Разработка конструкции узла контроля

Нормы времени на нанесение паяльной маски приведены в таблице 10.8.

Таблица 10.8 - Нормы времени на нанесение паяльной маски

Наименование работы	Время, мин
Нанесение паяльной маски с лицевой стороны ПП	2
Нанесение паяльной маски с тыльной стороны ПП	2
Сушка	40
Маркировка	8
Промывка	30 сек
Проявка белой паяльной маски	6

Оперативное время на выполнение операции

10.11 Нанесение покрытия на участки проводящего рисунка, свободные от маски 055

Оборудование: ванна

Содержание операции: Подготовить медную поверхность: обезжирить, подтравить и декапировать. Нанести покрытие при температуре около 40°С в течение 40…50 с.

Оперативное время на выполнение операции



10.12 Отмывка флюса 060

Оборудование: ванна

Инструменты: кисть, щетка

Содержание операции: Взять ПП, погрузить в ванну, промыть, вынуть ПП, отложить ПП.

Оперативное время на выполнение операции

10.13 Получение крепежных отверстий и обработка по контуру 065

Оборудование: сверильный станок

Содержание операции: Подвести ПП под сверло, подвести сверло к ПП, сверлить, отвести сверло от ПП, отвести ПП из - под сверла.

Оперативное время на выполнение операции

10.14 Промывка 070

Инструменты: генератор ультразвука

Оборудование: ванна

Содержание операции: Взять ПП, погрузить в ванну, вынуть ПП, отложить.

Оперативное время на выполнение операции

10.15 Контроль электрических параметров 075

Оборудование: тестовая установка, компьютер

Содержание операции: Проверка всего комплекса конструктивных параметров.

Оперативное время на выполнение операции

11. Безопасность жизнедеятельности

11.1 Анализ вредных воздействий при разработке узла контроля

В данной выпускной квалификационной работе разработана конструкция узла контроля. Данная аппаратура имеет свои конструктивные и схемотехнические особенности, которые необходимо учитывать при монтаже и наладке, так как в противном случае она или ее отдельная часть на стадии сборки и монтажа может выйти из строя.

При изготовлении данной аппаратуры присутствуют факторы, оказывающие вредное воздействие на организм человека: изготовление печатной платы, сборка и пайка деталей и узлов и т. п. Рассмотрены основные факторы.

При изготовлении печатных плат вредными факторами для человека является загрязнение воздуха парами хлорного железа и электролита при травлении плат. Эти пары вызывают раздражение тканей дыхательного тракта, слизистой оболочки рта и кожи. Предельно допустимая концентрация паров хлорного железа в воздухе - 100 мг/куб.м. При гальваническом травлении и осаждении происходит загрязнение воздуха парами серной (ПДК паров - 1 мг/м 3), соляной (5 мг/м 3) и азотной кислот (10 мг/м 3). Класс опасности 2 (высоко опасные).

При пайке и сборке печатных плат опасными и вредными факторами являются:

- неправильно организованное освещение;

- электротравмы;

- ожоги;

- механические травмы при сборке аппаратуры;

- загрязненность воздушной среды парами спирта, спиртоканифоли, загрязнение спецодежды и рук частицами оловянно-свинцового припоя.

При лакокрасочных работах вредными факторами являются пары растворителей и лаков, которые вызывают тяжелые отравления организма. В санитарных нормах СН-245-71 оговаривается предельно допустимая концентрация паров растворителей.

Исходя из анализа вредных факторов, действующих на организм человека при изготовлении охранного устройства, необходимо рассмотреть следующие вопросы:

- электробезопасность;

- безопасность монтажных работ;

- освещение.

Несоблюдение каких-либо из перечисленных факторов приводит к частичной потери работоспособности и профессиональным заболеваниям. Кроме этого многие из перечисленных факторов влияют на утомляемость и, как результат, на качество продукции.

11.2 Охрана труда на этапах изготовления печатных плат

Получение заготовок и получение монтажных переходных отверстий в ПП связано с эксплуатацией аналогичного оборудования, а именно: штампов на эксцентриковых прессах одно - многоножевых роликовых ножниц, гильотинных ножниц, одно - и многошпиндельных сверильных станков, то и опасные факторы будут сходными. Выполнение этих операций сопряжено с опасностью повреждения рук в случае попадания их в рабочую зону, в частности между верхним и нижним ножом гильотинных ножниц при ручной подаче материала.

