Электрический монтаж радиоаппаратуры
Электрический монтаж пребывает в укладке проводов, жгутов и кабелей на шасси прибора, механическом закреплении жил выводов и проводов навесных радиодеталей на контактах и последующей пайке и контактных лепестках либо сварке мест соединений.
Принят следующий порядок исполнения монтажа:
— монтаж расшивочных панелей, тумблеров и других обособленных узлов (до их установки па шасси);
— монтаж перемычек из обнажённого провода;
— монтаж одиночных проводов;
— установка на шасси предварительно смонтированных узлов и монтаж проводов, идущих от этих узлов;
— укладка жгута на шасси и монтаж его проводов;
— монтаж навесных радиодеталей (резисторов, конденсаторов).
Монтаж нужно делать в строгом соответствии с предъявляемыми техническими требованиями.
Подробности и узлы, поступающие на монтаж, должны иметь облуженные выводы и контактные лепестки. Луженая поверхность должна быть чистой, блестящей, ровной, без потеков припоя. В большинстве случаев выводы и лепестки предварительно лудят припоями ПОС-40 и ПОС-61.
Слой полуды должен быть целым, однообразной толщины, не более 50—70 мкм.
выводы и Лепестки обрабатывают двумя методами: горячим лужением (погружением в расплавленный припой) и гальваническим лужением в электролитических ваннах. Изучение спаиваемости монтажных лепестков, луженых разными методами, продемонстрировало, что отличных показателей дает гальваническое лужение припоем ПОС-61. Перед пайкой припой на выводах и контактных лепестках оплавляют, окуная их в нагретое до температуры 250—270 °С касторовое либо трансформаторное масло либо в глицерин.
Укладку проводов и жгутов выполняют в строгом соответствии с монтажной схемой. Произвольное размещение монтажных проводов либо отступления от монтажной схемы смогут привести к большим отклонениям значений выходных параметров радиоаппаратуры (чувствительности, полосы пропускания и др.) от заданных. Запрещено укладывать провода с винилитовой изоляцией на острые железные кромки.
Долгие жгуты и монтажные провода закрепляют на шасси особыми скобами, дабы избежать трансформации расстояния между проводниками в условиях эксплуатации.
Крепление жгутов и кабелей рекомендуется создавать на участках длиной более 150 мм. Запрещено использовать провода с поврежденной либо восстановленной изоляцией. Подключение проводов жгута к контактным лепесткам делают в соответствии с маркировкой, длиной и расцветкой их финишей.
В случае если сомневаются в правильности соединения, провода контролируют при помощи пробника. Механическое крепление жил выводов и проводов навесных подробностей на контактных лепестках и контактах делают, дабы повысить прочность соединения.
В зависимости от требований, предъявляемых к прочности монтажа, используют разные методы крепления проводников на контактных лепестках. В большинстве случаев финиши монтажных проводов продевают в отверстие лепестка (контакта) и загибают. В случае если же аппаратура предназначена для работы в вибрации и условиях тряски, финиши проводов отгибают около лепестков на 1—2 оборота и обжимают.
На рис. 199 продемонстрирована заделка провода в кабельный наконечник. Облуженный финиш жилы вставляют в зажимную часть, а после этого хорошо обжимают особыми щипцами и удаляют излишки жилы.
По окончании пайки на наконечник надвигают полихлорвиииловую трубку.
Для крепления проводов применяют следующий инструмент: пинцеты для предварительного закрепления финишей; монтажные плоскогубцы (с удлиненными мягкой насечкой и узкими губками) для плотного обжатия финишей на лепестках; острогубцы (кусачки) для удаления излишков закрепленных финишей.
При исполнении монтажа проводами малых сечений нельзя пользоваться пинцетами и плоскогубцами с насечкой, поскольку возможно повредить узкие токоведущие жилы.
На рис. 0 продемонстрированы методы механического крепления жил выводов и проводов радиодеталей на контактных лепестках разной конструкции.
Запрещено паять незакрепленные финиши (встык и внахлестку). Лишь в виде исключения в ходе настройки разрешается подпайка выводов радиодеталей без механического закрепления. Такие подробности на схемах помечают звездочками.
