Opracował: Paweł Górecki

Projektowanie i konstrukcja urządzeń - pierwsze kolokwium

1. Przedstawić drogę urządzenia elektronicznego od jego koncepcji do utylizacji.

2. Przedstawić klasyfikację narażeń środowiskowych ze względu na ich źródło.

o Klimatyczne,

o Korozyjne atmosferyczne,

o Radiacyjne,

o Biotyczne (od organizmów żywych),

o Mechaniczne,

o Antropogenne.

3. Scharakteryzować połączenie owijane.

Stałe, naciskowe (łączenie końcówek montażowych odpowiednim drutem)

Owinięcie kilku zwojów odizolowanego przewodu dookoła końcówki montażowej posiadającej co najmniej 2 ostre krawędzie. Siła nacisku wywieranego na przewód w trakcie owijania powoduje powstawanie szeregu odcisków na powierzchni stykających się (przewód i końcówka montażowa). Powstaje styk metaliczny o dobrych własnościach elektrycznych.

Wartość siły nacisku owijarki, twardość końcówki montażowej i średnica przewodu oraz liczbę zwojów dobiera się tak, aby powierzchnia odcisków była większa od przekroju zastosowanego przewodu.

1. końcówka montażowa

2. przewód bez izolacji

3. przewód w izolacji

Wariant skrócony:

-Połączenia wykonuje się owijarką.

-Bardzo duża niezawodność;

-Na 1 końcówce max 3 połączenia

-Można niszczyć 10 razy

4. Scharakteryzować połączenie zaciskane.

Zaciska się łączony przewód (miękki) wewnątrz końcówki montażowej (twardej). Następuje przekroczenie granicy plastyczności, metal dokładnie wypełnia końcówkę montażową, tworząc na granicy styku dobre połączenie.

5. Jakie metale wchodzą w skład lutów do lutowania?

Ołowiowe

Stop cyny z ołowiem z następującymi dodatkami

a)srebro

b)antymon

c)miedź

Bezołowiowe

-cyna

-srebro

-miedź

6. Jak można odróżnić materiały do lutowania ołowiowego i bezołowiowego?

Materiały do lutowania bezołowiowego mają specjalne zielone oznaczenia.

Materiały do lutowania ołowiowego mają specjalne niebieskie oznaczenia.

7. Scharakteryzować proces lutowania na fali. (37)

W pojemniku znajduje się fala lutowania

Prędkość przesuwu 2 - 2,5 cm/s

Temperatura 200- 230 ^oC

Fazy lutowania

1) Podgrzewanie wstępne do 80 -95 ^oC (nadmuch gorącego powietrza)

2) Lutowanie przy przejęciu przez wierzchołek fali; płytki pod kątem 5 - 8^o względem poziomu (nie ma sopli i mostków)

3) Studzenia płytek (nadmuch powietrza)

8. Scharakteryzować proces lutowania rozpływowego. (31)

Etapy:

1) Naniesienie pasty lutowniczej na punkty lutownicze

2) Roztopienie lutowia zawartego w pa_cie

Sposoby lutowania:

a) radiacyjne

b) kondensacyjne

c) konwekcyjne

d) kondukcyjne

e) laserowe

radiacyjne - roztopienie lutowia w wyniku nagrzania promieniami podczerwonymi

kondensacyjne - nagrzewanie w parach nasyconych cieczy

9. W jakim procesie lutowania (ołowiowym czy bezołowiowym) trzeba stosować wyższą

temperatura?

Bezołowiowym

10. Wymienić typowe usterki występujące w procesie lutowania automatycznego.

-Za mało lutowia w polu lutowniczym

-Zwarcia pól lutowniczych

-Odsłonięte pola lutownicze

-Deformacja komponentu w wyniku działania nadmiernej temperatury

-efekt nagrobkowy

11. Wymienić materiały stosowane na podłoża obwodów drukowanych.

-epoksydowo-szklane

-epoksydowo-papierowy

-fenolowo-papierowy

-teflonowo-szklany

-poliestrowo-szklana

12. Jakimi cechami powinny się charakteryzować podłoża obwodów drukowanych

stosowanych w zakresie wysokich częstotliwości?