Наибольшую опасность представляет работа пресса в автоматическом режиме, требующая большого напряжения, внимания и осторожности рабочего, так как всякое замедление движения рабочего может привести к травме. Во избежание попадания рук рабочего в опасную зону применяют систему двурукого включения, при которой пресс включается только после одновременного нажатия обеими руками двух пусковых кнопок.

В прессах и ножницах с ножными педалями для предотвращения случайных включений педаль ограждают или делают запорной. Часто, кроме этого, опасную зону у прессов ограждают при помощи фотоэлементов, сигнал от которых автоматически останавливает пресс, если руки рабочего оказались в опасной зоне. При ручной подаче заготовок необходимо применять специальные приспособления: пинцеты, крючки и т.д.

Радикальным решением вопроса безопасности является механизация и автоматизация подачи и удаления заготовок из штампа, в том числе с использованием средств робототехники.

Во избежание травм при работе на сверлильных станках необходимо следить за тем, чтобы все ремни, шестерни и валы, если они размещены в корпусе стайка и доступны для прикосновения, имели жесткие неподвижные ограждения. Движущиеся части и механизмы оборудования, требующие частого доступа для осмотра, ограждаются съемными или открывающимися устройствами ограждения. В станках без электрической блокировки должны быть приняты меры, исключающие возможность случайного или ошибочного их включения во время осмотра.

Во избежание захвата одежды и волос рабочего его одежда должна быть заправлена так, чтобы не было свободных концов; обшлага рукавов следует застегнуть, волосы убрать под берет.

Образующуюся при сверлении, резке материала заготовок ПП пыль необходимо удалять с помощью промышленных пылесосов.

Подготовка поверхностей к проведению технологических операций осуществляется на многих этапах процесса производства ПП и включает:

1) механическую или комбинированную очистку поверхности от оксидов, остатков смазки и других загрязнений;

2) щелочное обезжиривание поверхности моющими средствами;

3) водную промывку;

4) декапирование в растворе кислоты;

5) промывку в холодной и горячей воде;

6) сушку поверхности.

Для химической подготовки поверхности применяют растворы, содержащие тринатрийфосфат, кальцированную соду, соляную и серную кислоты и др., которые оказывают вредное воздействие на организм человека. Поэтому ручную и механическую химическую подготовку поверхности ПП следует проводить в соответствии с требованиями безопасности при работе с химическими веществами.

Для автоматизации и механизации этого процесса отечественные и зарубежные фирмы выпускают наборы отдельных взаимозаменяемых модулей различных размеров и различной производительности, соединенных конвейерными автооператорными транспортирующими устройствами. Это позволяет не только повысить производительность труда, но и полностью исключить возможность контакта работающих с вредными веществами.

Химическая металлизация ПП заключается в последовательности химических реакций осаждения меди, используемой в качестве подслоя при нанесении основного слоя токопроводящего рисунка гальваническим способом.

Для придания диэлектрической основе IIII способности к металлизации производят подготовительные операции - сенсибилизацию и активацию поверхности, выполнение которых связано с работой с агрессивными и раздражающими веществами (соляной кислотой, водным аммиаком).

Для химической металлизации ПП применяют разбавленные растворы с невысокими концентрациями основных компонентов, в число которых входят, например, гидроокись натрия, раствор формалина, мористый никель, сернокислая медь, углекислый натрий.

Химическое меднение ПП производится в специальных линиях с набором ванн необходимого размера, выполненных из химически стойких материалов. Ванны должны быть оборудованы устройствами фильтрации и дозировки растворов, системами поддержания заданной температуры, а также бортовыми отсосами, не допускающими распространения паров растворов по объему производственного помещения.

Для исключения непосредственного участия человека в процессе химической металлизации все чаще применяют автоматизированные системы управления технологическим процессом.

При проведении гальванической металлизации металлизируемые платы, закрепленные на специальных подвесках - токопроводах, помещают в гальваническую ванну с электролитами между анодами, выполненными из металла необходимого покрытия. Гальванические ванны должны быть оборудованы бортовыми отсосами, так как пары электролита и продуктов химических реакций могут оказывать вредное воздействие на организм работающего.