Окончив настройку, делают необходимую пайку с механическим закреплением.
В большинстве случаев к одному контактному лепестку подключают не более трех токопроводящих жил и только крайне редко до пяти. Наряду с этим каждую из них в отдельности навивают на лепесток и обжимают.
Расстояние от места закрепления жилы до среза изоляции монтажного провода не должно быть больше 1—1,5 мм.
Проводники не должны быть натянуты, это предохраняет монтаж от разрушения при вибрации и облегчает замену радиодеталей, вышедших из строя.
Навесные радиодетали располагают друг от друга, и от шасси и токопроводящих поверхностей не меньше чем на 2 мм; надписи номиналов и маркировка на этих подробностях должны быть прекрасно видны и удобны для чтения.
Монтаж полупроводниковых устройств выполняют с соблюдением следующих правил:
— шепетильно смотрят за правильностью подключения (полярностью) выводов (первым подключается базисный вывод триода);
— выводы закрепляют с опаской, дабы не согнуть их в местах выхода из корпуса;
— -расстояние от места крепления выводов до корпуса должно соответствовать техническим условиям.
Рис. 0. Крепление жил выводов и проводов радиодеталей на контактных лепестках
Рис. 1. Крепление навесных радиодеталей на платах с печатными проводниками: а и б — с осевым и радиальными проволочными и ленточными выводами, в то время, когда под корпусом подробности нет печатных проводников, в и г —с осевыми и радиальными проволочными и ленточными выводами, в то время, когда под корпусом подробности расположены печатные проводники; 1 — печатный проводник, 2 — плата, 3 — подробность
Конструкция крепления навесных радиодеталей на печатных платах зависит от размера и типа подробности и платы, и от размещения печатных проводников на плате (рис. 1).
Навесные подробности крепят на платах, подгибая навстречу друг другу финиши выводов, пропущенные через установочные отверстия и выступающие с обратной стороны платы на 1—1,5 мм. Монтаж навесных подробностей на печатных платах в условиях крупносерийного и массового производства делают на автоматических линиях посредством особых укладочных головок. Электрическая надежность монтажных соединений определяется пайкой.
Пайка. Пайка монтажных соединений нужна для обеспечения механически прочного и надежного электрического контакта; делают ее мягкими оловянно-свинцовыми припоями.
В паяном шве вероятны два типа соединений: сплав припоя с главным металлом и соединение без образования сплава, механическая прочность которого обусловливается силами сцепления между основным металлом и припоем. Первый тип соединения характеризуется более большой механической прочностью, электропроводностью, коррозийной устойчивостью и герметичностью.
Механическая прочность верно выполненных паяных швов постоянно бывает выше прочности самих припоев и обеспечивается в первую очередь выбором оптимального зазора между спаиваемыми подробностями. Зазор должен быть по возможности малым, дабы его заполнил сплав припоя с главным металлом, но через чур небольшой зазор затрудняет проникновение припоя и ведет к образованию вакуумов в шве, каковые снижают его прочность, электропроводность, герметичность и т. д. Оптимальная величина зазора, соответствующая громаднейшей механической прочности паяного шва для оловянно-свинцовых припоев, образовывает 70—80 мкм.
Не считая выбора оптимального зазора, для обеспечения качественной пайки нужно, дабы поверхность подробностей была чистая, без загрязнений и окислов, чего получают, используя флюсы, каковые, во-первых, очищают поверхности соединяемых подробностей от загрязнений и растворяют окисные пленки и, во-вторых, предохраняют поверхность от окисления в процесе пайки.
При монтаже аппаратуры нельзя применять в качестве флюса хлористый цинк, поскольку он, будучи растворенным в воде, содержит свободные пары соляной кислоты, которая разрушает жилы проводов и изоляцию.
Главным флюсом, используемым при монтаже радиоаппаратуры, есть канифольно-спиртовой флюс (30%-ный раствор канифоли в спирте). Не считая раствора канифоли, используют и кусковую канифоль. Она растворяет окислы меди при температуре выше 150 °С и не приводит к проводов и деталей.