-mała współczynnik strat dielektrycznych

-mała stałą dielektryczna

13. Wymienić stosowane powłoki obwodów drukowanych.

a)nieorganiczne

-cynowo-ołowiowe

-złotem na niklu

b)organiczne

-środki zabezpieczające (OSP)

-maska przeciwlutowa

14. Wymienić metody wytwarzania obwodów drukowanych.

-subtraktywne (wytrawianie, frezowanie)

-addytywne:

a)póładdytywne np. osadzanie galwaniczne

b)addytywne z maskowanie np. naparowywanie próżniowe przez maski

c)addytywne bez maskowania np. naparowywanie próżniowe bez maski

15. Scharakteryzować wybraną subtraktywną metodę wytwarzania obwodów drukowanych.

Trawienie

1) Laminat pokryty folią o grubości 35, 70, 105 mm

2) Maskowanie ścieżek:

a) nanoszenie emulsji światłoczułej,

b) naświetlanie emulsji przez maskę

3) wywołanie

4) utwardzenie

5) wytrawienie w Fe₂Cl₃

Czas trawienia zależy od:

a) grubości Cu (miedzi)

b) stężenia roztworu

c) intensywności spłukiwania CuCl₂

Problem: podtrawienia boczne

16. Scharakteryzować wybraną addytywną metodę wytwarzania obwodów drukowanych.

Sitodruk

1) wykonuje się sito będące negatywem obwodu

2) Przez sito osadza się selektywnie pastę przewodzącą (najczęściej ze Ag)

Osadzenie galwaniczne

Na płytkę nanosi się warstwę aktywowanego grafitu, srebra koloidalnego lub roztworów soli. Tworzy się negatywowy obraz obwodów. W kąpieli galwanicznej osadza się miedź o wymaganej grubości. Po osadzeniu usuwa się lakier ochronny i znajdujące się pod nim warstwy przewodzące. Można wykonywać metalizację otworów.

Tłoczenie - osadzanie obwodów - pod ciśnieniem na płytce

17. Przedstawić kolejno etapy wytwarzania jednowarstwowych obwodów drukowanych.

18. Przedstawić kolejno etapy wytwarzania dwuwarstwowych obwodów drukowanych.

19. Wymienić kryteria wyboru rozwiązania konstrukcyjnego obwodu drukowanego.

-warunki pracy (temperatura, wilgotność, narażenia mechaniczne)

-sposób montażu

-koszt wykonania

-możliwości wykonawcze

-gęstość połączeń

20. Podać zasady rozmieszczania elementów na powierzchni obwodu drukowanego.

-otwory montażowe w węzłach siatki podstawowej 2,5mm lub wtórnej 1,25mm; 0,625mm

-przewidzieć możliwości równomiernego rozłożenia mozaiki na całej płytce, po obu jej stronach

-dla elementów ciężkich ( masa na 1 wyprowadzenie >8g) przewidzieć zaciski mocujące

-układ scalone w obudowach DIP umieszcza_ tak aby osie były prostopadle do kierunku lutowania na fali

(mniej mostków)

-podzespoły ciężkie umocować w pobliżu pkt. podparcia płytki

-umieszczać podzespoły równolegle do krawędzi płytki

-przewidzieć możliwość odczytu danych elementów po zmontowaniu płytki

-przewidzieć takie rozmieszczenie elementów, aby przy zamocowaniu elementów ich wyprowadzenia nie były zbyt wygięte

-przez 1 otwór - 1 wyprowadzenie

21. Od czego zależy szerokość ścieżki w obwodzie drukowanym?

- obciążalności prądowe

- spadku napięcia na ścieżce

- niedokładności trawienia

22. Co wpływa na minimalną odległość między ścieżkami w obwodzie drukowanym?

-wilgotność

-zanieczyszczenie powietrza

-napięcie między ścieżkami

-ciśnienie

-zakłócenia

-sposób lutowania

23. Do czego służą pułapki lutowia?

Ściąga nadmierne lutowie z innych pól lutowniczych; wygląda na płytce jak niezagospodarowane pole, większe niż pozostałe

---