Монтаж выводов разъемов
Присоединение проводов к оконечным выводам разъемов представляет собой значительную проблему в радиоэлектронной индустрии, ответ которой должно обеспечить получение недорогих и падежных соединений. В этом параграфе рассматриваются разные методы создания таких соединений.
Гильзы с припоем, сжимающиеся в тёплом состоянии
В электронной аппаратуре требуется, дабы клеммы проводов характеризовались малым падением напряжения, малой массой и компактностью. Улучшение этих.черт если сравнивать с чертями простых видов клемм произошло при разработке особых гильз. Для соединения проводов между собой либо провода с металлом созданы гильзы с припоем.
Это разрешает при изготовлении изолированной паяной клеммы применить всего одну операцию. Наряду с этим припой вместе с флюсом предварительно заформован в герметизирующей гильзы, которая дает усадку при нагреве. При контролируемом нагреве эта гильза сжимается, герметизирующие кольца на финишах гильзы расплавляются, припой растекается и образует закрытое герметизированное соединение провода с клеммой.
Данный способ имеет преимущество перед вторыми методами изготовления клемм. К примеру, при заземлении экрана обмотанными проводами тяжело обеспечить верное размещение проволочек экрана на кольце: в этих обстоятельствах не всегда возможно избежать происхождения нежелательных напряжений.
Второй способ присоединения экрана заключался в пайке эластичного проводника, по данный метод трудоемок и не дает надежного соединения, поскольку существует возможность излома нитей экрана либо повреждения первичной изоляции.
Способ сварки удовлетворителен при соединении двух проводников, по им нельзя пользоваться для заземления экрана. Пайка вручную разрешает изготовить качественное электрическое соединение, владеющее большой прочностью, малым электрическим сопротивлением, долговечностью при высоких вибрациях и в условиях, вызывающих коррозию. Но такие недочёты припайки вручную, как использование припоя и относительный сдвиг и флюса подробностей в ходе самой пайки, значительно влияют на уровень качества соединений.
Изоляция гильз
Нейлоновая изоляция владеет хорошими электрическими чертями, достаточно прочна, но весьма чувствительна к влаге. Такая изоляция сохраняет упругость только при определенном содержании жидкости в воздухе. Полихлорвинил с допустимой рабочей температурой 105 °С растекается и расплавляется при краткосрочном перегреве, а политетрафлюорэти-лен тяжело закрепить на месте.
Помимо этого, данный материал дорогой и тяжелый. )В качестве изоляции гильз с припоем самый целесообразно применять термостабилизированные облученные полиолефины и поливинилфториды. В других случаях возможно применять и другие материалы с такой же обработкой.
Изолированные многожильные либо одножильные проводники
Изоляция многожильных и одножильных проводников, используемых для заземления либо для соединений внахлестку, должна быть срезана, как продемонстрировано на рис. 1. Многожильные проводники нужно мало в качестве заземления, дабы (рис. 2).
Рис. 1. Изолированный одножильный провод
Рис. 2. Многожильные провода
Экранированные кабели расправлять при применении расширить смачивание припоем
В случае если заземлить кабель где-нибудь в середине, то представленный па рис. 3 способ обрезки разрешает обеспечить его заземление и непрерывность экрана в нужном месте. В то время, когда нужно выделить участок первичной изоляции, то экран обрезают, как продемонстрировано на рис.
4. В случае если в качестве изоляции употребляется облученный полиолефин, ПТФЭ либо ФЭП, то экран возможно не отгибать, не смотря на то, что отгибание экрана дополнительно защищает кабель от протекания припоя по оплетке В случае если употребляется изоляция другого типа, то экран нужно отогнуть, как продемонстрировано на рис. 5.
Рис. 3. Экранированные кабели
Рис. 4. выделение и Обрезка первичной изоляции кабеля
Гильзы с припоем
Гильза складывается из отрезка изоляции, содержащего предварительно сформованный припой с флюсом в центре и колец из термопластика на финишах. Существуют гильзы с припоем двух типов. Один из них рекомендован для проводов, имеющих изоляцию из винила, винил-нейлона, полиэтилена ит. е. «низкотемпературную» изоляцию. В проводах с «высокотемпературной» изоляцией, таковой, как полиолефины, ПТФЭ ФЭП и т. д., употребляется припой другого типа.
