РЕМОНТ УЗЛОВ С ПОВЕРХНОСТНЫМ МОНТАЖОМ

Большое количество контрольных операций в сборочном производстве направлено на как можно раннее обнаружение возможных дефектов, поскольку чем позже они проявляются, тем дороже обходятся производителю.

Многие ошибки установки компонентов на плату автоматическое сборочное оборудование может устранять самостоятельно в соответствии с ПО. При дефектах нанесения припойной пасты плата очищается и поступает на повторную операцию трафаретной печати.

Операция ремонта узлов выполняется вручную, включается в процесс сборки после стадии пайки узла и соответствующей операции контроля. Ремонт узла заключается, как правило, в замене дефектного компонента или в корректировке дефектного паяного соединения в соответствии с рекомендациями стандартов на ремонтные операции. Операция ремонта узла должна быть экономически целесообразной, поскольку процесс замены дефектных компонентов на уже собранной плате в ТПМК чрезвычайно трудоемок и чреват внесением дополнительных дефектов. Поэтому должны учитываться многие факторы, в том числе стоимость узла, дефектного компонента, трудозатраты на ремонт и другие. Дешевые сборки целесообразнее выбросить, чем ремонтировать.

Демонтаж сложных компонентов поверхностного монтажа является прецизионной, требующей исключительной аккуратности выполнения операцией из-за высокой плотности монтажа. Тепло, необходимое для отпайки компонента, может оказать воздействие на соседние чувствительные к нагреву компоненты и повредить саму ПП. Учет на стадии проектирования требований по обеспечению ремонтопригодности изделия, как правило, налагает определенные ограничения на процессы сборки и монтажа и в некоторой степени снижает его плотность.

При демонтаже компонентов в корпусах сложной конфигурации доминирующим способом теплопередачи становится конвекция. Обычное приспособление для демонтажа забракованных компонентов оснащено нагревательными капиллярами (для разогрева мест пайки) со сменными наконечниками, рассчитанными на различные формы и размеры компонентов. Капилляры с наконечниками сконструированы таким образом, что струя горячего газа (обычно, воздуха) направляется на выводы компонента, а не на его тело. Удаление дефектного и установка на его место исправного компонента производятся с помощью вакуумного пинцета; в ряде случаев используется микроскоп, который обеспечивает контроль точности позиционирования устанавливаемого компонента.

Типичная операция по исправлению брака на ремонтном участке может занять до 30 мин при замене сложного пластмассового кристаллоносителя с выводами и включает следующие этапы.

1. Подготовка платы к демонтажу компонента:

· очистка паяных соединений (удаление загрязнений и конформных покрытий с помощью растворителя или абразивного материала);

· снятие теплоотвода (если он имеется);

· защита соседних компонентов;

· покрытие флюсом концов выводов компонента, припаянных на контактных площадках платы, с целью обеспечения надежного расплавления припоя.

2. Разогрев паяных соединений:

· предварительный разогрев микросборки;

· разогрев выводов исключительно горячим газом (воздухом или азотом).

3. Снятие компонента со знакоместа с помощью вакуумного пинцета (при этом нерасплавившийся адгезив может вызвать затруднения).

4. Очистка платы (удаление остатков флюса, загрязнений и излишков припоя).

5. Защита подготовленного знакоместа, если замена компонента откладывается.

6. Замена компонента:

· нанесение флюса на концы выводов компонента и места пайки с последующим их облуживанием;

· позиционирование компонента с помощью вакуумного пинцета под наблюдением оператора;

· оплавление припоя горячим газом;

· очистка платы после пайки с целью удаления продуктов разложения флюса.

Исправление брака в сущности сводится к повторному выполнению определенной части сборочно-монтажных операций. При ремонте изделий необходимы тщательный контроль процесса устранения брака и четкое управление им, чтобы исключить возможность повреждения (либо ухудшения электрофизических характеристик) годного (заменяющего бракованный) компонента, а также соседних компонентов и элементов коммутационной платы. Надежной гарантией от проблем, связанных с ремонтом изделий в ТПМК, являются обеспечение высокого качества процесса сборки и обязательный контроль процесса монтажа.

