Назначение и сущность пайки

Пайка - это технологический процесс неразъемного соединения деталей из металлов (сплавов) в нагретом состоянии посредством введения между ними в расплавленном виде припоя. На границе соприкосновения расплавленного припоя и металла происходит диффузия частиц припоя в металл, а частиц металла в припой. В результате этого образуется промежуточная прослойка (шов), которая после кристаллизации (охлаждения) соединяет детали в одно целое.

По сравнению со сваркой пайка является наиболее скоростным и наименее трудоемким способом соединения. При этом относительно низкие температуры процесса пайки позволяют добиваться неизменности свойств и структур паяемых материалов.

Пайка, при которой температура в месте контакта соединяемых деталей и припоя не превышает 450 С˚ называется низкотемпературной, а пайка при температуре выше 450 С˚ является высокотемпературной.

Припои и флюсы, применяемые при пайке. Припой представляет собой металл или сплав, вводимый в зазор между соединяемыми деталями и имеющий более низкую температуру плавления, чем детали. Припой выбирают в зависимости от: рабочей температуры соединения; максимально допустимой температуры нагрева под пайку; климатического исполнения изделия.

Припой применяют в виде проволоки диаметром от 1 до 5 мм или в виде литых прутков, которые не должны иметь трещин, окисных пленок, раковин, шлаковых включений и прочих дефектов.

Во избежании перепутывания припои маркируют. Способы маркировки могут быть разными: нанесение определенного числа рисок, числовая маркировка, нанесение краски. При этом свободные от условного обозначения промежутки должны быть не более 15-20 мм.

Использование на рабочем месте не маркированного припоя запрещается. Запрещается, также, хранить припой в алюминиевой или цинковой таре. Сведения об основных марках припоя приведены в табл. 1.

Таблица 1

Рабочая температура соединения (С°)	Марка припоя	Область применения
До 50 С°	ПОСВ-5С, ПОСК-50-18 (ПОСК-50)	Пайка диодов, нетеплостойких кабелей и некоторых типов реле
До 120-150 С°	ПОС-61, ПОССу61-0.5, ПОС-40, ПОССу40-0.5, ПсрМо5	Пайка ВЧ- кабелей, компенсационных медных проводов с ПХВ- изоляцией
До 200 С°	ПСр2.5, ПСр3, ПсрОСу8	Пайка диодов типа ПТЛ-200
До 250 С°	ПСрЗКд	Пайка проводников типа ПТЛ-250, БИН и др.

Флюс представляет собой жидкость или твердое вещество, которое защищает паяемое соединение от химического воздействия окружающей среды и очищает место пайки и припой от загрязнения окисной пленкой, а также способствует уменьшению поверхностного натяжения и увеличению растекаемости жидкого припоя.

Выбор флюса определяется температурным интервалом его активности в процессе пайки и коррозионной активностью остатков флюса после пайки. Применение кислотных флюсов запрещается.

На соединяемые пайкой места флюс наносится в минимальном количестве, обеспечивающем смачивание этих поверхностей, но исключающем его растекание за пределы места пайки.

НЕДОПУСТИМО затекание флюса под изоляцию провода.

Технология пайки припоями, дефекты паяных соединений, контроль качества пайки представлены в табл. 2.

Таблица 2

Вид операции	Вид брака при ее выполнении	Возможная причина
Облуживание паяльника	1. Припой скатывается шариком, не приставая. 2. Припой не пристает к паяльнику. 3. Припой тянется за паяльником и садится кусочками	1. Паяльник плохо очищен   2. Паяльник перегрет   3. Паяльник остыл (недостаточно нагрелся)
Облуживание провода или выводов радиоэлементов	1. Припой скатывается шариком, не приставая. 2. Припой не пристает к проводу (выводу элемета). 3. Оплавление изоляции провода. 4. Припой тянется за паяльником и садится кусочками	1. Провод (вывод элемета) плохо очищен 2. Провод (вывод элемета) перегрет или недостаточно покрыт слоем канифоли 3. Неиспользование пинцета- теплоотвода либо чрезмерный перегрев провода при пайке. 4. Паяльник остыл (недостаточно нагрелся)
Наложение бандажа	Неравномерный с нахлестами бандаж	1. Несоблюдение технологии наложения бандажа. 2. Небрежность исполнителя.
Пайка проводов и элементов	Место пайки (стык) неровное, имеются капли и «усы» припоя. Непрочное паяное соединение	1. Несоблюдение технологии пайки. 2. Небрежность исполнителя. 3. Недостаточно пропаян стык (мало припоя, недостаточно прогрет стык при пайке, стык не подготовлен к пайке, перегрет или недогрет паяльник)

