5.6 Выбор и обоснование способа изготовления печатной платы
Печатные схемы открыли новые потенциальные возможности механизации и автоматизации производственных процессов. При производстве цифровой аппаратуры они позволяют обеспечить:
-
механизацию операций сборки, монтажа и пайки;
-
повторяемость монтажного рисунка схемы, а следовательно, и идентичность параметров монтажа;
-
возможность более полной механизации контрольно- регулировочных операций.
Печатный монтаж дает также конструктивные преимущества и прежде всего компактность аппаратуры и уменьшения ее веса.
5.7 Описание технологического процесса
При изготовлении двусторонних печатных плат в радиотехнической и других отраслях отечественной промышленности нашел широкое применение комбинированный метод.
Как правило, изготовление плат осуществляется на универсальных механизированных линиях, состоящих из отдельных автоматов и полуавтоматов, последовательно выполняющих операции технологического процесса.
Технологическая схема процесса изготовления печатных комбинированным позитивным метод состоит из следующих операций:
-
раскрой материала и изготовления заготовок плат;
-
обезжиривание поверхности заготовки платы;
-
нанесение светочувствительной эмульсии (фоторезиста);
-
экспонирование рисунка схемы (фотопечать);
-
проявление рисунка;
-
задубливание фоторезиста;
-
нанесение защитной пленки лака;
-
сверление отверстий в плате;
-
электрохимическая металлизация отверстий;
-
гальваническое наращивание защитного металла;
-
удаление защитного слоя фоторезиста;
-
травление рисунка схемы;
-
осветление защитного слоя металла.
-
маркировка.
5.8 Расчет времени наработки на отказ USB-устройства
Надёжность аппаратуры определяется надёжностью и количеством используемых в ней элементов и, как комплексное свойство, характеризуется четырьмя составляющими: безотказностью, долговечностью, сохраняемостью и ремонтопригодностью и комплексными показателями: коэффициентом готовности, коэффициентом технического использования и другими.
В данном пункте производится расчёт надёжности USB-устройства, которое является системой без резервирования с восстановлением. Граф состояния этой системы приведен на рисунке 5.10.
S0
S1
Рисунок 5.10 − Граф состояний системы без резервирования с восстановлением
S0- устройство работает и исправно.
S1- устройство не исправно и находится в ремонте.
Первоначально, до первого отказа, ведется расчет с использованием обычной методики, используемой при расчете систем без восстановления.
(5.1)
где Р(t) – вероятность безотказной работы системы;
Λ0 – интенсивность отказов системы, 1/ч;
t – время , ч.
Далее вероятность без отказной работы системы рассчитывается исходя из системы уравнений Колмогорова, составленный для данного случая:
(5.2)
Решение этой системы уравнений даёт следующие выражение:
, (5.3)
где μ0 – интенсивность восстановления системы,1/ч.
В установившемся режиме выражение (5.3) имеет вид :
(5.4)
После аналитического расчёта вероятности безотказной работы будет построен график для более наглядного отображения информации.
При расчёте Λ0 используется следующая методика:
(5.5)
где λгр.э – интенсивность отказов группы однотипных элементов,1/ч.
, (5.6)
где αj – поправочный коэффициент, зависящий от коэффициента нагрузки и температуры;
λj – интенсивность отказов элементов с учётом вибрации, ударных нагрузок, влажности, температуры, высоты, 1/ч.
nj – количество однотипных элементов.
, (5.7)
где λjн – номинальное значение интенсивности отказа элементов,1/ч;
Кλ1 – поправочный коэффициент, учитывающий вибрацию и ударные нагрузки;
Кλ2 – поправочный коэффициент, учитывающий влажность и температуру окружающей среды;
Кλ3 – поправочный коэффициент, учитывающий высоту.
Расчёт показателей безотказности восстанавливаемой цифровой аппаратуры проводят согласно [12]. При расчётах безотказности принимают следующие допущения:
1) все отказы элементов приводятся к отказу устройства;
2) все отказы элементов независимы;
3) последствия отказов устраняются путём замены отказавшего элемента на эквивалентный;
4) вынужденный простой аппаратуры из-за отказов не учитывается.
При этом под элементом понимают любую составную часть устройства, рассматриваемую в данных условиях оценки как единое целое.
Показателем безотказности служит вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ не возникает.
В таблице 5.1 приведены данные для расчета интенсивности отказов устройства.
Таблица 5.1 – Интенсивность отказов элементов
N
|
Элемент
|
0i.*106
|
αj
|
Кλ1
|
Кλ2
|
Кλ3
|
Ni
|
i*106
|
i.N*106
|
1
|
C8051F320
|
0,1
|
3
|
1
|
1
|
1,65
|
1
|
0,495
|
0,495
|
2
|
Конденсатор
танталовый
|
0,24
|
1
|
-//-
|
-//-
|
-//-
|
1
|
0,396
|
0,396
|
3
|
Конденсатор
керамический
|
0,14
|
1
|
-//-
|
-//-
|
-//-
|
2
|
0,231
|
0,462
|
4
|
Резистор
|
0,5
|
0,8
|
-//-
|
-//-
|
-//-
|
16
|
0,66
|
10,56
|
5
|
Стабилитрон
|
0,2
|
1,2
|
-//-
|
-//-
|
-//-
|
16
|
0,264
|
4,224
|
6
|
Разъем 10-штырьковый
|
1,2
|
0,6
|
-//-
|
-//-
|
-//-
|
2
|
1,188
|
2,376
|
7
|
USBB-1J
|
0,5
|
0,7
|
-//-
|
-//-
|
-//-
|
1
|
0,5775
|
0,5775
|
8
|
Разъем EC2
|
0,1
|
0,5
|
-//-
|
-//-
|
-//-
|
1
|
0,0825
|
0,0825
|
9
|
Печатная
плата
|
0,5
|
0,04
|
-//-
|
-//-
|
-//-
|
1
|
0,033
|
0,033
|
10
|
Пайка
|
0,004
|
0,5
|
-//-
|
-//-
|
-//-
|
50
|
0,0033
|
0,165
|
Определяем интенсивность отказов всего устройства:
(5.8)
Результаты представляем в виде графика, на рисунке 5.11.
Рисунок 5.11 − Зависимость вероятности безотказной работы прибора от времени
Находим среднее время наработки на отказ:
(5.9)
Таким образом среднее время наработки на отказ равно 51626ч.
|