ИСПЫТАНИЯ УЗЛОВ

Испытания РЭА представляют собой экспериментальное определение при различных воздействиях количественных и качественных характеристик изделий при их функционировании. При этом как сами испытываемые изделия, так и воздействия могут быть смоделированы. Цели испытаний, как правило, различны на различных этапах проектирования и изготовления РЭА. Однако, к основным целям испытания, общим для всех видов РЭА, можно отнести: выбор оптимальных конструктивно-технологических решений при создании новых изделий; доводку изделий до необходимого уровня качества; объективную оценку качества изделий при их постановке на производство, в процессе производства и при техническом обслуживании; прогнозирование гарантированного срока службы.

Испытания служат эффективным средством выявления скрытых случайных дефектов материалов и элементов конструкции, не обнаруженных методами технического контроля. По результатам испытаний изделий в производстве разработчик РЭА устанавливает причины снижения качества. Если эти причины установить не удается, совершенствуют методы и средства контроля изделий и ТП их изготовления.

На конечных этапах ТП изготовления изделий могут проводиться предварительные испытания. Для них выбирают такие режимы, чтобы они обеспечивали отказы изделий, содержащих скрытые дефекты, и в то же время не вырабатывали ресурса тех изделий, которые не содержат дефектов, вызывающих при эксплуатации отказы. Эти испытания часто называют технологическими тренировками (термотоковая тренировка, электротренировка, тренировка термоциклами и др.).

Программа и методы проведения испытаний определяются конкретными видом и назначением РЭА, а также условиями эксплуатации. Для контроля качества и приемки изделий устанавливают основные категории контрольных испытаний, оговоренные в ТУ: приемосдаточные, периодические и типовые.

Каждая категория испытаний может включать несколько их видов (электрические, механические, климатические, на надежность и др.) и видов контроля (визуальный, инструментальный и др.). В зависимости от особенностей эксплуатации и назначения изделий, а также специфики их производства, некоторые виды испытаний выделяют в отдельные категории испытаний (например, испытания на надежность – безотказность, долговечность, сохраняемость и др.). Виды испытаний и контроля, последовательность проведения, проверяемые параметры и их значения устанавливаются в нормативных документах (стандартах, программах, методиках и др.).

Во время испытаний применяют сплошной или выборочный контроль. Результаты испытаний считаются отрицательными, если обнаружено несоответствие изделия хотя бы одному требованию ТУ для проводимой категории испытаний. Применяемые средства испытаний, измерения и контроля, а также методики измерений, должны соответствовать требованиям метрологического обеспечения. Средства испытаний должны иметь метрологическую аттестацию.

Приемосдаточные испытания (ПСИ) проводят для контроля изделия на соответствие требованиям ТУ, установленным для данной категории испытаний. Испытания и приемку проводит представитель заказчика в присутствии представителя отдела технического контроля (ОТК) предприятия-изготовителя в объеме и последовательности, предусмотренными в ТУ на изделие. О готовности изделия к ПСИ предприятие-изготовитель уведомляет представителя заказчика извещением, оформленным в установленном порядке. К извещению прикладываются протоколы технологической тренировки и предъявительских испытаний, выполненных по форме, принятой на предприятии-изготовителе.

Далее приведена примерная программа ПСИ для РЭА [2], входящей в 8-ю группу по условиям эксплуатации (см. рис. 3.1).

1. Контроль проведения технологической тренировки (проверка наличия протокола тренировки).

2. Проверка комплектности и качества эксплуатационной документации.

3. Проверка маркировки.

4. Проверка изделия на соответствие требованиям конструкторской документации.

5. Проверка покупных изделий и материалов на срок службы и на срок сохраняемости.