Жидкие флюсы наносят на место пайки с помощью кисточки, заостренной палочки или специальной пипетки. Остатки флюса удаляют до остывания металла, сразу после пайки. Следует исключить попадание спирта внутрь негерметичных элементов, а также на лакокрасочные покрытия и изоляцию проводов (особенно фторопластовую).

Все применяемые флюсы должны храниться в стеклянной герметической таре и приготовляться в химической лаборатории. На сосуды наклеивают ярлыки с указанием марки флюса, даты изготовления, срока годности.

3.2. Требования, предъявляемые к электромонтажу

Применяемые в современной РЭА методы монтажа можно свести к двум основным методам: объемный (проволочный) монтаж и печатный монтаж. Под монтажом понимают соединение между собой отдельных электрорадиоэлементов и конструктивных деталей, входящих в конкретное изделие, посредством электропроводящих линий в виде электромонтажных проводов, печатных линий или их комбинации.

При монтаже элементов и узлов радиоэлектронной аппаратуры, независимо от метода монтажа, необходимо придерживаться следующих общих правил, которыми определяются технические требования к монтажу и выбор метода (методов) монтажа.

1. Электрические соединения должны обеспечивать надежную работу бортовой электросети ЛА в условиях механических и климатических воздействий, оговоренных требованиями междуведомственных норм и соответствующих технических условий на изделие;

2. Минимальный радиус изгиба провода должен быть не менее величины, указанной в технических условиях на данный провод. При отсутствии таких указаний внутренний радиус изгиба должен быть не менее двухкратной величины наружного диаметра;

3. Не допускается, чтобы детали из резины, содержащие серу, и монтажные провода с резиновой изоляцией находились в непосредственной близости или соприкасались с контактами, покрытыми серебром.

4. В каждое отверстие контакта или лепестка допускается подсоединение не более двух проводов, в том числе и выводов навесных деталей. В отдельных случаях допускается подсоединение в каждое отверстие контакта или лепестка до трех проводов, если после скрутки жил их общий диаметр не превысит диаметра отверстия в контакте или лепестке и не затруднит монтаж соединений проводов.

5. Лужение и пайка электромонтажных соединений должны выполняться с соблюдением предосторожности во избежание оплавления изоляции проводов и изолирующих материалов.

6. Пайка должна производиться при температуре окружающего воздуха не ниже +10⁰ .

7. К работе по пайке допускается только специально обученные, прошедшие аттестацию на право выполнения работ по пайке и инструктаж по технике безопасности при паяльных работах. Рабочее место, а также паяльник должны содержаться в чистоте.

8. Марка припоя и флюса, предназначенного для пайки, должно соответствовать указаниям рабочей технологической документации.

9. При пайке и заделке проводов (жгутов) не разрешается применять инструмент, оборудование и материалы, не предусмотренные технологией.

10. В целях (на рабочих местах), где производится пайка, необходимо иметь образцы (эталоны) заделок проводов (жгутов), а также образцы типовых для данного цеха (рабочего места) паек.

11. Перед пайкой необходимо обеспечить свободный доступ к месту пайки. Все вспомогательные (подготовительные) операции в этой зоне должны быть закончены.

12. Спаиваемые детали закрепляются специальными приспособлениями и обеспечивают их неподвижность до полного затвердения припоя.

13. Хвостовики клемм разъемов и наконечники независимо от наличия защитных гальванических покрытий (серебро, золото, никель), а также не имеющие указанных покрытий подлежат предварительному горячему лужению припоем, которым производится пайка. Время с момента лужения до момента пайки не должно превышать 15 суток. Для лужения наконечников и клемм допускается использовать активизированные флюсы (ЛТИ-120 и ЛК-2) с последующим тщательным удалением их остатков.

14. Жилы проводов облуживают электропаяльником или путем опускания их в ванну с расплавленным припоем, нагретым выше температуры полного расплавления припоя на 30-50⁰ .

Допускается предварительно не лудить провода сечением до 1,93 мм², имеющие токопроводящие жилы из гальванически луженой меди или серебра.

