Тема 3.6 Тонкопроводный монтаж печатных плат 15

При разработке и изготовлении сложных субблоков с большим количеством интегральных микросхем возникает ряд проблем, связанных в первую очередь с разводкой печатных проводников и изготовлением самих плат, а также с трудностями внесения коррективов в монтаж. В этих случаях для типовых элементов замены (ТЭЗ) целесообразно использовать не печатные платы, а платы с тонкопроводным монтажом. Плата с тонкопроводным монтажом представляет собой заготовку с печатными контактными площадками и сквозными отверстиями, расположенными вне контактных площадок или внутри них. Центры сквозных отверстий располагаются в узлах условной координатной сетки с шагом 2,5 мм. Для обеспечения электрической связи между определенными группами контактных площадок используются отрезки тонкого изолированного провода, которые присоединяются к контактным площадкам пайкой или сваркой.

При изготовлении платы с тонкопроводным монтажом сначала подготавливаются платы с контактными площадками для установки навесных электрорадиоэлементов и сквозными отверстиями. Затем платы прошивают по таблице соединений вручную или машинным способом. Для ручной прошивки используется специальное приспособление (рис. 1.35).

Рис. 1.35. Приспособление для ручной прошивки платы:

1 — каркас; 2 — ось; 3 — вилка; 4 — ручка; 5 — гайка-стопор; 6 — держатель; 7—

корпус; 8 — игла

 

Провод, намотанный на каркас 1, пропускают через отверстия вилки 3 и ручки 4 держателя 6 и иглы 8. Перед прошивкой платы устанавливают в приспособление на эластичную прокладку той стороной, на которой в дальнейшем будут паяться провода и навесные электрорадиоэлементы. Затем через отверстия в плате и эластичную прокладку начинают прошивку платы тонким проводом. Игла, проходя через отверстие, прокалывает эластичную прокладку, в толще которой при обратном ходе иглы формируется петля тонкого провода (рис. 1.36).

После выхода иглы из отверстия ее перемещают по прямой к другому отверстию, при этом петля остается в эластичной прокладке. Весь цикл повторяется до тех пор, пока не будет выполнена вся монтажная операция. Провод в конце операции обрезается в заданной точке. Монтажный провод должен прокладываться на плате без натяга с ослаблением 2...7 мм во избежание обрыва уже проложенных проводов, закрывающих отверстия.

Процесс прошивки плат имеет некоторые характерные особенности. Перед началом прошивки провод должен быть выдвинут из иглы на величину / = 5... 8 мм, а его конец отогнут в сторону, так как в отдельных случаях при опускании иглы в отверстие конец провода может упереться в прокладку и уйти в иглу. Величина / зависит от толщины платы и эластичной прокладки и не должна превышать их суммарную толщину. Если длина / большеуказанной суммарной толщины, то конец провода после образования петли может выступать из отверстия и его оголенный торец может замыкать шину заземления или' другой конец провода, выходящий из соседнего отверстия. При входе в монтажное отверстие конец провода длиной / сгибается параллельно образующей иглы, формируя таким образом петлю из провода.

Оптимальная толщина резиновой прокладки зависит от
размера петли и усилия, необходимого для снятия прокладки с петель после прошивки платы. Для прошивки вручную обычно применяются прокладки из мягкой резины ИРП толщиной 2...3 мм.

Рис. 1.37. Рабочая часть прошивочной иглы

Для прошивки платы вручную или машинным способом могут применяться изолированные провода любых марок, однако в связи с последующей пайкой петель к контактным площадкам платы рекомендуется использовать провода марок ПЭВТЛК и ПЭПЛОТ диаметром 0,1 или 0,12 мм.

Диаметр прошивочного отверстия в плате D„ ₀ определяется по формуле D_no= А,_н+ D_np+ 0,15, где D„„ и D_np — диаметры иглы (наружный) и провода. Обычно для прошивки применяются иглы для медицинских шприцев «Рекорд». Рабочую часть иглы затачивают под определенным профилем и полируют (рис. 1.37).