При пайке корпусных металлических лепестков с гальваническим покрытием (никель, цинк и др.) используют флюс ЛТИ-120, воображающий собой канифоли и спиртовой раствор триэтаноламина с активными добавками.
Перед нанесением флюса на соединяемые подробности создают механическую очистку поверхности, которую нужно сделать шероховатой, с сетью капиллярных канавок. Эти канавки увеличивают смачивание главного металла припоем.
Оловянно-свинцовые припои, используемые для пайки монтажных соединений, являются сплавамисвинца и олова. Чистое олово при пайке не используется из-за явления «оловянной чумы», наблюдающегося при долгом действии температуры ниже 5° С, и из-за дефицитности олова и хрупкости соединений. Помимо этого, жидкотекучесть чистого олова ниже, чем сплава, что очень принципиально важно для получения качественной пайки.
главными припоями, имеющими широкое распространение при монтаже аппаратуры, являются припои ПОС-40 и ПОС-61 с содержанием соответственно 40 и 61% олова.
Припой ПОС-40 используют для лужения токопроводящих жил проводов, кабелей РК, кабельных наконечников, контактных лепестков, и для пайки большинства монтажных соединений, допускающих нагрев до 280 С.
Припой ПОС-61 используют для пайки и лужения изделий, допускающих нагрев не выше 230 °С. В тех случаях, в то время, когда аппаратура действующий при температурах, превышающих температуру плавления припоев ПОС, используют припой ПСР-2,5, что содержит 2,5% серебра, 5,5% свинца и 92% олова. Температура кристаллизации припоя 305 °С.
При пайке подробностей из стали, оцинкованного железа, белой жести, медных сплавов и меди применяют в основном припои ПОС-18 и ГЮС-30. Механическую прочность припоев повышают, вводя в их состав сурьму (до 1,5—2,5%).
В практике монтажа применяются и легкоплавкие припои ПОК-56 и ПОСВ-33, каковые содержат, не считая свинца и олова, кадмий и висмут. Эти припои используют для пайки при пониженной температуре; температура их плавления лежит в пределах 60—180 °С.
Припой ПОК-56 (содержит 56% кадмия и 44% олова) применяют для пайки и лужения соединений, допускающих нагрев не выше 140 °С, к примеру при пайке жил и экранов высокочастотных кабелей, выводов полупроводниковых устройств и для исполнения соединений вблизи ранее сделанных паек.
Припой ПОСВ-33 (содержит 33,4% олова, 33,3% свинца и 33,3% висмута) используют для пайки и лужения изделий, допускающих нагрев не более чем 140—150 °С.
При пайке проводов к арматуре стеклянных изоляторов используют легкоплавкий припой ПОСК-50.
Рис. 2. Формы сечения трубчатых припоев
Припой является трубкойиз оловянно-свинцового сплава, в которой помещен канифольный флюс. Таковой конструкции характерны кое-какие недочёты, заключающиеся в испарении и преждевременном вытекании флюса, вероятных перерывах в подаче флюса к месту пайки.
Методом трансформации формы сердцевины существенно уменьшена возможность образования вакуумов в трубчатом припое и перерывов в подаче флюса.
Уровень качества пайки монтажных соединений определяется рядом факторов: правильностью заточки жала паяльника, температурным режимом паяльника, числом флюса и припоя, прогревом места пайки, временем пайки, верным применением теплоот-вода ит. п.
самая удобной формой жала паяльника считается четырехгранная с заостренными углами 20—30 и 10—20° (рис. 3). Поверхность жала должна быть ровной, без раковин, очищенной от нагара и прекрасно облуженной.
Температуру нагрева паяльника выбирают таковой, при которой припой скоро плавится, но не стекает с рабочей части (жала), а канифоль не сгорает мгновенно, а остается на жалев виде кипящих капелек.
Рис. 3. Заостренный финиш жала паяльника
Температурный режим паяльника регулируют напряжением, подаваемым через автотрансформатор. В большинстве случаев паяльник включают в сеть за 3—5 мин до начала работы.