Лужение проводов низкотемпературными припоями производится спиртоканифолевым флюсом. Использование активизированных флюсов для лужения бортовых многожильных медных проводов не допускается.

Ориентировочное время выдержки жилы провода в ванне с припоем в зависимости от его сечения приведено в табл. 3.

Таблица 3

Сечение провода, мм2	Время, сек
0,35-4,0	2-4
5,15-13,0	4-7
16,0-20,0	7-10
35,0-95,0	10-15

15. Рабочая часть наконечника паяльника, с которой припой стекает на паяемое место, должна иметь небольшую площадь соприкосновения с местом пайки (паяльник прикладывается к месту пайки заточенной стороной, а не острием);

16. Припой подают на место пайки либо непосредственно с паяльника при разогреве клеммы и провода, вставленного в нее, либо путем предварительного заполнения клеммы флюсом, а затем припоем, для чего используют паяльник с формой лезвия в виде желоба по конфигурации клеммы;

17. Температуру пайки и время нагрева следует определять в каждом конкретном случае в зависимости от: массы паяемых соединений, массы наконечника или расплава припоя, работы вытяжной вентиляции на рабочем месте;

18. При правильном выборе паяльника и температуры пайки время пайки должно находиться в пределах 5±2 сек. Оптимальная температуры пайки, как правило, на 50-70° должна превышать температуру плавления припоя.

3.3. Заделка концов проводов под различные виды соединений

Для монтажа бортовой электрической сети постоянного и переменного тока на ЛА применяют изолированные провода с повышенными механическими и электрическими свойствами: эластичные, малогорючие, стойкие к воздействию тепла, холода, влаги, смесям масла и керосина, обладающие малым удельным сопротивлением, с высокой электрической прочностью и высоки сопротивлением изоляции.

Проводниковым материалом для таких проводов служат медь и алюминий, в качестве изоляции в последнее время применяются такие материалы, как: полихлорвинил, полиэтилен, фторопласт и т.д.

Для соединения проводов и элементов бортовой электрической сети и РЭА используются разъемы. Одним из наиболее распространенных видов соединений жгутов и проводов бортовой электросети являются штепсельные разъемы.

Штепсельные разъемы классифицируются по посадочному диаметру корпуса, общему числу контактных пар, типу корпуса, виду соединяемого кабеля, контактного устройства, расположенного во фланце разъема (вилки или розетки), типу герметизации и т.д.

Штепсельные разъемы состоят из двух основных частей: колодки- неподвижной части и вставки- подвижной части. Колодка предназначена для крепления на блоках и агрегатах бортового оборудования, а вставка - для присоединения к свободному концу жгута (кабеля).

В зависимости от того каким образом соединяются провода и элементы бортовой электросети выполнятся тот или иной вид заделки концов соединительных проводов.

Различают два основных вида типовой заделки проводов: заделка электрических проводов в наконечники; заделка электрических проводов в штепсельные разъемы.

Заделка электрических проводов в наконечники. С помощью наконечников провода присоединяются к контактным клеммам, выполненным в виде болтов с гайками. Такие соединения часто используются для подключения проводов шин заземления, минусовых проводов и проводных экранов к корпусу самолета. При этом в каждом случае применяются наконечники разных типов.

Каждый тип наконечника подразделяется на ряд номеров, отличающихся друг от друга размерами. Подбор наконечников производится по типу и размеру сечения провод, диаметру контактного (соединительного) болта и особенностям соединения.

Заделка проводов в наконечники может производиться одним из двух способов: холодным обжатием (с обжатием провода по жиле и по жиле вместе с изоляцией); холодным обжатием с последующей пайкой.

После заделки провода в наконечник место обжатия (или обжатия и пайки) обязательно защищается изоляционной трубкой.

При заделке проводов в наконечники методом обжатия (или обжатия с последующей пайкой) необходимо соблюдать следующие общие требования: жила провода должна вставляться в наконечник до упора (на всю длину соединительного разъема наконечника) при этом изоляция провода должна подходить вплотную к уступу наконечника; изоляция провода должна подходить вплотную к уступу наконечника; если заделка в наконечник осуществляется с последующей пайкой, то перед заделкой провода жила провода предварительно облуживается, после обжатия наконечника его следует пропаять (рис. 4); применение наконечников с обжимом пи жиле провода разрешается только для проводов с сечением 4 мм² и выше.