Пайка и насадка этих гильз проводится потоком нагретого воздуха. Для этого используют простые источники сжатого воздуха и простой источник нагрева, трудящийся от сети. Приспособление снабжают соответствующим рефлектором, а давление воздуха регулируют так, дабы обеспечить нужную температуру.
В случае если источника сжатого воздуха нет, то возможно применять вентилятор с подогревом.
Рис. 5. Отгибание экрана
Рис. 6. Гильза с припоем
Выбор гильз с припоем (для отдельных выводов). Большие и размеры изоляции и минимальные размеры провода, каковые смогут употребляться в соответствующей гильзе с припоем, определяются согласно данным изготовителя гильз.
Гильзы с припоем возможно применять для одновременного заземления экранов нескольких проводов; наряду с этим необходимо принимать следующие меры безопастности:
— неспециализированный диаметр жгута обязан соответствовать размеру гильзы;
— направляться объединять совместно не более четырех экранированных проводов;
— вывод на землю обязан размешаться вне экранированного жгута.
конфигурации и Максимальные размеры, каковые возможно взять при соединении проводов внахлестку, зависят от размера гильзы. Наряду с этим отказы смогут появляться из-за отвода тепла от места соединения по проводникам и повреждения изоляции (в особенности из полихлорвинил? и полиэтилена) под действием тепла.
Монтаж. Нужно проверить, что устройство для нагрева снабжает нужную температуру. После этого зачищенные проводники прикладываются друг к другу и на них надевают гильзу с припоем.
направляться убедиться, что проводники лежат на протяжении гильзы и что при соединении не будет прокола изоляции. Помимо этого, нужно верить втом, что открытые участки проводников находятся в герметизирующих колечек. В случае если нужно, то временно возможно зажать проводники либо склеить их лентой, а другие проводники жгута закрыть алюминиевой фольгой. После этого соединяемые проводники устанавливают по центру отражателя по оси нагревателя как возможно ближе к выходу тёплого воздуха; наряду с этим, но, нельзя касаться нагретого металла,
Нагрев создают , пока колечко припоя не расплавится и не растечется до края гильзы. В случае если размер провода не мал, то кольца припоя всецело утратят начальную форму. После этого источник нагрева удаляют, соединение охлаждают, освобождают от фиксирующего зажима либо ленты и контролируют соединение, дабы убедиться, что снаружи изоляционная гильза не повреждена проводом, а обнаженные участки проводников находятся в гильзе.
В случае если нагрев был недостаточным, то операцию нужно повторять до тех пор, пока не случится полного смачивания проводов припоем.
В случае если соединение выполнено неправильно, то внешнюю изоляцию нужно срезать острым ножом, совершить повторный нагрев соединения до его распайки и повторить процесс с другой гильзой.
В случае если соединение было не хватает нагрето, то ширина и кольца первоначальная форма припоя его прекрасно различимы, не смотря на то, что начало и кольцо расплавляться. Такое соединение возможно опять нагреть и исправить его. При верном нагреве колечки припоя теряют собственную начальную форму и между проводниками образуется хороший слой припоя.
При перегреве соединения припой скоро стекает на протяжении проводников. Такое соединение неудовлетворительно и его нужно переделать. Наряду с этим нужно иметь в виду, что разные припои имеют разные углы смачивания с этими
покрытиями проводников, как никель либо серебро. При применении различных типов гильз с припоем внешний вид соединений может различаться, может изменяться цвет наружной изоляции соединения. Но этим в большинстве случаев, возможно пренебречь.
Соединения экранированных выводов
Ниже обрисован способ соединения экранированных выводов в ограниченном пространстве. Наряду с этим употребляются стандартные гильзы с припоем, и гильзы, в кольца припоя которых добавлено 3% серебра. Обрезка экранированных выводов продемонстрирована на рис. 38, где обозначено кроме этого место наложения олова.
Нужно убедиться, что оплетка провода прекрасно очищена.
