проводится программными и аппаратными методами. Производитель разрабатывает инструкции для пользователей и диагностические программы.
Список литературы
1. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: уч. для ВУЗов/ К.И. Билибин и др. под общ. ред. В.А. Шахнов. -М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.- 528 с.
2. Е.В. Пирогова. Проектирование и технология печатных плат: уч.- М.: Форум: Инфра-М, 2005.-560с.
3. А. Медведев. Печатные платы. Конструкции и материалы. - М.: Техносфера, 2005-304с.
4. А. Медведев. Технология производства печатных плат. - М.: Техносфера, 2005-360 с.
5. Х.И. Ханке, Х. Фабиан. Технология производства РЭА/ пер. с нем.; под ред. В.Н. Черняева.- М.: Энергия, 1980-464с.
6. Сборник задач и упражнений по технологии РЭА/ под ред. Е.М. Парфенова, М.: Высшая школа 1982- 255с.
7. ГОСТ 27200-87. Печатные платы. Правила ремонта. М.: изд-во стандартов, 1988.
8. ГОСТ 15.001-88. Системы разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. М.: изд-во стандартов, 1989
9. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник./ Э.Т. Романычева, А.К. Иванова и др. под ред. Э.Т. Романычевой. М.: Радио и связь, 1994-489с.
10. Н.Н. Ушаков. Технология производства ЭВМ: уч. для студентов ВУЗов по спец. "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети". - 3-е издание,-М.: Высшая школа, 1991-416с.