Рис.4

Заделка электрических проводов в штепсельные разъемы. Штепсельные разъемы являются наиболее распространенным видом соединения жгутов и проводов бортовой электросети. Они применяются для соединения жгутов на разъемах конструкций ЛА, для прохода через стенки герметических отсеков, в местах установки потребителей и других местах, где по условиям эксплуатации или ремонта требуется разъединение цепей или подсоединение приборов и агрегатов.

В бортовой электросети современных ЛА чаще всего используются штепсельные разъемы серии ШР, СШР, 2РТ и Р, которые позволяют коммутировать цепи систем постоянного и переменного токов с напряжением до 1000 В, с частотой до 3000 Гц при силе тока в контактной паре до 200 А.

Пайка провода к контакту ШР производится в следующей последовательности:

- на конец провода надевается изоляционная трубка и продвигается по проводу;

- жила провода скручивается и облуживается;

- хвостовик контакта ШР облуживается и заполняется припоем;

- контакт прогревается паяльником до полного расплавления припоя;

- конец провода постепенно вводится в хвостовик контакта ШР до упора;

- место соединения прогревается паяльником до полного растекания припоя по поверхности спая;

- при застывании припоя необходима неподвижность соединяемых частей;

- после остывания место спая покрывается лаком и защищается изоляционной трубкой (трубка продвигается по проводу на место спая до упора в изолятор разъема).

Штепсельные разъемы следует паять, начиная с нижнего ряда контактов или с ряда, наиболее удаленного от монтажника.

На рис. 5 показан общий вид спайки провода в штепсельный разъем.

Рис. 5

3.4. Электромонтажный инструмент: назначение, правила использования,

хранения и маркировки

При электромонтажных работах используется инструмент и приспособления для пайки, резки и для формовки монтажных проводов.

Инструмент для пайки. Паяльник, основное назначение которого – нагрев припоя до расплавленного состояния, накапливание расплавленного припоя и нанесение его на место пайки, прогрев места пайки и удаление излишков припоя.

Обычно используются паяльники с медным паяльным стержнем и нихромовым спиральным нагревателем. Конструкция паяльника предусматривает установку стержней разной формы и размера. Для обеспечения большей безопасности часто используют паяльники с невысоким питающим напряжением (12, 24, 36, 46 В); Различают паяльники: маломощные (до 25 Вт), средней мощности (25, 30, 40 Вт) и мощные (>40 Вт).

Отсос, предназначен для точечного удаления лишнего припоя с мест пайки и используется обычно при монтаже (демонтаже) микросхем и других миниатюрных радиоэлементов на печатных платах.

Инструмент для резки и формовки. Плоскогубцы с прочными губками- для изгибания концов проводов и получения выводов сложной конфигурации при пайке лепестковых контактов в процессе монтажа РЭО.

Плоскогубцы с тонкими шлифованными губками – для изгибания неизолированных проводов, чтобы не повредить их поверхность.

Пинцет – используется для захвата выводов монтируемых элементов и концов проводов, а также в качестве теплоотвода при пайке.

Термонож- инструмент для снятия изоляции с монтажных проводов путем обжига изоляции по кругу с последующим снятием изоляции пинцетом.

Монтажный нож- для обрезки монтажных проводов, зачистки выводов элементов.

Кроме перечисленных инструментов, которые являются необходимыми при любых электромонтажных работах, могут использоваться и другие инструменты для выполнения вспомогательных работ, а именно: прибор для измерения температуры стержня паяльника, тара для хранения флюса и припоя, отвертки разной конфигурации и размера, напильник, ключи гаечные, ножницы, кисточки мягкие и жесткие, лупа 4…10 кратного увеличения.

Оборудование, инструмент и приспособления размещают на рабочем месте таким образом, чтобы монтажнику было удобно выполнять работу. На рабочем месте во время работы должны находиться только необходимые для ее исполнения инструменты. Эти инструменты должны быть исправны и, в необходимых случаях, заземлены. Рабочее место должно быть снабжено технологической картой и соответствующими расходными материалами.

3.5. Организация рабочего места и меры безопасности при пайке

и выполнении электромонтажных работ

Рабочее место- это участок производственной площади, предназначенный для выполнения определенной работы и оснащенный соответствующим оборудованием, приспособлениями инструментом и материалами.