Места паек должны прекрасно прогреваться, дабы не показались фиктивные (холодные) пайки. Хороший прогрев приобретают, в то время, когда паяльник прикладывают к месту спая не острием жала, а плашмя — это намного увеличивает площадь соприкосновения. При достаточном прогреве обеспечивается полное растекание расплавленного припоя.
Флюс наносят мягкой кисточкой узким слоем. Нужно выполнять осторожность при нанесении флюса: его количество должно быть минимальным; нельзя допускать растекания флюса за пределы места пайки, дабы не нарушить электрический контакт на лепестках ламповых панелей, тумблеров и других подробностях. Количество припоя должно быть минимальным.
Запрещено очищать жало паяльника от излишков припоя встряхиванием, поскольку брызги смогут попасть на монтаж. Лишний припой нужно снять железной щеткой, хлопчатобумажной тканыо либо железной луженой сеткой.
Продолжительность пайки не должна быть больше 4—5 сек. Перегрев при пайке очень страшен для конденсаторов КБГ и КСГ, поскольку он может привести к выплавлению либо растрескивание проходных изоляторов, а в конденсаторах КСО — размягчение либо растрескивание пластмассы. Перегрев при пайке приводит к изменению конденсаторов и параметров резисторов. Эти трансформации смогут достигнуть громадных значений, к примеру, при пайке непроволочных резисторов вероятные отклонения от поминальных значений достигают 20%.
Исходя из этого нужно выполнять определенные расстояния между корпусом детали и местом пайки. Эти расстояния должны быть не меньше 8 мм для резисторов ВС, германиевых диодов ДГЦ, конденсаторов КСО, КТК, КДК и 5—8 мм для резисторов МЛГ.
Рис. 4. Пайка с теплоотводом: я —конденсаторов и резисторов, б —проводов с полихлорвинило-вымн трубками, в —контактных лепестков на стеклянных изоляторах
Уровень качества паяных монтажных соединений сильно зависит от верного применения теплоотвода. Теплоотвод является пинцетомс бронзовыми насадками на губах. Пайку с теплоотводом используют, в то время, когда расстояние от конденсатора детали (и корпуса резистора) до места пайки меньше 8 мм (рис.
4, а), в то время, когда провода заключены в полихлорвиниловые трубки (рис. 4, б), в то время, когда расстояние от корпуса полупроводникового прибора до места пайки меньше 10 мм, а температура плавления припоя превышает 150 °С, и, наконец, при пайке на контактных лепестках, расположенных на стеклянных изоляторах (рис. 4, в).
Для пайки монтажных соединений используют электрические паяльники с нагревательным элементом в виде спирали из нихро-мовой проволоки. Электрический паяльник (рис. 5) складывается из бронзового паяльного стержня, часть которого входит в полый нагревательный элемент, выполненный из одного либо двух слоев нихро-мовой проволоки, чередующихся со слюдяными изолирующими прокладками. В некоторых паяльниках в качестве изолирующей базы используют керамику.
Нагревательный элемент с частью паяльного стержня заключен в разъемный металлический защитный кожух, укрепленный на металлической трубке-держателе с древесной ручкой. Для уменьшения излучения тепла между нагревательным элементом и кожухом прокладывают асбест. Выводные проводники обмотки нагревательного элемента, изолированные от корпуса бусями из керамики, соединены в трубке с двухжильным шнуром, заканчивающимся штепсельной вилкой.
Требуемую мощность выбирают в зависимости от массы и марки материала соединяемых подробностей. При монтаже радиоэлектронной аппаратуры используют паяльники мощностью 50; 75 и 120 вт с едой от сети переменного тока напряжением не более 36 в. Паяльники на 75 и 120 вт применяют для пайки соединений со большой массой металла (провода громадного сечения, кабельные наконечники, корпусные лепестки и др.).
Рис. 205. Электрический паяльник: 1 — паяльный стержень, 2 — нихромовая проволока, 3—изолирующие прокладки, 4—защитный кожух, 5—трубка-держатель, 5 —ручка.
7—асбест, 8 — керамические бусы, 9 — шнур
Рис. 6. Схема импульсного паяльника
По конструкции электрические паяльники бывают трех типов: молотковые, торцовые и Г-образ-ные. Паяльники этих типов имеют значительные недочёты: громадную утрату времени на разогрев жала, окисление жала, поскольку оно неизменно нагрето, непроизводительный расход электричества.