После прошивки разведенные проволочные электрические связи прижимают к плате, снимают эластичную прокладку с петель, сформированных иглой из тонкого провода, облуживают петли и припаивают их к плате. В результате получают плату с тонкопроводным монтажом. После установки навесных электрорадиоэлементов проводится контроль платы, а затем на нее наносится защитный изоляционный лак УР-231 или Э-4100.

Тема 3.7. Входной контроль и подготовка навесных элементов к монтажу 16

Типовой технологический процесс подготовки навесных элекгро- радиоэлементов включает в себя следующие основные этапы: входной контроль навесных электрорадиоэлементов и интегральных микросхем; рихтовку выводов; формовку и обрезку выводов; лужение выводов; надевание изоляционных трубок.

Входной контроль навесных электрорадиоэлементов и микросхем заключается в проверке их на соответствие требованиям, изложенным в государственных стандартах или технических условиях, а также на наличие паспорта и штампа ОТК Визуально проверяются внешний вид электрорадиоэлемента (целостность корпуса, выводов и др.) и условное обозначение номиналов на соответствие их принципиальной схеме устройства. В некоторых случаях в соответствии с требованием чертежа производится защита маркировки лаком, стойким к спиртобензиновым смесям и другим растворителям.

в)

 

д)

 

а) б)

Рис. 3.7.1 Формовка выводов:

а, б, г — электрорадиоэлементов; в — транзисторов; д — микросхем; 1 — корпус;

2 — выводы; 3 — печатная плата

3 Рихтовка (выпрямление) выводов вручную осуществляется с помощью прямого пинцета или плоскогубцев. В серийном производстве применяются специальные рихтовочные полуавтоматы.

После рихтовки навесные электрорадиоэлементы поступают на формовку и обрезку выводов. Формовка выводов заключается в придании им необходимой формы.. Обрезка выводов, как правило, совмещается с операцией формовки. Эти две операции выполняются на одном приспособлении.

В основном для формовки и обрезки используются универсальные приспособления, позволяющие формовать несколько типов электрорадиоэлементов (проектирование приспособлений осуществляют в зависимости от геометрии корпуса).

Формовка и обрезка выводов навесных электрорадиоэлементов и интегральных микросхем производятся согласно требованиям ТУ и сборочного чертежа.

При необходимости после формовки и обрезки выводов выполняется их лужение. Все выводы должны быть облужены по всей заданной длине и поверхности согласно операционным эскизам.После лужения и проверки его качества производится надевание изоляционных трубок на металлические корпуса электрорадиоэлементов. Нарезка изоляционных трубок осуществляется вручную или на автомате для мерной резки полихлорвиниловых трубок.

К подготовительным работам относятся также сборка переходных колодок с контактами и развальцовка последних, мерная резка проводов, зачистка и облуживание их концов, заготовка монтажных перемычек и др. Все эти процессы в настоящее время механизированы и автоматизированы.

Тема 3.8 Конструктивно – технологические требования, предъявляемые к электрическому монтажу 17

1. Электрический монтаж радиоэлектронной аппаратуры и приборов должен производиться в соответствии с требованиями, указанными на сборочных чертежах, принципиальной электрической схеме, в технической документации, а также в соответствии с установленным эталоном (образцом).

2. Электрический монтаж должен обеспечивать нормальную работу аппаратуры в условиях тряски, вибрации, вакуума, повышенной влажности и воздействия положительных и отрицательных температур, обусловленных требованиями соответствующих ТУ на монтируемую аппаратуру, прибор или систему.

3. Конструкция и электрический монтаж радиоэлектронной аппаратуры должны обеспечивать доступ к отдельным элементам для их осмотра, проверки и замены.

4. Маркировочные "знаки, нанесенные на шасси и детали, не должны (по возможности) закрываться монтажными проводами.

5. Сечение монтажных проводов необходимо выбирать в зависимости от силы тока, допустимого падения напряжения и условий работы радиоэлектронной аппаратуры. Монтажные провода должны обладать необходимыми механической и электрической прочностью. В случае, если монтажные провода подвергаются воздействию помех или сами их создают, монтаж следует производить экранированными проводами с надежно заземленными оплетками.

6. Провода, применяемые при монтаже, не должны иметь повреждений (прожогов, надрезов жил и т.п.), снижающих их механическую и электрическую прочность.