Рабочее место электромонтажника оборудуется освещением, вытяжной вентиляцией, электрическими точками для включения паяльника и других необходимых инструментов и приспособлений, на рабочем столе электромонтажника могут устанавливаться тиски и располагается необходимый инструмент, материалы, чертежи, технологические карты и другая документация (на специальных планшетах).

При выполнении электромонтажных работ необходимо придерживаться следующих правил техники безопасности:

1. Производить работу на исправном оборудовании, исправным инструментом и приспособлениями. Стержень паяльника не должен качаться, его ручка не должна иметь трещин, шнур не должен иметь нарушений изоляции;

2. Электрические провода, подводящие электроэнергию к рабочим местам, должны быть надежно изолированы, и защищены от механических повреждений, само рабочее место должно иметь надежное заземление;

3. Не допускается проверять степень разогрева паяльника на ощупь. В перерывах между пайками паяльник должен лежать только на специальной огнестойкой подставке;

4. Зачистку паяльника производить только тогда, когда он отключен и остыл;

5. Припаиваемый провод (элемент) во время пайки придерживать только пинцетом или другим, предназначенным для этого приспособлением, но не пальцами;

6. Лишний припой с жала паяльника или с выводов деталей (концов проводов) удалять специальной салфеткой, но не стряхивать;

7. Пользуясь бокорезами, откусывать провод в направлении от себя. Следить за тем, чтобы отлетающие частицы не попали в окружающих;

8. Все операции пайки производить только при включенной вытяжной вентиляции;

9. По окончании работы обязательно выключить паяльник и обесточить рабочее место.

3.6. Радиомонтажная подготовка

3.6.1. Демонтаж и монтаж навесных элементов на печатных платах

Особенности конструкции печатных узлов. При конструировании печатного узла все навесные электрорадиоэлементы и микросхемы необходимо располагать с одной стороны платы в определенном порядке по принятой координатной сетке. Выполнение этого требования позволяет применять механизированную или автоматизированную установку электрорадиоэлементов и микросхем на печатную плату, т.е. использовать одно из главных производственных преимуществ печатного монтажа. Выводы электрорадиоэлементов вставляют в монтажные отверстия и припаивают к контактным площадкам на другой стороне печатной платы. Для электрорадиоэлементов с планарными выводами допускают установку на обеих сторонах двухсторонних печатных плат, а на односторонних – на стороне фольги. Выводы этих электрорадиоэлементов припаивают к контактным площадкам внахлест. Установка и крепление электрорадиоэлементов и микросхем на печатных платах должны обеспечивать доступ к любому из них и возможность их замены.

Электрорадиоэлементы рекомендуется размещать на печатной плате параллельно друг другу и линиям координатной сетки, но допускается и их взаимно перпендикулярное расположение.

Электрорадиоэлементы при монтаже крепятся на собственных приводах непосредственно к лепесткам монтажных стоек и т.д., либо их корпуса дополнительно крепятся к шасси или плате при помощи хомутиков, скоб, держателей, привязываются нитками или проволокой, заливаются компаундом или приклеиваются клеем. При этом элементы должны быть закреплены, чтобы они не смещались при вибрации и ударах.

При размещении электрорадиоэлементов на печатных платах необходимо учитывать следующее: полупроводниковые приборы не следует располагать вблизи элементов, выделяющих большое количество теплоты (например, мощных резисторов), а также вблизи источников сильных магнитных полей (постоянных магнитов, трансформаторов, дросселей); в зоне элементов, выделяющих большое количество теплоты, необходимо предусматривать возможность конвекции воздуха; необходимость обеспечивать возможность легкого доступа к элементам, параметры которых подбираются в ходе регулировки схемы.

Монтаж полупроводниковых приборов проводят с соблюдением следующих правил: тщательно следят за правильностью подключения (полярностью) выводов (первым подключается базовый вывод транзистора); выводы закрепляются осторожно, чтобы не согнуть их в местах выхода из корпуса; расстояние «М» места крепления выводов до корпуса должно соответствовать техническим условиям на данный тип полупроводникового прибора.