Вредность электролита определяется природой веществ, входящих в его состав. Так, для гальванического меднения используются следующие вещества, работа с которыми требует соблюдения соответствующих мер безопасности: борфтористая медь, борфтористоводородная кислота, борная кислота. Наличием вредных веществ характеризуется также состав (качественный) электролита для нанесения покрытия олово-свинец: олово борфтористое, свинец борфтористый, кислота борфтористоводородная, борная кислота.

При обслуживании оборудования для гальванической металлизации необходимо, кроме того, соблюдать меры электробезопасности и постоянно следить за надежностью заземления.

Нанесение рисунка схемы на ПП или на их слои необходимо для получения защитной маски требуемой конфигурации при осуществлении процессов металлизации и травления проводящего рисунка. Вследствие жестких требований, предъявляемых к рисунку, производственные помещения, где происходит процесс его нанесения, должны быть кондиционируемыми, обеспыленными, закрытыми для посещения лицами, не связанными с выполнением этой операции. При этом относительная влажность должна составлять 65 ± 5%, температура воздуха 18-25 °С, содержание пыли не более 100 частиц размером 2 мкм на 1 л воздуха.

Фотолитографический метод нанесения рисунка схемы с позиций охраны труда рассмотрен ранее. Его осуществление связано с использованием фоторезиста, ИК-излучения для его сушки, УФ-излучения с длиной волны 365 нм для экспонирования, вредных для человека химический веществ, используемых для дубления фоторезиста. Поэтому здесь справедлива инструкция но безопасности (с учетом специфики технологического оборудования), применяемая для участков фотолитографии.

При изготовлении ПП важным этапом формирования проводящего рисунка схемы является процесс травления (удаления) меди с непроводящих (пробельных) участков схемы.

В промышленности для травления плат, проводящий рисунок которых защищен сеткографическим способом или фоторезистом, применяют растворы хлорного железа и кислые растворы на основе хлорной меди. Хотя данный травитель имеет меньшую токсичность по сравнению с другими типами травителей, тем не менее при работе с ним требуется использование индивидуальных средств защиты кожных покровов рук.

Пары солей меди оказывают раздражающее действие на дыхательные пути, а попадание растворов солей внутрь способствует образованию язв желудка.

Более токсичным является травитель, используемый для травления меди с плат, проводящий рисунок которых защищен металлорезистом, так как его основу составляют серная кислота, трисульфат аммония, а процесс травления происходит при температуре 50-55 "С.

Операция травления проводится с обязательным использованием системы местной вытяжной вентиляции, кроме того, производственные помещения должны быть оборудованы системой общеобменной вентиляции [12].

11.3 Охрана труда при пайке деталей, узлов и наладке аппаратуры

Пайка - неразъемное соединение деталей с помощью припоя. Наиболее часто применяемые припои - оловянно-свинцовые (ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40) и ПОСК-50, содержащий 32% свинца.

Процесс пайки сопровождается загрязнением воздушной среды, рабочих поверхностей, одежды и кожи рук работающих свинцом, это может привести к свинцовым отравлениям организма и вызвать изменения крови, нервной системы и сосудов.

В целях предупреждения отравлений свинцом участки пайки оборудуются в соответствии с требованиями санитарных правил.

В помещениях, где производится пайка припоем, содержащим свинец, во избежание попадания свинца в организм не разрешается хранить личные вещи, принимать пищу и курить, а также стирать рабочую одежду дома. Рабочее место пайки оборудуется местной вытяжной вентиляцией, обеспечивающей концентрацию свинца в рабочей зоне не более предельно допустимой - 0,01 мг/м 3.

Для предотвращения ожогов и загрязнение свинцом кожи рук работающих должны быть выданы салфетки для удаления лишнего припоя с жала паяльника, а также пинцеты для поддержания припаиваемого провода и для подачи припоя к месту пайки, если отсутствует автоматическая подача.

При монтажных работах, связанных с опасностью засорения или ожога глаз, предусмотрена выдача работающим защитных очков.

Для защиты от окисления мест пайки применяют флюсы: канифольно-спиртовой при пайке припоями ПОС-40, ПОС-61 и ПОСК-50, хлористый цинк при пайке и лужении припоями ПОС-18 и ПОС-30. Канифоль раздражает кожу, может вызвать сыпь, а хлористый цинк может вызывать сильное раздражение, прожигать кожу и слизистые оболочки.