От этих недочётов свободен импульсный паяльник, жало которого представляет собой U-образный бронзовый провод, что в один момент является нагревательным элементом. Бронзовый провод соединен со вторичной обмоткой понижающего трансформатора. Трансформатор питается от сети напряжением 220, 127 и 36 в. Лампочка, включенная в дополнительную обмотку III трансформатора, сигнализирует о включении паяльника (рис.
6).
Конструктивно паяльник оформлен в виде пистолета, в кожухе которого находится трансформатор. При нажатии на курок включается в сеть первичная обмотка трансформатора, наряду с этим во вто-личной обмотке индуктируется ток низкого напряжения в пара сот ампер. За 3—4 сек паяльник нагревается до нужной температуры.
Вес паяльника 700 г, потребляемая мощность 135 вт.
Пайку монтажных соединений штырьевых разъемов (рис. 7) делают в такой последовательности: сначала на припаиваемый провод надевают полихлорвиниловую трубку длиной приблизительно 15—20 мм, внутренний диаметр которой равен диаметру контакта II1P; затем зачищенный финиш жала провода вставляют в отверстие контакта ШР и пропаивают. По окончании проверки и промывки качества пайки надвигают полихлорвиниловую трубку на место и контакт спая до упора в колодку ШР.
Рис. 7. Пайка монтажных соединений штепсельных разъемов: 1 — колодка ШР, 2 — контакт, 3—провода, 4— изоляционная трубка, 5— переходной контакт
Рис. 8. Монтажные тиски для пайки ШР: 1 — тиски, 2 — штырьевой разъем, 3 —фетровая прокладка
Рис. 9. Пайка кабелей РК к коаксиальным разъемам: 1 — розетка, 2 —прокладка, Л—экран. 4 — панель, 5 — кабель
В том случае, в то время, когда пайку жгута к ШР делают до его крепления к шасси, рекомендуется использовать монтажные тиски (рис. 8).
Подключение кабелей РК к коаксиальным их пайку и разъёмам в зависимости от заделки конца и типа разъёма кабеля делают разными методами. Один из способов пайки продемонстрирован на рис. 9.
Пайку делают легкоплавким припоем ПОСВ-33, с опаской, дабы не повредить внутреннюю полиэтиленовую изоляцию кабеля. Окончив ее (еще до остывания металла), удаляют остатки флюса.
Для этого места спая промывают тампоном (кусочком бязи, намотанным на губки пинцета), намоченным в спирте. Не рекомендуется использовать другие растворители из-за вероятных повреждений лакокрасочных маркировочных надписей и покрытий.
Самый страшный недостаток — пропуск паек. Пропуск паек страшен тем, что прибор с механически закрепленным, но незапаянным про-водником проходит целый цикл проверок и регулировок. Незапаян-ный проводник и контакт покрываются окисной пленкой, в этом узле быстро возрастает переходное сопротивление либо совсем обрывается цепь, что ведет к отказу аппаратуры.
В условиях бортовой аппаратуры — это тяжелый катастрофический случай.
Одна из последних операций монтажа — очистка прибора от ; остатков монтажных пыли и материалов; прибор продувают сжатым воздухом в намерено отведенном для этого помещении. Законченный монтаж передают на технический контроль.
Не смотря на то, что пайка оловянно-свинцовыми припоями и есть главным методом соединений монтажа и обширно распространена, она имеет последовательность значительных недочётов, главные из которых сводятся к следующему:
— относительно маленький температурный промежуток (от — 60 до +130 °С);
— низкая механическая прочность паяного соединения, выполненного легкоплавкими припоями;
— большая цена припоев и флюсов;
— автоматизации процесса и трудность механизации.
Замена пайки электродуговой сваркой разрешает устранить указанные недочёты паяных соедйнений.