6. Проверка переходного сопротивления.

7. Проверка электрической прочности изоляции.

8. Проверка электрического сопротивления изоляции.

9. Испытание на прочность при воздействии синусоидальной вибрации одной частоты.

10. Проверка потребляемых токов.

11. Проверка при изменении напряжения питания.

12. Проверка запаса регулировки.

13. Испытание на взаимозаменяемость составных частей.

14. Испытание на воздействие акустического шума.

15. Испытание на устойчивость к воздействию синусоидальной вибрации.

16. Проверка массы.

17. Проверка качества упаковки.

Состав и последовательность проведения испытаний могут быть изменены по согласованию с представителем заказчика. Принятыми считаются изделия, выдержавшие испытания, укомплектованные и упакованные в соответствии с ТУ.

Периодические испытания проводят с целью периодического контроля стабильности ТП в период между испытаниями и чтобы подтвердить возможность продолжения изготовления изделий по действующим конструкторской и технологической документации. Календарные сроки испытаний устанавливаются в графике, составленном предприятием-изготовителем с участием представителя заказчика. Периодическим испытаниям подвергается одно изделие ежегодно. Результаты испытаний оформляются актом, к которому прилагается протокол, выполненный по форме, принятой на предприятии-изготовителе.

Состав и последовательность проведения испытаний согласовываются с представителем заказчика.

Если изделие выдержало периодические испытания, то его производство продолжается до следующего срока испытаний. Если изделие не выдержало периодических испытаний, то приемку изделий и отгрузку принятых изделий приостанавливают до выявления и устранения причин возникновения дефектов и получения положительных результатов повторных испытаний.

Типовые испытания проводят для изделий прерывистого производства (единичного и мелкосерийного прерывистого производств) для оценки эффективности и целесообразности предлагающихся изменений в изделие или в технологию его изготовления, которые могут изменить технические и другие характеристики изделия и его эксплуатацию. Испытания проводят на изделиях, в которые внесены предлагающиеся изменения, по программе и методике необходимых испытаний из состава прие-мосдаточных и периодических.

Если эффективность и целесообразность предлагаемых изменений подтверждаются результатами типовых испытаний, то их вносят в документацию на изделие в соответствии с требованиями государственных стандартов.

Перед предъявлением изделий на испытания и приемку представителю заказчика ОТК проводит предъявительские испытания готовых изделий. Такие испытания проводятся с целью контроля изделий на соответствие требованиям ТУ и готовности для предъявления заказчику. Как правило, их проводят в объеме не менее приемосдаточных испытаний, но планы контроля и нормы на проверяемые параметры могут устанавливаться более жесткими. Документация по испытаниям согласуется с заказчиком.

Основным организационно-методическим документом при испытаниях РЭА является программа испытаний. Она регламентирует цели испытаний, объем и методику проводимых исследований; порядок, условия, место и сроки проведения испытаний; ответственность за обеспечение и проведение испытаний; ответственность за оформление протоколов и отчетов.

Общие цели контрольных, сравнительных и определительных испытаний, общие положения об испытаниях на воздействие механических и климатических факторов конкретизированы в государственных стандартах. В программе испытаний в краткой форме излагается информация об объекте испытания (срок его изготовления, номер паспорта, особенность конструкции и технологии изготовления и т. п.), а также определяются параметры, подлежащие прямому или косвенному измерению, критерии годности изделия РЭА, требования к внешнему виду и электрические параметры. В разделах программы испытаний указывают объем и методику испытаний, в которых даются сведения о количестве испытываемых изделий; общая продолжительность испытаний при различных воздействующих факторах; сведения о периодичности, составе и последовательности испытаний, о параметрах испытательных режимов, пределах изменения питающих напряжений и продолжительности работы РЭА при этих напряжениях и т. п.

