Характерные особенности технологии производства радиоэлектронной аппаратуры и приборов
Современная промышленность выпускает огромное количество различной радиоэлектронной аппаратуры, конструкция которой зависит от ее назначения и условий эксплуатации.
По назначению радиоэлектронная аппаратура подразделяется на две основные группы: широкого применения и специального назначения.
Радиоэлектронная аппаратура широкого применения (стационарная или переносная) эксплуатируется обычно при комнатной температуре и влажности. Радиоэлектронная аппаратура специального назначения (военная, самолетная, космическая, корабельная и др.), особенно устанавливаемая на транспортных средствах, при эксплуатации часто подвергается воздействию повышенной влажности, перепада температур и атмосферного давления, а также механическому воздействию. Все это обусловливает большое разнообразие конструкций изделий радиоаппаратуры. Однако несмотря на это большинство конструкций представляет собой различные комбинации одних и тех же деталей (резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, радиоламп, транзисторов, диодов, микросхем) и узлов, соединенных и определенным образом взаимодействующих друг с другом. Устойчивая работа изделия в значительной степени зависит от расположения деталей и узлов на шасси, их качества, правильного закрепления и монтажа. Способы объединения элементов в общую конструкцию определяются условиями эксплуатации, принципами компоновки, требованиями производства, а также точностью и надежностью.
Характерной особенностью технологии производства радиоэлектронной аппаратуры и приборов является технологичность конструкции, под которой понимается способность отдельных деталей, узлов или изделий в целом обеспечивать наиболее быстрое и экономичное освоение изделия в условиях данного производства.
Конструкция радиоприбора считается технологичной, если она, полностью удовлетворяя эксплуатационным требованиям, позволяет применять высокопроизводительные способы изготовления приминимальных затратах рабочей силы, рационально использовать производственное оборудование, материалы ине усложняет производство. В требованиях к технологичности радиоприборов в отличие от требований к технологичности механических приборов должны учитываться как условия производства, так и тесное взаимодействие механических элементов, характеризующихся кинематическими, динамическими и статическими связями, и радиодеталей, свойства которых обусловлены электрическими и магнитными связями.
На технологичность конструкции влияет ряд факторов.
1. Внедрение передовых методов обработки, литья под давлением, прессования деталей из пластмасс и т.п. повышает технологичность.
2. Существенное влияние на технологичность оказывают методы сборки. При конструировании необходимо проводить тщательный анализ и расчет точности механизмов и узлов, а также определять методы, позволяющие получить заданную точность. Если невозможно выдержать слишком узкие допуски, следует вводить в конструкцию регулировочные устройства. Поскольку целесообразность тех или иных методов обработки зависит от количества изготовляемых приборов, то нельзя говорить о технологичности конструкции вообще.
Следует иметь в виду, что конструкция,, являющаяся технологичной для единичного производства, может оказаться совершенно непригодной для серийного или массового производства. В зависимости от масштаба производства прибор одного и того же назначения может быть конструктивно оформлен по-разному.
Технологичность является относительным понятием, так как степень технологичности нового прибора определяется или сопоставлением с конструкцией уже находящегося в производстве прибора, или сравнением нескольких вариантов конструкции нового прибора. Кроме того, постоянное развитие методов производства также способствует изменению критериев технологичности конструкции. Наиболее исчерпывающую оценку различных вариантов конструкции прибора в отношении технологичности можно получить при сопоставлении соответствующих технологических процессов. Однако к этому методу прибегают лишь при оценке отдельных сложных трудоемких узлов или деталей. Оценка технологичности конструкции в целом на первых стадиях проектирования ограничивается определением себестоимости по укрупненным данным и некоторыми частичными показателями. Система таких показателей была предложена российским ученым профессором Н.А.Бородачевым. Наиболее существенными из них являются следующие:
1) общее количество деталей;
2) количество наименований деталей;
3) соотношение деталей и узлов, стандартных и нормальных, ранее освоенных производством и вновь спроектированных;
4) распределение по классам точности;
5) распределение по видам обработки и т.п.
При оценке технологичности конструкций эти показатели имеют существенное значение, но ограничиваться ими нельзя. Так, например, чем меньше количество деталей, составляющих прибор, тем меньше в общем случае затраты на их изготовление и сборку. Однако если уменьшение количества деталей сопровождается значительным их усложнением, изделие может оказаться менее экономичным.
Пайка
Пайкойназывается технологический процесс образования неразъемного соединения металлических деталей путем нагрева (ниже температуры их автономного расплавления) и заполнения зазора между ними расплавленным припоем, образующим после кристаллизации (застывания) прочный механический спай (шов).
Соединение металла с припоем происходит за счет растворения металла и его диффузии в припой. Зазоры между спаиваемыми деталями должны выбираться такими, чтобы слой чистого припоя был минимальным, так как его прочность меньше прочности сплава припоя с основным металлом.
