10.2. Сборка и монтаж модулей первого уровня

Основным конструктивным элементом, образующим модули первого уровня (ТЭЗ, модули, ячейки) является одностронняя, двусторонняя или многослойная ПП, по одну или обе стороны которой размещаются МС, ЭРЭ, элементы коммутации и пр. Число МС и ЭРЭ, устанавливаемых на плату, может достигать десятков и сотен штук. В зависимости от вида внешних выводов МС и ЭРЭ их монтаж на поверхность ПП делят на шты­ревой, пленарный и поверхностный (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Виды монтажа микросхем и ЭРЭ: а — штыревой; б — пленарный; в — поверхностный

Установка МС и ЭРЭ на ПП проводится в зависимости от типа произ­водства ручным, механизированным, полуавтоматическим или автоматическим способом. Однако вне зависимости от способа монтажа необходимо выполнение следующих операций: комплектация элементов, устанавливае­мых на плату, подготовка элементов к монтажу, установка элементов на плату и их фиксация, пайка, защита и контроль готового модуля.

Комплектация устанавливаемых на ПП элементов

Количество различных элементов по номиналам и типоразмерам оп­ределяется на основе спецификации, исходя из объема выпуска изделия в течение определенного периода. Закупаемые МС и ЭРЭ складируют на цен­тральном заводском складе, откуда по заявкам их доставляют на цеховой склад или участок комплектации и далее на рабочие места. Комплект эле­ментов на рабочем месте должен обеспечивать односменную или двухсмен­ную работу монтажников. В зависимости от степени развитости производ­ства и объема выпуска предприятие может иметь автоматизированные скла­ды, оснащенные программируемыми устройствами по размещению на стеллажах элементов, их поиску и комплектованию для различных сбороч­ных цехов. Современный сборочно-монтажный цех оборудован, как правило, программируемым магазином-складом, в состав которого входит накопитель элеваторного типа (рис. 10.2), в котором компоненты 2 по про­грамме и в необходимом количе­стве размещаются в ячейках. Ко­личество ячеек на одной полке 3 может достигать десяти. Полки закрепляются в виде люльки на цепном конвейере 4. Управление загрузкой и выгрузкой накопите­ля необходимыми компонентами осуществляется по программе от устройства управления 5.

Рис. 10.2. Программируемый магазин-нако­питель элеваторного типа

Если сборочный цех получил задание на сборку различных печатных узлов, то склад-накопитель, име­ющий до 1000 ячеек, комплек­туется по программе различными элементами, необходимыми для выпуска этих печатных узлов. Каждая ячейка имеет свой номер (код) и в нее загружается опре­деленный элемент в необходи­мом для выпуска печатных узлов (модулей) количестве.

При поступлении на сборку конкретного печатного узла на устройстве управления набирается код платы, которая в данный момент будет монтироваться и для которой по программе будет проведена комплектация необходимых элементов. Накопитель имеет окно б для загрузки элементов и окно 7 для выгрузки при комплектации. Окна при необходимости располагают на разных уровнях (этажах) предприятия. Иногда для загрузки и выгрузки элементов используют одно окно.

При выгрузке полка останавливается перед окном 7 и над ячейкой (ячейками), из которой следует забрать элемент (элементы), загорается сиг­нальная лампа. Конвейер, последовательно перемещаясь и останавливаясь по программе, дает возможность упорядоченно подобрать комплект элемен­тов на собираемую плату. Размещение и оформление комплекта в зависимо­сти от типа производства осуществляется по-разному.

Рис. 10.3. Тара матричного типа

Комплект элементов 3, размещаемых в ячейках 2 тары матричного типа /, представлен на рис. 10.3. Такая тара обеспечивает удобство нахождения кон­кретного элемента при установке его на плату как рабочим-монтажником, так и манипулятором при автоматизированной сборке. Для манипулятора тару уста­навливают на программируемый стол, который перемещает ее по двум коорди­натам и подводит под захват манипулятора определенную ячейку с элементом. При этом элементы должны быть определенным образом сориентированы в ячейке тары.

Комплект элементов можно размещать в устройстве, напоминающем магазин-накопитель, но меньшего объема. Такой накопитель предназначен для автоматизированных сборочных монтажных устройств и программно с ними совместим.

Для рабочих мест монтажников применяют различные варианты ком­плектовщиков (рис. 10.4): в виде различных конвейеров 1 с ячейками 2 для размещения элементов (рис. 10.4, а) или многоярусных устройств карусель­ного типа 3 (рис. 10.4, б).

Для сборочных автоматов комплектация элементов осуществляется установкой их в ленту или в кассеты с определенным шагом. На рис. 10.5 приведены несколько вариантов такого размещения элементов.

В таком упорядоченном виде элементы в лентах наматываются на бобины и хранятся в таком ви­де или поставляются заказчику. Возможен вариант размещения элементов в ленты в порядке их установки на ПП. В этом случае при монтаже потребуется одна лен­та. В противном случае необходимо иметь столько лент (кассет), сколь­ко типоразмеров элементов будет установлено на ПП. Размещение МС и ЭРЭ в ленты и кассеты упрощает хране­ние, транспортировку и заправку их в сборочные и заготовительные устройства.

Для штучных ЭРЭ применяют загрузочные вибробункеры, обеспе­чивающие упорядоченную подачу элементов к сборочным автоматам или к устройствам предварительной подготовки их к монтажу. В чашу вибро­бункера ЭРЭ засыпают в произвольном виде. В результате виброкру­тильных колебаний чаши с определенной частотой и амплитудой ЭРЭ

Рис. 10.4. Комплектовщики для столов монтажника:

а — конвейерного типа; б — карусельного типа

Рис. 10.5. Размещение ЭРЭ:

а, б — с осевыми выводами в ленте; в — элементы для поверхностного мон­тажа в ленте; г — корпусные 1 в кассете 2.

Рис. 10.6. Примеры формовки выводов элементов перед монтажом

движутся по винтовой дорожке в упорядоченном виде и поступают в по­дающий лоток механизма формовки и обрезки выводов или размещаются в ленту, кассету. Вибробункеры широко используют для ориентирован­ной поштучной подачи дискретных элементов в станки-автоматы и авто­матические линии.

Рис. 10.7. Схема обрезки и П-образной фор­мовки осевых выводов в штампе