В плане испытаний указывают необходимые работы, такие, как изготовление образцов, их приемка ОТК, измерение и определение параметров, подготовка испытательного оборудования, проведение испытаний, оформление результатов, согласование и утверждение протокола испытаний и т. п.

Вторым организационно-методическим документом является методика испытаний РЭА. В ней излагаются метод, средства и условия испытаний; алгоритмы выполнения операций по определению одной характеристики свойств объекта или нескольких взаимосвязанных характеристик свойств объекта; формы представления данных и методы оценивания точности, достоверности результатов; требования техники безопасности и охраны окружающей среды. Основным требованием к методике является обеспечение максимальной эффективности процесса испытаний и минимально возможные погрешности полученных результатов. Она включает требования к методу и условиям испытаний и техническим средствам и должна содержать описание следующих этапов процесса испытаний: проверку испытательного оборудования; подготовку испытываемых изделий; совместную проверку испытательного оборудования и испытуемого изделия; регистрацию результатов испытаний и данных об условиях их проведения.

Испытание на воздействие внешних факторов предназначено для определения с некоторой долей вероятности способности изделий сохранять работоспособность и параметры в заданных условиях окружающей среды имитацией реальных условий окружающей среды или воспроизведением их воздействий.

Когда возникает необходимость в проведении испытаний на воздействие внешних факторов РЭА межнационального использования, следует пользоваться методами испытаний, указанными в СТ МЭК 68-2, за исключением тех случаев, когда соответствующий метод испытаний отсутствует. Для этого имеются следующие основания:

· Полное соответствие с методами испытания СТ МЭК 68-2 необходимо для обеспечения повторяемости и воспроизводимости результатов.

· Испытания СТ МЭК 68-2 подходят для применения к разнообразным образцам. Они разработаны независимо от вида испытуемого образца. Образец может не быть электротехническим изделием.

· Результаты, полученные в различных лабораториях, могут быть сопоставимы.

· Исключается распространение малоотличающихся друг от друга методов испытаний и оборудования.

· Длительное использование одного и того же испытания позволяет сравнивать результаты предыдущих испытаний образцов, технические характеристики которых в условиях эксплуатации известны.

Испытания характеризуют посредством задания параметров испытательных режимов, а не описанием испытательных средств. Для некоторых испытаний испытательное оборудование необходимо описать.

Выбирая метод испытания, который следует применить, разработчик нормативно-технологической документации (НТД) должен всегда учитывать экономические аспекты (в частности, когда существует два различных испытания, по результатам которых может быть получена одинаковая информация).

Если при раздельном воздействии двух или более внешних факторов не обеспечивается получение желаемой информации, следует воспользоваться комбинированными, или составными испытаниями. Самые важные комбинированные и составные испытания приведены в СТ МЭК 68-2.

Все испытания проводят в нормальных климатических условиях (за исключением климатических), которые характеризуются следующими значениями параметров:

· температура воздуха 15...35 °С;

· относительная влажность воздуха 45...80 %;

· атмосферное давление 84...106 кПа (630...800 мм рт. ст.).

Испытания последовательно включают в себя начальную стабилизацию (если требуется); начальные проверку и измерения (если требуется); выдержку; конечную стабилизацию (если требуется); заключительные проверки и измерения (если требуется).

При механических испытаниях определяется прочность и устойчивость конструкции изделия при воздействии вибраций, ударов, линейных ускорений, акустического шума.

При климатических испытаниях изделие подвергается воздействию повышенной и пониженной температур, термоциклирования, повышенной и пониженной влажностей, давлений, инея, росы, соляного тумана и т. п.

При испытаниях на соответствие конструктивно-технологическим требованиям изделие подвергают воздействию агрессивных сред, испытанию на герметичность, на способность к пайке, на теплостойкость при пайке, на пожаробезопасность, взрывозащищенность и другие.

Диапазон параметров воздействующих факторов, применяемых при испытаниях весьма широк, и зависит от класса аппаратуры и условий ее эксплуатации.