印制板设计、工艺与制造过程管理方法与应用

军工行业印制电路板具有多品种、变批量、需求量大、元器件种类繁杂等特点。印制电路板设计、工艺与制造过程许多问题如果不能在前期得到预防,就会在制造阶段暴露,给生产制造过程带来很大负担,严重制约了生产周期和产品质量。从产品的质量管理、精益生产制造的角度寻求更多的方法来提高印制板电路板的设计、工艺与制造技术水平。以印制板设计、工艺、制造的流程为牵引,以Valor软件的审核为手段,以PDCA的质量管理方法为核心,建立审查、汇总、跟踪、反馈的有效机制,疏通设计、工艺、制造三者之间沟通渠道,为企业印制板可制造性设计、工艺、制造的发展打下基础。     

基于工艺知识库的面向制造设计系统的研究

面向制造的设计是实现并行设计的关键技术。这里以零件的机械加工为例,研究了零件模型的建立,工艺知识的表示和组织,可制造性的分析和评价等关键技术,在CAD软件的平台上开发了基于工艺知识库的面向制造的原型设计系统,并通过基于知识的可制造性分析保证所设计零件的工艺性。     

异质多元多层印制电路板精密孔机械加工

孔是实现印制电路板层间互联及电子元器件装配的核心组成单元,机械钻孔是印制电路板制孔的主要方法。要在印制电路板上进行高密集度孔群的连续可靠、高质量、高一致性和高稳定性加工非常困难,涉及的异质多元多层复合材料机械加工理论复杂,也对加工刀具、加工技术提出了严峻挑战。从机械加工的角度归纳了典型印制电路板分类、组成结构与热力学特性,并提出其机械钻孔加工面临的难点;从材料变形与断裂、钻削热、钻削力与扭矩、孔创成机理、刀具失效机制五个方面,总结了典型印制电路板钻削理论的最新进展,综述了印制电路板用钻头设计、钻孔加工工艺和钻削过程检测技术的研究现状,从印制电路板微孔钻削加工理论、微细刀具优化设计、低温介质辅助钻削加工与孔质量无损检测方面指出了现有研究存在的问题,并结合新一代高端印制电路板发展趋势与孔制造需求,提出了未来印制电路板孔加工研究应重点关注的方向。     

基于ABAQUS的针眼孔型顺应针的有限元分析

针眼孔型顺应针主要应用于与印制电路板的连接。为提高其可靠性,对其机械性能进行测试是十分必要的。以有限元分析软件ABAQUS为平台,建立针眼孔型顺应针与印制电路板的有限元模型,使用接触分析的方法,模拟了在不同制造误差的情况下针眼孔型顺应针的装配过程,研究了其受力和变形情况。分析结果表明制造误差对针眼孔型顺应针机械性能的影响是十分明显的,在极限情况下插入力和保持力会超出设计要求,可以通过提高加工精度、改进顺应针结构等方法来提高成品率。同时,分析过程也为针眼孔型顺应针的结构优化设计提供了依据。     

美国PACE公司航空电子学维修

今天,典型航空电子领域内的印制电路板只有十年前普通电路板的十分之一——三十分之一。此外,由于元件、电路配置及封装已达到相当完美的程度,所以,只有具有经过维修技术培训的人员及非常高级的工具,才能对其进行维修。具有诊断技巧并进行维修的航空电子学技术人员,要对当代印制电路板的结构及进行各种维修所必须的工具和设备等非常熟悉和了解,并在无损修理方面具有高超的技艺。维修过程在印制电路板的制作过程中,要经过一个单向过程——印制电路板及其元件都是由机器和熟练工人来进行装配的,其主要目的就是要根据设计要求,使印制电路板组件在功能方面可靠无误。结果,当需要进行修理时,技术人员就要经历一个双向过程——拆下印制电路板,进行维修,然后再装上印制电     

基于STEP的制造资源能力建模及其应用研究

分析了并行工程对制造资源的需求特点,基于ＳＴＥＰ建立了制造资源能力模型,采用面向对象技术,建立了制造资源库和制造知识库;基于制造资源和制造知识,进行零件可制造性评价与反馈,从而指导产品设计。     

基于Agent的飞机钣金制造知识重用方法

在分析飞机钣金制造知识及重用过程的基础上设计了钣金制造知识重用Agent模型,包括感知器、通讯器、信息处理器、知识检索器和知识更新器。面向飞机钣金零件制造模型设计、工艺性评估、工艺指令设计和成形模具设计过程构建了基于Agent的飞机钣金制造知识重用的体系结构。研究了基于黑板系统的钣金制造工程设计系统与知识库之间的集成方法,提出了J2EE通用服务器集成Agent容器的方式实现知识重用Agent的方法。以钣金零件可加工性评估实例说明了飞机钣金制造知识重用过程。分析表明:通过知识重用Agent可以有效地实现钣金制造知识库和应用系统的松耦合集成,提高系统的可移植性。     

应用模型修正方法的印制电路板参数识别

基于模态试验数据和模型修正方法,研究了印制电路板物理参数识别方法.印制电路板的动态特性对电子设备可靠性有重要影响,即使铺层相同的印制电路板因电路分布不同,其弹性模量、泊松比差异也较大.因此,为了获得更加精确的有限元模型,需识别印制电路板的主要物理参数.以航天使用的某种印制电路板为例,分别采用基于灵敏度分析和基于响应面方法的模型修正方法对印制电路板的物理参数进行识别.两种方法识别的弹性模量、泊松比基本一致,计算和试验的振型相关系数接近1,且修正后有限元模型计算应变值与试验应变值在载荷较小时基本一致,表明识别结果比较准确.结果表明,基于模态试验数据和模型修正相结合的参数识别方法合理有效,可用于工程中印制电路板物理参数识别.     

飞机结构件三维模型工艺性优化技术研究

针对MBD技术在航空制造企业产品研发当中的应用,研究了基于知识库的产品三维模型工艺性优化技术。通过对飞机结构件的可制造性分析,总结其工艺性优化内容。提出了"模型信息提取与简析—知识库建立—知识推理—优化结果可视化"模式的零件三维模型工艺性优化流程。综合运用多种知识与推理机制,建立模型特征与制造资源、工艺知识的关联,并对知识库结构以及推理过程进行了描述。解决了并行工程中的工艺性问题。开发的工艺性优化系统验证了该方法的可行性。     

面向元器件重用的印制电路板拆解试验

研究面向元器件重用的废旧印制电路板拆解工艺和拆解设备,需要分析评价不同拆解参数对印制电路板元器件拆解效率和已拆解元器件的重用性的影响。以废旧计算机主板为例,进行三种拆解施力方法和四种不同加热参数下的印制电路板拆解试验,在自制的印制电路板拆解试验样机及试验设备上测试并分析了印制电路板上元器件的分离率和已拆解元器件的可重用合格率。试验表明,采用接触式冲击、非接触式冲击和振动三种拆解施力方式对于贴片元器件和直引脚插装元器件均有良好的拆解效果;为了提高废旧印制电路板元器件的分离率,应重点提高接插件的分离率;为了提高元器件的可重用合格率,应主要考虑提高100脚以上贴片元器件的可重用合格率;在试验条件下以元器件分离率为试验指标时,得到了拆解元器件加热参数最佳水平的分布范围。试验还表明,较小的冲击势能有利于保证元器件较高的可重用合格率。以上试验结果为确定面向元器件重用的印制电路板拆解工艺提供了依据,也为研制废旧印制电路板拆解设备奠定了试验基础。