Рис. 7. Обрезка экранированных выводов
Рис. 8. Соединение экранированных проводников
Провод для подсоединения гильзы с припоем подготавливают, как продемонстрировано на рис. 8. Место присоединения подставляют под источник тёплого воздуха с температурой 380±10 °С. Время нагрева (приблизительно 8 с) должно быть достаточным для полного расплавления припоя. В случае если припой верно расплавлен, то кольца припоя не должны быть видны под гильзой.
Нагревать продолжительнее, чем нужно, не нужно, в противном случае припой может протечь на протяжении проводов и ослабить прочность соединения.
Монтаж проводов для заземления с гильзами и ПТФЭ продемонстрирован на рис. 40. Источник тёплого воздуха с температурой 380±10 °С устанавливают над гильзой с припоем и гильзу нагревают до полного расплавления припоя в течение приблизительно 8 с. Нагревать направляться с опаской, дабы не перегреть первоесоединение. Второй вид соединения проводов для заземления кроме этого продемонстрирован на рис.
9, тут также употребляется нагрев потоком воздуха до температуры 380±Ю°С в течение 8 с. Затем источник нагрева срочно отключают. Маленькое изменение цвета изоляции не повлияет па ее физические особенности. Таковой способ изготовления оконечных выводов используют для схем, трудящихся на частотах не выше 10 МГц.
Рис. 9. Различные виды заземлений
Обжимные соединения
Одним из видов соединений, разрешающих достигнуть весьма большой надежностью, есть непаяное соединение обжимного типа. Теоретически не существует обстоятельств того, дабы каждое соединение для того чтобы типа не было действенным на 100%, и данный показатель фактически достижим. Но в применении таких соединений существуют еще кое-какие обычные неточности.
1. Неверный размер вывода. Втулка клеммы через чур мелка либо громадна для данного провода. В первом случае кое-какие жилы провода изгибаются и отводятся от трубки.
Во втором — трубка неимеетвозможности хорошо обжать провод.
‘2. Отсоединение клеммы из-за отсутствия захвата. Конфигурация язычка клеммы такова, что в случае если удерживающий винт либо гайка ослабнут, клемма отсоединится. Это характерно для плоского прямого язычка в форме вилки. Кольцевой язычок, круглый либо квадратный, представляет собой всецело захватное соединение, потому, что удерживающий винт либо гайку направляться полностью отвинтить, перед тем как соединение будет отсоединено.
Клеммы, имеющие боковую прорезь в виде крючка, считаются полузахватными, поскольку таковой вывод возможно переместить в сторону либо порвать соединение. В этом случае вероятно случайное рассоединение, но оно не весьма возможно.
3. Дефектное присоединение, образующееся в следствии применения неправильного инструмента либо способа монтажа. Примерами этого помогает перерезанный при обжиме твёрдой клеммы провод либо случай, в то время, когда зажим попадает на изоляцию вместо обнаженного проводника. В случае если при обжиме приложено неправильное упрочнение, смогут появиться скрытые недостатки.
Через чур сильный обжим ослабляет проводник, в то время как не сильный обжим ослабляет соединение клеммы к проводнику.
4. Излом в точке изгиба. Участки провода, прилегающие к клемме, к примеру к шейке обжимной клеммы, смогут претер-пать изгиб в данной точке при тряске либо вибрации. Это отмечается, в то время, когда изоляция провода не состыкована с шейкой клеммы либо толщина и ширина клеммы через чур мелки.
В этих обстоятельствах может случиться отказ из-за усталости металла.
5. Неизолированные выводы. Неизолированные клеммы смогут привести к короткому замыканию с соседними структурами либо проводами либо смогут быть пробиты от близлежащего источника большого напряжения. Помимо этого, клеммы, через каковые подается в схему нужный сигнал, смогут принимать паразитные сигналы, помехи от соседних соединений, если они не изолированы либо неправильно размещены.
6. Неверный выбор материала клеммы. В случае если такие критические факторы, как температурный диапазон, коррозионная воздух, излучения либо влажность были учтены не хватает, результатом этого возможно преждевременный механический либо электрический отказ.