В зависимости от температуры в зоне соединяемых материалов пайка подразделяется на низкотемпературную и высокотемпературную.
Зазор между деталями устанавливают в зависимости от соединения: для низкотемпературных припоев он составляет 0,05... 0,08 мм, для высокотемпературных — 0,03...0,05 мм.
Пайка по сравнению со сваркой является наиболее скоростным и наименее трудоемким способом соединения, поэтому она широко применяется при сборке и монтаже РЭА и приборов.
По способу нагрева соединяемых деталей и припоя различают пайку паяльником, токами высокой частоты, в печах, горелкой, в жидких средах, ультразвуком. Название способа пайки зависит от инструмента (оборудования) или среды нагревания.
Кроме того, в зависимости от характера окружающей среды различают пайку в вакууме, нейтральных газах и восстановительной среде.
По способу введения припоя выделяют следующие виды пайки:
заливкой, с предварительной укладкой припоя к месту соединения (шва);
с предварительным избыточным обслуживанием поверхностей соединяемых деталей;
с введением припоя паяльниками;
с применением палочных или трубчатых припоев.
Пайка позволяет соединять элементы деталей таких форм, которые трудно или невозможно соединить другими способами. Пайка применяется для соединения почти всех металлов.
Одно из наиболее важных достоинств паяного соединения, входящего в электрическую цепь аппарата или устройства РЭА, состоит в том, что оно обладает наименьшим электрическим сопротивлением.
Правильно разработанная конструкция паяного соединения и качественное его выполнение обеспечивают надежную работу соединения в течение длительного времени.
Припой должен обладать следующими качествами: хорошо растворять основной металл, смачивать его, иметь хорошую жидко-текучесть и достаточную механическую прочность. Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления основного металла.
В качестве припоев используют цветные металлы и их сплавы, которые в зависимости от температуры плавления подразделяются на низкотемпературные (мягкие) с температурой плавления до 350 °С и высокотемпературные (твердые) с температурой плавления 350... 1850 °С.
В соответствии с ГОСТ 21930—76 и ГОСТ 21931—76 припои Характеризуются температурой начала и конца плавления.
При монтажной пайке применяют серебряные и оловянно-свинцовые припои. Серебряные припои по сравнению с оловянно-свинцовыми обеспечивают более высокие прочность и эксплуатационную надежность соединения. Легкоплавкость серебряных припоев способствует более экономичному их использованию, поэтому, несмотря на дефицитность серебра, для пайки ответственных конструкций применяют в основном серебряные припои.
Надежность паяных соединений зависит от состояния соединяемых поверхностей и их конструкций, температуры пайки и применяемого флюса.
При подготовке поверхностей деталей, подлежащих пайке, производится удаление механическим или химическим способом загрязнений, ржавчины, оксидных и жировых пленок. В простейшем случае поверхности деталей промываются бензином или спиртом.
Пайка может выполняться либо в защитной атмосфере, либо с использованием флюсов, предохраняющих поверхности соединяемых деталей от возможного окисления при повышенной температуре.
Перед горячим лужением или пайкой подготовленные поверхности деталей покрывают флюсом, который выбирается в зависимости от применяемого припоя и соединяемых металлов, а также температуры плавления припоя для обеспечения его жидкого состояния и равномерного растекания по основному металлу.
Флюсы способствуют образованию жидкой или газообразной защитной зоны, предохраняющей поверхность металла и расплавленного припоя от окисления, а также растворяют и удаляют пленки оксидов с поверхности.
Технологический процесс пайки включает в себя лужение, которое предшествует пайке и заключается в покрытии поверхностей соединяемых деталей тонкой пленкой припоя. При лужении происходит сплавление припоя с основным металлом.
После лужения производится пайка деталей, для чего припой наносят в место соединения деталей и прогревают до его полного растворения, сохраняя детали в сжатом состоянии до полного затвердевания припоя. Правильно спроектированное соединение должно быть удобным в сборке и надежно работать в условиях эксплуатации РЭА и приборов. Основные типы паяных соединений установлены ГОСТ 19249—73.
Высокая механическая прочность паяного соединения может быть обеспечена только при тщательном соблюдении технологии пайки. Недостаточно тщательная очистка деталей перед пайкой, неправильная конструкция паяного шва, несоблюдение температурного режима пайки и другие нарушения технологического процесса неизбежно приводят к появлению различного рода дефектов в паяном шве и ослаблению паяного соединения.
Основными дефектами при пайке являются:
1) наличие трещин в паяном шве в результате быстрого охлаждения деталей после пайки или значительной разницы в коэффициентах теплового расширения припоя и металла;
2) наличие пор в шве за счет высокой температуры пайки или интенсивного испарения флюса;
3) несмачивание припоем поверхности деталей из-за большой их загрязненности.
Контроль качества готовых паяных соединений обычно проводится или без разрушения изделий одним из физических способов (внешний осмотр, рентгеноскопия), или с разрушением изделий (на отрыв, на срез, на разрыв).
Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 11676;