3.6.2. Монтаж и пайка электрорадиоэлементов на печатной плате

Перед монтажом электрорадиоэлементов на печатную плату их вывода при необходимости зачищают и обслуживают, а затем формуют (придают им определенную форму) и обрезают до необходимой длины. Формовку выводов электрорадиодеталей делают для того, чтобы привести в соответствие расстояние между ними с межцентровыми расстояниями контактных площадок. Формовку осуществляют с помощью пинцета, миниатюрных плоскогубцев и круглогубцев. Во избежание повреждения электрорадиоэлементов, особенно полупроводниковых приборов, выводы допускается изгибать на расстоянии не менее от 1,5 до 3 мм от корпуса элемента. Радиус изгиба выводов выбирают не меньше удвоенного их диаметра. Выводы формуют таким образом, чтобы при установке элементов были хорошо видны имеющиеся на них надписи номиналов и маркировка. Обрезка выводов осуществляется бокорезами.

Пайку соединений на печатных платах осуществляют электропаяльником мощностью 30-60 Вт, используя припой ПОС-61 и спиртоканифолевый флюс. Режим пайки задается следующими параметрами: температура на желе паяльника не выше 280⁰ С, время пайки не более 3-5 сек. Пайку полупроводниковых приборов и танталовых конденсаторов осуществляют с теплоотводом, в качестве которого используют пинцет, плоскогубцы или круглогубцы. Теплоотвод устанавливают между корпусом элемента и местом приложения жала паяльника. Обычно выводы элемента паяют на расстоянии не менее 5-10 мм от его корпуса. После окончания пайки поверхность паянных соединений промывают растворителем для удаления остатков флюса. При пайке интегральных микросхем используют низковольтные электропаяльники мощностью 15-25 Вт с терморегулированием. Диаметр паяного стержня должен быть в пределах 2-5 мм, ширина рабочей части стержня 1-2 мм. Во время проведения технологического процесса пайки все печатные платы и электрорадиоэлементы необходимо хранить в условиях, исключающих загрязнение и окисление их поверхностей.

Многие микросхемы и полевые транзисторы чувствительны к воздействию статического электричества, накапливающегося на теле человека и его одежды, мебели, оборудования, инструментах. Оно может вызвать изменение параметров этих приборов, различные внутренние повреждения и даже их полное разрушение. Так, уже при потенциалах порядка 50-100В статическое электричество может вызвать изменение параметров микросхем и полевых транзисторов на 10-20%, а при потенциалах статического электричества более 2-3 кВ они полностью выходят из строя. Между тем экспериментально установлено, что при сборке электронной аппаратуры электростатические потенциалы могут достигать 1-15 кВ. Для защиты микросхем и полевых транзисторов от воздействия статического электричества при сборочных работах рекомендуется принимать следующие профилактические меры.

1. Пользоваться одеждой и обувью из мало электризующихся материалов, например, халатами из хлопчатобумажной ткани, обувью на кжаной подошве.

2. Материалы покрытия стен, потолков, пола, мебели и испытательного оборудования должны иметь достаточно низкое для стекания статического электричества удельное поверхностное сопротивление (не более 10⁹ Ом). Для снижения этого сопротивления можно использовать специальные антистатические пасты, краски и аэрозоли. Для покрытия рабочих столов можно использовать фольгированный стеклотекстолит или электропроводящий полиэтилен и другие материалы. Если таких материалов и средств нет, то рабочие столы необходимо покрывать металлическими листами размером 100х200 мм, соединенными с заземляющей шиной через ограничительный резистор с сопротивлением порядка 1 МОм.

3. Все оборудование, приборы и инструменты необходимо заземлять. Причем, инструменты и приборы, не имеющие питания от сети (пинцеты, отвертки, тестеры и др.), заземляют через ограничительный резистор 1 МОм, а инструменты и приборы, питающиеся от сети (паяльники, осциллографы и др.), заземляют непосредственно.

4. Должен быть обеспечен непрерывный контакт оператора с заземляющей шиной. Он осуществляется с помощью специального антистатического браслета, соединенного с этой шиной через резистор 1 МОм.

5. В помещении необходимо поддерживать температуру (+25±10⁰ С) и относительную влажность воздуха 50-80%. Следует полностью удалять пыль со всех поверхностей в производственных помещениях.

3.6.3. Ремонт печатных узлов

Неисправности печатных узлов возникают вследствие дефектов печатной платы, неисправности электрорадиоэлементов, ошибок при установке элементов на печатную плату и дефектов пайки. Для печатных плат характерны два вида дефектов: разрывы печатных проводников и короткие замыкания между печатными проводниками. Места дефектов на печатной плате могут быть обнаружены визуально, но гораздо чаще для этого требуется тестер.