Наиболее эффективными мерами, предупреждающими профессиональные заболевания при пайке, являются механизация и автоматизация паяльных работ, внедрение новых технологических процессов: обслуживание методом погружения, избирательная пайка и пайка волной припоя (с применением печатного монтажа), что позволяет полностью исключить соприкосновение кожи работающих со свинцом и флюсами.

Значительное число паяльных работ выполняется вручную и для предупреждения профессиональных заболеваний необходимо после окончания работы споласкивать руки однопроцентным раствором уксусной кислоты, мыть их горячей водой с мылом, прополаскивать рот, чистить зубы и принимать теплый душ.

Для предотвращения выхода из строя радиоэлементов во время пайки и монтажа из-за воздействия на них статического электричества, жало паяльника должно быть заземлено, а монтажник должен иметь на руке антистатический браслет, так как тело человека способно накапливать заряды статического электричества за счет емкости.

Исходя из всех перечисленных опасных факторов, можно сформулировать следующие требования:

- электропаяльник необходимо применять напряжением не более 42 В., стержень паяльника не должен качаться, ручка его не должна иметь трещин, а шнур питания - нарушения изоляции. Жало паяльника должно быть очищено от окалины, заточено, облужено и заземлено;

- монтажник должен иметь на руке антистатический браслет;

- пайку выполнять с помощью пинцета;

- при пайке не делать резких движений паяльником, во избежание разбрызгивания припоя, флюс наносить тонким слоем, лишний припой с жала удалять салфеткой;

- смачивание мест паек флюсом производить с помощью кисточки;

- работы по монтажу и демонтажу изделий, связанные с опасностью ожога глаз припоем, выполнять в защитных очках;

- паяльник, в перерывах между пайкой, держать на металлической или теплостойкой подставке;

- при уходе на длительное время с рабочего места - отключить паяльник.

При наладке автоматизированной системы также следует соблюдать следующие требования:

- регулировку параметров схемы производить на столе или изолирующей подкладке.

- инструмент следует держать одной рукой тремя пальцами (не в обхват), другая рука в это время не должна касаться металлических частей оборудования.

- для измерения режимов работы элементов схемы пользоваться приборами, применяя при этом провод с повышенной изоляцией и специальным наконечником с изолирующими ручками.

11.4 Освещение при изготовлении и наладке аппаратуры

В соответствии с санитарными нормами и правилами все производственные, складские, бытовые и административно-конторские помещения должны иметь естественное освещение.

Искусственное освещение устраивают в помещениях, в которых естественного света недостаточно. В соответствии со СНиП II-4-79 искусственное освещение может быть общее и комбинированное (к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочие поверхности).

Общее освещение подразделяется на общее равномерное распределение светового потока на рабочие места и на местное освещение. Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.

Рациональное освещение производственных участков является одним из важнейших факторов предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний. Правильно организованное освещение создает благоприятные условия труда, повышает работоспособность и производительность труда. Освещенность производственных помещений регламентируется санитарными нормами и правилами. Освещение на рабочем месте должно быть таким, чтобы рабочий мог без напряжения зрения выполнять свою работу.

Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин: недостаточная освещенность, чрезмерная освещенность, неправильное направление света. Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, преждевременной усталости и ослаблению внимания.

Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочее место может создавать резкие тени, блики и дезориентировать работающего. Это может привести к несчастному случаю или профзаболеванию.

Прозрачные перекрытия и окна в помещениях должны протираться не реже одного раза в 6 месяцев. Непрозрачные перекрытия обычно покрывают светлой краской. Применение только местного освещения на производственном участке не допускается. В светильниках желательно применять люминесцентные лампы, так как по сравнению с лампами накаливания они имеют существенные преимущества: по спектральному составу они близки к естественному дневному освещению, обладают более высоким КПД, повышенной светоотдачей. Для более эффективного использования светового потока и снижения ослепленности электрические лампы устанавливают в осветительной арматуре.

Для правильного расчета внутреннего освещения в соответствии со СНиП II-4-79 и СН 245-71, противопожарными требованиями, ПУЭ следует дать оценку технологического процесса и по ней определить:

- класс пожароопасности;

- класс взрывоопасности; характеристику помещения по степени опасности поражения электрическим током - без повышенной опасности; характеристику помещения по условиям окружающей среды (нормальное, жаркое, пыльное, с химически активной средой).

