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 |
Диаметр прошивочного отверстия в плате D„ 0 определяется по формуле Dno=А,н+ Dnp+ 0,15, где D„„ и Dnp — 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) |
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 (LSnc) 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.