Разрывы и трещины обычно наблюдаются в печатных проводниках малой ширины меньше 1 мм. Они могут возникать в результате механических повреждений в процессе сборки, деформации печатной платы при перепадах температуры, а также в процессе травления, когда травитель проникает под слой резистора. Микротрещины устраняют путем их заполнения припоем. Ремонт широких разрывов осуществляют установкой перемычек их проволочек.

Короткие замыкания между печатными проводниками обычно возникают при малых зазорах между ними, меньше 1 мм. Они являются следствием образования между печатными проводниками проводящих мостиков из металлических опилок, стружек, заусенцев и т.д. Короткие замыкания устраняют механическим разрушением этих мостиков путем прочистки зазоров между печатными проводниками.

Неисправные электрорадиоэлементы выпаивают из печатной платы. Повторный нагрев впаянных соединений может привести к отслаиванию фольги от изоляционного основания, поэтому продолжительность нагрева должна быть как можно меньшей, чтобы свободно установить новый электрорадиоэлемент, с контактной площадки удаляют расплавленный припой. Последнюю операцию удобно выполнять с помощью многожильного медного провода, обладающего капилярными свойствами и благодаря этому способного отсасывать расплавленный припой.

Распространенным дефектом пайки является отсутствие контакта в паянном соединении (ложная пайка). Этот дефект обычно устраняется при повторном пропаивании соединения. Другим дефектом являются перемычки из припоя между печатными проводниками. Они образуются при избытке припоя и вызывают короткие замыкания. Эти перемычки разрушают механическим путем либо путем нагревания и отсоса расплавленного припоя.

3.6.4. Основные этапы изготовления электронных устройств

Изготовление единичных образцов несложных электрических устройств рекомендуется выполнять в следующей последовательности.

1. Анализ принципиальной схемы устройства. На этом этапе выясняется принцип работы устройства, назначение всех его элементов, возможные режимы работы.

2. Расчет устройства. В соответствии с исходными данными по известной методике осуществляется расчет параметров элементов устройства, выбор номинальных значений параметров и типа элементов, для выбранных значений параметров элементов определяются токи и напряжения в схеме.

3. Подбор и проверка элементов. Подбор элементов осуществляется на основании результатов расчета. Проверка исправности элементов проводится с помощью специальных измерительных приборов. В простейшем случае можно использовать тестер. Об исправности резисторов судят по примерному совпадению показаний тестера с номинальными значениями сопротивления резистора, указанным на его корпусе. При измерении сопротивления исправного конденсатора показания тестера должны стремиться к бесконечности (за исключением некоторых оксидных конденсаторов). При проверке конденсаторов большой емкости (несколько мкф и более) в момент подключения тестера его стрелка кратковременно отбрасывается к нулю (из–за большого зарядного тока), но затем возвращается в положение, близкое к бесконечности. Проверка диодов и биполярных транзисторов заключается в измерении прямого и обратного сопротивлении р-n переходов. У исправных приборов сопротивление р-n переходов в прямом направлении значительно меньше, чем в обратном.

4. Сборка макета устройства. Из подобранных и проверенных элементов на специальной плате для макетирования (плата с контактными лепестками) собирается макет устройства. Для удобства проверки и настройки устройства расположение элементов на плате обычно выбирают таким же, как и на принципиальной схеме, но не скученно. Выводы элементов сильно не изгибают и не укорачивают. Все соединения осуществляют монтажным проводом с применением пайки. Каждому контактному лепестку платы должно подходить не более 3 проводников, включая выводы элементов.

5. Проверка работоспособности и накладка макета.. После проверки правильности сборки макета к нему подключают необходимые измерительные приборы (осциллографы, вольтметры, амперметры и др.) и источник питания. Подбирая значения параметров элементов, предназначенных для регулировки схемы, добиваются желаемого режима работы макета устройства.

6. Конструирование и оформление чертежей печатной платы и печатного узла. В комплект документации для изготовления печатного узла должны входить: принципиальная схема устройства; чертеж печатной платы; чертеж печатного узла.

7. Изготовление печатной платы.

8. Сборка печатного узла.

9. Проверка работоспособности устройства.