Для сборочного производства используют нормальные сухие помещения, поэтому подойдет любой тип светильника, способ проводки и тип выключателя [11].



Заключение

В рамках данной выпускной квалификационной работы была разработана конструкция узла контроля ИВАМ.467759.003.

Конструктивно разработанное устройство представляет собой корпус с двусторонней печатной платой. На ДПП размещены ЭРЭ путем навесного монтажа и на колодках жгута ИВАМ.685614.005 и впаяны припоем ПОС 61 ГОСТ 21930.

ЭРЭ взяты согласно электрической принципиальной схеме.

В ходе проектирования узла произведен расчет надежности и разработаны следующие чертежи:

- сборочный чертеж узла контроля ИВАМ.467759.003 СБ;

- сборочный чертеж коробки ИВАМ.745321.010 СБ;

- сборочный чертеж ДПП ИВАМ.469535.082 СБ;

- сборочный чертеж жгута ИВАМ.685614.005 СБ;

- чертеж коробки ИВАМ.745314.015;

- чертеж ДПП без ЭРЭ ИВАМ.758726.120.

Во главе экономическая часть произведены расчеты затрат на изготовление конструкции узла.

Данные проектирования, экономической части показывают, что узел контроля удовлетворяет ТЗ.



Ссылочные нормативные документы

Обозначение документа, на который дана ссылка	Номер раздела, подраздела, пункта, подпункта, перечисления, приложения разрабатываемого документа, в котором дана ссылка
ГОСТ 23751 - 86	4
ТУ 2296 - 001 - 00213060 - 96	5
ГОСТ 23752.1 - 92	7.1
ГОСТ 23752 - 79	7.1
ГОСТ 53429 - 2009	7.1
ТУ16 - 503.271 - 86	5
СНиП II - 4 - 79	12.4



Библиография

1. Вайспапир В.Я., Катунин Г.П., Мефодьева Г.Д. Единая система конструкторской документации в студенческих работах: учебное пособие. - Н-ск.: СибГУТИ, 2004г. - 101 с.

2. Парфенов Е.М., Камышная Э.Н., Усачов В.П. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1989.

3. Варламов Р.Г. Компоновка радиоэлектронной аппаратуры. М.: Советское радио, 1975.

4. www/belplata/by/dpp [электронный ресурс]

5. http://www.elmaru.com. [электронный ресурс]

6. Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат [Текст]: учебник/ Е.В. Пирогова - М.: Форум - Инфа - М., 2005 - с.560.

7. https://xn--80avlo9b.xn--p1ai.[электронный ресурс]

8. rezonit/ru/support/technology/flex/ [электронный ресурс]

9. www.kit - e.ru [электронный ресурс]

10. http://sekretikrasoty.ru/razrabotka-topologii-pechatnoj-plati/ [электронный ресурс]

11. http://www.studmed.ru/docs/document23917?view=7 [электронный ресурс]

12. http://studme.org/1221060514407/bzhd/bezopasnost_proizvodstva_pechatnyh_plat [электронный ресурс]



Перечень принятых сокращений

БСД - (англ. Berkeley Software Distribution) система распространения программного обеспечения в исходных кодах;

ГПК - гибкий печатный кабель;

ГПП - гибкая печатная плата;

ДПП - двусторонняя печатная плата;

ИМС - интегральная микросхема;

ИС - интегральная схема;

ИЭТ - изделия электротехники;

КД - конструкторская документация;

КП - контактная площадка;

МСБ - микросборка;

МПП - многослойная печатная плата;

ОПП - односторонняя печатная плата;

ПМК - поверхностно - монтируемые компоненты;

ПП - печатная плата;

РЭС - радио - электронное средство;

ТЗ - техническое задание;

ТКЛР - температурный коэффициент линейного расширения;

ТП - технологический процесс;

ФУ - функциональный узел;

ФШ - фотошаблон;

ЧПУ - числовое программное обеспечение;

ЭА - электронная аппаратура;

ЭРЭ - электрорадиоэлементы;

CAM - Computer Aid Manufacturing (автоматизированная система, либо модуль автоматизированной системы, предназначенный для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ);

SMOBS - Solder mask over bare copper (маска поверх открытой меди);

SMOTLS - Solder mask over tin - lead (маска поверх оплавленного припоя);

Размещено на Allbest.ru