Сварка. Сварное соединение характеризуется повышенной механической прочностью, малым электрическим сопротивлением, и надежностью при тепловых перегрузках. Помимо этого, сварка дает следующие преимущества:
— отпадает необходимость создавать лужение либо серебрение поверхностей соединяемых подробностей;
— отсутствуют затраты на припои и флюсы; отсутствуют вредные испарения, характерные при пайке; появляется возможность соединения таких материалов, как нихром, константан, фехраль, не поддающихся пайке.
Но замена пайки сваркой ведет к необходимости трансформации конструкции монтажных подробностей радиоаппаратуры. Эти трансформации касаются в основном лепестков и определяются технологическими требованиями. При сварке комфортно использовать лепестки в виде полутрубочки с отверстием сбоку (рис. 10, а). Проводник вставляют через боковое отверстие лепестка так, дабы финиш выступал на 5—6 мм.
После этого полутрубочку обжимают в трубочку (рис. 10, б) и сваривают (рис. 10, в).
Для отвода тепла и предупреждения перегрева монтажных соединений при электросварке используют термоэкран (рис. 11).
Рис. 10. Последовательность исполнения сварного соединения: а —полутрубочка лепестка, б — заправка проводников и обжатие полутрубочки, в — окончательный вид сварного соединения
единений, второй — в массовом производстве при сварке узлов с громадным числом соединений.
Перед сваркой зачищают, обрезают и выгибают выводы подробностей собираемого узла.Для сварки используют соответствующие сварочные головки.
При сварке групповым способом соединяемые проводники вставляют в отверстия основания узла либо приспособления и посредством зажимов скрепляют, наряду с этим свариваемый узел располагают под зажимами (рис. 12). Зажимы делают кроме этого роль термоэкрана и токопроводящего устройства.
Финиши проводников, подлежащих сварке, должны выступать снизу приспособления на 4— 6 мм. Это нужно для образования соединений из оплавляемого металла. Форма электрода плоская, причем размер рабочей поверхности выбирают с таким расчетом, дабы в один момент производилась сварка всех нужных соединений.
Рис. 11. Электросварка монтажных соединений с применением термоэкрана: 1 — лепесток лампового контакта, 2—угольный электрод, 3— наконечник сварочного карандаша, 4 —термоэкран, 5 —проводники
Рис. 12. Схема сварки соединений групповым способом: 1 — контактная подушка.
2 — основание приспособления либо узла, 3 — зажим, 4—угольный электрод
Сварочное напряжение подается на приспособление и угольный электрод. Электрод движется вверх навстречу проводникам и по окончании окончания сварочного процесса возвращается обратно.
Рис. 13. Приспособление для групповой сварки соединений с лепестками ламповой панели:
1 свариваемые проводники, 2-ламповая панель, 5-прижим, 4-термоэкран, 5 — угольный электрод
Рис. 15. Конвейерная сварка расшивочной панели: 1 — угольный электрод, 2 — финиши выводов, 3 —колодка, 4 — приспособление-тележка
Для сварки используют разные сборочные приспособления. На рис. 13 продемонстрировано приспособление для групповой сварки соединений с лепестками ламповой панели.
При автоматической конвейерной сварке соединяемые узлы подаются к вращающемуся цилиндрическому угольному электроду, благодаря которому и осуществляется сварка (рис. 14). Сборочные узлы, установленные на тележке конвейера, проходя над вращающимся угольным электродом, свариваются на длину 2—4 мм, финиши проводников оплавляются.
Для очистки от угольной пыли используют волосяные вращающиеся щетки, расположенные по ходу перемещения узла на конвейере. На рис. 15 продемонстрирован пример конвейерной сварки расшивочной панели.
Рис. 14. Схема автоматическои конвейерной сварки: 1 — зажим, 2 — основание узла, 3 — угольный электрод
Автоматическая конвейерная сварка характеризуется следующими показателями: скорость подачи подробностей к вращающемуся угольному электроду 0,1—1,2 м/мин, скорость вращения электрода g—Ю об! мин.
Уровень качества сварных соединений, взятых электросваркой, осуществляют контроль простыми способами, используемыми для паяных соединений, причем особенное внимание обращают на соединение нескольких проводников и выводов, в особенности из разных материалов.
По окончании контроля сварные соединения, дабы предохранить их от коррозии, окрашивают лаком либо краской.