7. Гибкие монтажные провода, выходящие из жгута и присоединяемые пайкой к электромонтажному контакту, должны иметь запас (если это оговорено в сборочном чертеже) по длине, обеспечивающий одну-две перепайки (5... 10 мм), который создается в результате изгибов проводов у мест паек электромонтажного контакта. Наращивание проводов скруткой или пайкой запрещается.

8. Соединение проводов между собой, проводов с выводами элементов и их выводов между собой необходимо выполнять только с помощью электромонтажных контактов (лепестков, зажимов, переходных колодок и др.).

9. Соединение деталей, расстояние между которыми может изменяться в процессе эксплуатации, а также «плавающих» контактных лепестков должно осуществляться только гибкими многожильными монтажными проводами.

10. Монтажные провода не должны касаться нагревающихся деталей, допустимый зазор между ними должен быть не менее 5 мм. Провода или жгуты, находящиеся вблизи сильно нагревающихся деталей, должны иметь устойчивую теплоизоляцию.

11. Монтажные провода, а также выводы навесных электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в местах пайки должны механически закрепляться. Пайка встык или внахлестку не допускается.

12. Соединения длиной более 30 мм должны выполняться изолированным проводом, а менее 30 мм — голым проводом, заключенным в изоляционную трубку.

13. Для монтажа радиоэлектронной аппаратуры и приборов необходимо применять провода, марки, сечения и расцветка которых указываются в чертежах или схемах.

14. Маркировка концов проводов не должна быть одинаковой. Способ маркировки указывается в чертежах. При цветной маркировке каждая обособленная электрическая цепь должна иметь провода одного цвета. Изоляция проводов не должна иметь повреждений.

15. Узлы и отдельные элементы схемы, которые в процессе эксплуатации необходимо снимать для осмотра и регулировки, должны иметь гибкую подводку, обеспечивающую их снятие без отпайки проводов. Для этой цели монтажные провода следует выбирать с запасом. Для обеспечения легкого натяжения при снятии элементов и надежного крепления запас провода должен быть свернут в петлю или кольцо.

16. Для обеспечения механической прочности и нормальной работы электрической схемы общее сечение жил проводов, присоединяемых к контактным лепесткам и контактам, не должно превышать их наименьшего сечения.

17. К одному контактному лепестку должно быть припаяно не более трех жил проводов.

. 18. Каждый провод рекомендуется отдельно крепить в отверстии лепестка, не скручивая его с другими подпаиваемыми проводниками и выводами.

19. Монтажные провода, кабели и жгуты запрещается располагать на острых кромках и ребрах шасси, узлов и приборов. В случае необходимости следует принять меры, предохраняющие провода от повреждений (обмотка лентами, резиновые прокладки, втулки и др.).

20. Подвижные части электромеханических приборов не должны касаться проводов. Требуемое между ними расстояние оговаривается в сборочных чертежах и, как правило, должно быть не меньше 5 мм.

21. Все присоединения монтажных проводов к зажимам должны обеспечивать надежный электрический контакт.

22. Под один зажимный контакт допускается подсоединять не более трех проводов, причем все провода должны быть заделаны в кабельные наконечники независимо от их диаметра, а сумма их поперечных сечений (LS_nc) не должна превышать поперечного сечения провода, отходящего от зажимного контакта. Подсоединяемый провод должен надежно закрепляться между двумя контактирующими поверхностями, для чего между гайкой и наконечником (или головкой винта и наконечником) устанавливают шайбу.

23. Экранирующая оплетка монтажных проводов длиной до 100 мм должна соединяться с корпусом в одной точке, а длиной свыше 100 мм — в двух точках (с обоих концов). Экранирующие оплетки на концах, а также выводы заземления должны быть подсоединены таким образом, чтобы исключить прожог изоляции проводов.

Для уменьшения взаимного влияния цепей при монтаже используют следующие приемы:

- выбирают кратчайшие расстояния между элементами высокочастотных схем, чтобы длина монтажных проводов высокочастотных цепей была наименьшей;

- неэкранированные провода высокочастотных цепей при пересечении располагают под углом, близким к 90°. При параллельном расположении такие провода максимально удаляют друг от друга или разделяют экраном.