7. Нехорошая конструкция выводов. Близко расположенные оконечные клеммы не поделены прокладками, расстояние между выводами не принято во внимание при выборе конструкции язычков, исходя из этого выводы смогут случайно замкнуться между собой.
8. Неверная экранировка, т. е. экранированные коаксиальные кабели и проводники не заземлены либо заземляющий провод неправильно установлен под шейкой клеммы.
Контроль
Клемма соединения в обжим есть такой же критичной в смысле вероятного отказа, как и каждая вторая часть схемы. Но тщательные технические изучения, каковые выполняют при выборе, согласовании, установке и контроле вторых компонентов схемы, к примеру конденсаторов и резисторов, почему-то в большинстве случаев не выполняют при выборе соединителей и конструкции разъёмов. Отказ разъема по собственному влиянию равнозначен отказу любого компонента, а происходит он существенно чаще и его тяжелее найти.
В большинстве случаев, проследить цепочку вероятных обстоятельств отказов впредь до оконечного соединения достаточно тяжело. Легко установить полный отказ соединения. В случае если отказ соединения — перемещающийся, установить его обстоятельство время от времени нереально, потому, что комбинация рабочих и окружающих условий, вызывающих отказ «нормально приемлемого» соединения, отмечается достаточно редко.
Единственной мерой предупреждения отказов есть тщательная проверка полностью каждого оконечного вывода изолированной поврежденной части схемы на механическую и электрическую прочность, но кроме того и в этом случае перемещающийся отказ возможно неуловим.
Легко найти неточности, в то время, когда твердо как мы знаем, что искать.
По большей части, в этом случае нужно проверить:
— правильность выбора конструкции оконечных соединителей (клемм) для данного конкретного применения;
— крепление оконечного разъема к его месту в схеме;
— верное присоединение этого разъема к проводнику.
Окружающие условия, в особенности температурный диапазон, оказывают громаднейшее влияние на выбор материала клемм. Как правило электронную аппаратуру применяют при рабочих температурах до 200 °С. Исходя из этого возможно использовать выводы из луженой меди с железным ободочком для захвата изоляции около присоединенного проводника (это снабжает снятие механических напряжений провода в точке зажима).
При более больших температурах (до 260 °С) лучше применять никелированные клеммы и изоляцию из ПТФЭ. При еще более больших температурах (до 530 °С) возможно использовать клеммы из чистого никеля и стеклянную либо асбестовую изоляцию. При работе в воздухе, вызывающей коррозию, выводы нужно золотить независимо от рабочей температуры.
В случае если разъем в аппаратуре будет подвергаться действию любого типа ядерного излучения, нужно убедиться, что в ходе металлизации клемм разъемов не употреблялась ртуть. Кроме того самых не сильный следов ртути достаточно, дабы привести к избыточной радиационной радиационной в весьма маленький временной отрезок.
Серьёзным причиной есть кроме этого вибрация. Время от времени независимо от толщины и ширины шейки вывода разъема он отказывает при вибрационной нагрузке. В таких случаях, в то время, когда рабочая вибрация есть громадной, нужно перейти на совсем другую конструкцию оконечного вывода либо клеммы.
Присоединение оконечных выводов
самый надёжным методом присоединения оконечных выводов помогает использование специально предназначенных для этого инструментов и .приемов, каковые, со своей стороны, определяются типом применяемых клемм. В то время, когда инструмент уже выбран и изготовлена оснастка, направляться убедиться, что форма обжима соответствует рамке инструмента.
В то время, когда обжимные соединения изготавливают вручную и применяют громадной комплект форм, нужно, дабы любой комплект имел соответствующую маркировку, показывающую, для какого именно типа клемм он рекомендован. В большинстве случаев для таковой идентификации пользуются размером проводов либо их цветом (при изолированных проводов).
В ходе работы штампы изнашиваются и исходя из этого принципиально важно систематично осуществлять контроль пуансон. В технических условиях, в большинстве случаев, не оговаривается, как довольно часто необходимо проводить эту диагностику, и исходя из этого временной отрезок между последующими испытаниями может значительно различаться. В зависимости от нужной степени надежности, выполняют контроль по окончании каждых 8 ч работы инструмента. В других случаях данный контроль проводится непериодически.
