Metody układania elementów w technologii SMT (Surface Mount Technology)

Transkrypt

1 LABORATORIUM PROJEKTOWANIA I TECHNOLOGII UKŁADÓW HYBRYDOWYCH Ćwiczenie 2 Metody układania elementów w technologii SMT (Surface Mount Technology)

2 1. CEL ĆWICZENIA Zapoznanie się z działaniem oraz metodami programowania ręcznego manipulatora montażowego MM WSTĘP TEORETYCZNY Technologia SMT (Surface Mount Technology) jest to sposób powierzchniowego montażu podzespołów elektronicznych na płytce obwodu drukowanego. Montaż ten przeprowadzany jest najczęściej automatycznie. Do montażu powierzchniowego przeznaczone są elementy SMD (Surface Mounted Devices), które charakteryzują się niewielkimi wymiarami, mają płaską obudowę i końcówki lutownicze w formie kołnierzy obejmujących końce obudowy. Ze względu na niewielkie fizyczne rozmiary elementów końcówki lutownicze są dość duże w porównaniu do rozmiaru obudowy. Na Rys. 1 przedstawiony jest element SMD, ułożony na płytce drukowanej: Rys. 1, Element SMD Poszczególne etapy montażu elementów SMD można przedstawić następująco: 1. Nałożenie odpowiedniej pasty lutowniczej w miejscach lutowniczych (pady), znajdujących się na płytce drukowanej 2. Automatyczne rozmieszczenie elementów na płytce 3. W przypadku zastosowania płytki dwustronnej elementy na pierwszej stronie są przyklejane przy pomocy kropli kleju, nakładanej przed rozmieszczeniem komponentów 4. Wygrzewanie płytki drukowanej z nałożonymi elementami w piecu, w którym pasta lutownicza i cyna roztapia się tworząc spoiwo lutownicze 5. Po zakończonym procesie wygrzewania, i wyjęciu z pieca płytki, w wyniku obniżeniu temperatury następuje zakrzepnięcie spoiwa i powstanie trwałego połączenia elektrycznego.

3 Zalety i wady technologii SMD przedstawione zostały w poniższej Tabeli: Zalety Automatyzacja procesu produkcyjnego Miniaturyzacja, duża gęstość rozmieszczenia elementów Możliwość łatwego rozmieszczenia elementów po obu stronach płytki Dobre właściwości mechaniczne w warunkach wstrząsów lub wibracji Niskie koszty produkcji Wady Wysoki koszt maszyn rozmieszczających elementy Bardziej skomplikowana kontrola poprawności połączeń (w porównaniu do montażu przewlekanego) Ręczna naprawa układów niepoprawnie wykonanych jest dość trudna Przy zastyganiu spoiwa powstają naprężenia mechaniczne, które mogą powodować pęknięcia 3. WYKONANIE ĆWICZENIA 3.1 Zapoznać się z instrukcją działania manipulatora MM Zapoznać się z działaniem strzykawkowego dozownika pasty lutowniczej: Zbadać wpływ zmiany parametrów roboczych, ciśnienia oraz czasu wypływu na ilość dozowanej pasty lutowniczej Ustawić odpowiednie parametry robocze dozownika, tak by ilość wyciskanej pasty była optymalna dla wybranego elementu w obudowach 1206, 0603, SOT-23. Ustalić optymalny czas odstępu między kolejnymi dozowaniami pasty w cyklu automatycznym, odpowiadający możliwościom manipulatora. 3.3 Zapoznać się z metodami programowania manipulatora: Sprawdzić w zasobnikach manipulatora, czy wszystkie elementy ze wskazanej przez prowadzącego laboratorium płytce są dostępne. Zaprogramować układanie elementów na płytce drukowanej, zgodnie ze schematem, dostarczonym przez prowadzącego. W programie należy uwzględnić wybór odpowiedniego podajnika dla określonego elementu oraz wskazać jego miejsce na płytce. Sprawdzić w praktyce działanie programu. Zapisać program na dyskietce (BANK NR X numer banku podaje prowadzący).

4 UWAGA: Wszystkie uzyskane wyniki zweryfikowane będą praktycznie w Ćw WYKONANIE SPRAWOZDANIA Obowiązuje jedno rozbudowane sprawozdanie z ćwiczeń 2-4. W sprawozdaniu z części dotyczącej ćw. 2 należy zamieścić opis programowanej płytki, spis elementów układu, program napisany do obsługi manipulatora MM-500 oraz wnioski z przebiegu ćwiczenia.

5 Schematy układów: Bramka AND: x y xy R1, R2 470 Ω - R3, R4 47 Ω - R5 220 Ω - Q1, Q2, Q5 - MOSFET z kanałem typu p - BSS84 - Q3, Q4, Q6 - MOSFET z kanałem typu n - BSS138 - D1 - dioda LED

6 Bramka NAND: x y R1 47 Ω - R2, R3 470 Ω - R4 220 Ω - Q1, Q2 - MOSFET z kanałem typu p - BSS84 - Q3, Q4 - MOSFET z kanałem typu n - BSS138 - D1 - dioda LED

7 Bramka OR: x y x+y R1, R2 470 Ω - R3, R4 47 Ω - R5 220 Ω - Q3, Q4, Q6 - MOSFET z kanałem typu p - BSS84 - Q1, Q2, Q5 - MOSFET z kanałem typu n - BSS138 - D1 - dioda LED

8 Bramka NOR: x y R1, R2 470 Ω - R3 47 Ω - R4 220 Ω - Q1, Q2 - MOSFET z kanałem typu n - BSS138 - Q3, Q4 - MOSFET z kanałem typu p - BSS84 - D1 - dioda LED

9 Inwerter, bramka NOT x R1 470 Ω - R2 22 Ω - R3 220 Ω - Q1 - MOSFET z kanałem typu p - BSS84 - Q2 - MOSFET z kanałem typu n - BSS138 - D1 - dioda LED

10 Przerzutnik Schmitta - R1 2 kω - R2, R3 390 Ω - Q1, Q2 - bipolarny NPN - BCP56-16

11 Filtr dolnoprzepustowy - R1, R2 1 kω - R3 0 Ω - C1 10nF - C2 5,6nF - U1 - wzmacniacz operacyjny TL082

12 Wzmacniacz - R1 100 kω - R2 220 kω - R3 15 kω - R4 4,7 kω - C1, C2, C3 2,2nF - Q1 - bipolarny NPN - BCP56-16