Серьёзным причиной наряду с этим есть контроль степени износа штампа и определение величины износа, которую возможно допустить без значительного ущерба для производства соединения хорошего качества.
Для надёжности и обеспечения точности нужно применять инструмент типа пинцета, так, дабы присоединение вывода было полностью закончено перед тем, как оператор высвободит ручки инструмента либо штампа. Так, выводы прекрасно обжимают предварительно заданным упрочнением перед тем, как раскроются губки инструмента. С провода нужно снять изоляцию на определенном участке, дабы обжимная железная втулка вывода захватила все жилы провода, а не изоляцию па нем.
В совершенстве изоляция обязана доходить прикасаясь к втулке. На втором финише обнаженный провод обязан пара поддерживатьфиниш втулки, дабы его возможно было осуществлять контроль. Нужно принимать меры безопастности при удалении изоляции, дабы избежать порезов либо частичной обрезки жил провода, что может привести к преждевременному отказу при изгибе и под действием вибрации.
Крепление оконечных выводов (клемм)
Крайне важно механически и электрически прочно укрепить вывод в точке соединения его со схемой. Прокладывать металлическую плоскую шайбу либо пружинную опорную шайбу между точкой соединения и точкой вывода недопустимо, поскольку это ведет к неправильной установке вывода.
Язычок вывода обязан размешаться конкретно на поддерживающей поверхности, тогда при затяжке винта либо гайки обеспечивается минимальное сопротивление контакта. Для верной фиксации клеммы требуется соответствующее поворотное упрочнение. Через чур большое упрочнение способно выдавить язычок вывода и расплющить его. Наряду с этим механическая прочность язычка понижается.
При через чур малых упрочнениях язычок клеммы выясняется не зажатым и может изгибаться и вибрировать, что ведет к понижению проводимости между точкой присоединения и клеммой схемы Эти недостатки ликвидируют, используя отвертку с ограниченным крутящим моментом.
Независимо от числа оконечных выводов присоединять клемму к одной точке нужно весьма шепетильно. Необходимо следить, дабы язычки клемм лежали плоско относительно друг друга. Дабы это обеспечить, нужно первый язычок положить сверху вниз, второй — правой стороной вверх, а третий — под углом, а после этого приложить фиксирующее поворотное упрочнение.
Соединения накруткой
Стандартным соединением внакрутку есть соединение без припоя, в котором около вывода обмотаны провода без изоляции. Модифицированное соединение внакрутку — это неполное соединение, в котором не считая обнаженного провода около столбика вывода наматывают 1…3 витка провода в изоляции (рис. 9).
В модифицированных соединениях внамот-ку применяют проводники диаметром 0,56 мм либо меньше. В телефонной индустрии из-за низких требований к сопротивлению вибрации благодаря работы оборудования в контролируемых условиях употребляются только стандартные соединения внамотку.
Рис. 9. Непаяное соединение: а — стандартная и б — модифицированная навивка
Одножильный провод в модифицированном соединении внамотку может обеспечить такое же сопротивление вибрации, как многожильный провод, припаянный к клемме. Поперечное сечение штырька (на что производится иамотка) должно быть по крайней мере на 5% больше, чем площадь сечения проволочного проводника. Ширина штырьков не должна быть больше трехкратный диаметр провода. Штырьки выводов смогут быть изготовлены из любого материала, совместимого с материалом наматываемого проводника.
Данный материал должен быть достаточно твёрдым, дабы противостоять изгибу, и владеть хорошим сопротивлением к зазубриванию при намотке провода. В большинстве случаев применяют фосфористую латунь, берил-лиевую сплавы и медь никеля.
При соединении внавивку не обязательно наносить железные покрытия на штырьки выводов. Но в случае если выводы металлизируются по каким-то вторым обстоятельствам, то предпочтительно применять луженые, а не золоченые штырки, поскольку они оказывают большее механическое сопротивление смещению провода на выводе. Упрочнение, требуемое для снятия провода для золоченого штырька, на 40% меньше, чем для луженого.
Чтобы снять провод диаметром 0,56 мм с луженого вывода, требуется упрочнение 11,3 кг.
Ослабление для того чтобы соединения из-за механического повреждения провода отмечается при намотке на квадратные штырьки. Не смотря на то, что штырек имеет острые углы, из-за симметрии конфигурация намотки близка к круговой. Это приводит к некоторой слабости финишей намотки, и вольный движение конечных витков передается на соседние витки.
При применении прямоугольных штырьков форма намотки скорее эллиптическая. В этом случае из-за упругости провод пытается прижаться к штырьку, что предотвращает передачу нарушений намотки от витка к витку. Так, ослабление намотки ограничивается конкретно самим ослабленным витком. Имеются и другие факторы, воздействующие на выбор конфигурации штырька, на что производится намотка, к примеру, расстояние между контактами либо имеющаяся оснастка.
Но единственным верным критерием должно быть получение оптимальных черт соединения.
На практике чаще всего применяют квадратные и прямоугольные штырьки. Опробования продемонстрировали, что в то время, когда нужно учитывать возможность механического нарушения соединения внавивку, целесообразнее использовать прямоугольные, а не квадратные штырьки.
В качестве проводника для соединений внавивку возможно применять любой довольно мягкий и пластичный материал, разрешающий сохранить форму намотки. Предпочтительно применять бронзовый провод типа OFHC. Таковой материал лучше выдерживает неправильное обращение, чем простая медь проволоки, а сдвиг его при навивке не приводит к жесткости.
Ключ для намотки может наматывать провод около выводов с давлением до 900 МН/м2. Дабы достигнуть для того чтобы давления, намоточные головки обматывают провод так хорошо, что вероятно отслаивание олова между витками и, как следствие этого, истирание обнаженного одножильного проводника и износ изоляции.
Для соединения внавивку нужна изоляция провода соответствующего диаметра. проводник и Изоляция должны быть концентричны чтобы не было обрезки проводника при съеме изоляции. Колебания толщины изоляции не должны быть больше 15%.Дабы уменьшить исправления и возможность ремонта для того чтобы соединения, два финиша провода должны в любой момент наматываться на одном уровне.
В случае если направляться этому правилу, то для ремонта проводника первого уровня необходимо удалить максимум три провода. Третий, либо верхний, уровень намотки, в большинстве случаев, употребляется редко; данный уровень резервируется для проведения и ремонта трансформаций в схеме. Помимо этого, не нужно создавать размотку проводов в уровне для ремонта.
Наряду с этим время от времени легче обрезать провод на уровне 1 рядом с соединением и перенести данный провод на уровень.
При применении соединений внакрутку в блоках с плотным монтажом, в большинстве случаев, отмечается 3— 4% недостатков. Кроме того при весьма надежных ручных инструментах для накрутки эти недостатки в большинстве случаев не связаны с самим соединением. Они результат неточностей оператора в присоединении проводников к несоответствующим штырькам, возникновением маленьких замыканий из-за низкой квалификации оператора либо сильным натяжением провода на штырьке.
Рис. 10. Уровни намотки проводников на выходных штырьках
Соединение внавивку определяется как электрическое соединение между выводом и проволочным проводником с острыми краями, причем провод наматывают с контролируемым упрочнением конкретно около вывода. Имеется в виду, что намотка имеет несколько витков проволоки, которая входит в зазубрины на штырьке и закрепляется на углах штырька.
Связанное соединение — это электрическое соединение между штырьком и проволочным проводником с острыми краями, при котором параллельно длине штырька на его более широкую грань помещают кусочек проволоки; после этого эту проволочку прикрепляют к штырьку несколькими витками провода, наматываемого с контролируемым натяжением около штырька и проводника вывода. Любой виток намотанного провода контактирует со связанным проводом, вызывает его деформацию и запирается по крайней мере на двух витках штырька вывода.
Рис. 11. Соединения внакрутку: а — стандартное; б — с дополнительным проводником; в — с двумя дополнительными проводниками
Двойные связанные соединения для того чтобы типа, продемонстрированные на рис. 11,в, являются гибридный тип соединения. В этом случае два прямоугольных штырька с острыми краями соединяют широкими гранями и обматывают проводом.
