стихи. 1-75-12-Медведев-АВ-Конструирование-технология-производства-элек. Конструирование и технология
 Скачать 1.92 Mb.
|
3.6. Электрические контактные соединенияЭлектрические контактные соединения делятся на разъемные, разборные и неразборные. Неразборное контактное соединение не может быть разъединено без разрушения. Для создания неразборных контактных соединений при монтаже ЭА применяются пайка, обжимка, проколка, клепка, сварка и термокомпрессия. Пайка осуществляется припоем, вводимым в зазор между соединяемыми деталями. В процессе пайки происходит диффузия расплавленного припоя в поверхностный слой соединяемых деталей, в результате чего образуется надежный электрический контакт. В качестве припоя применяют чистые металлы и сплавы с температурой плавления ниже, чем у соединяемых материалов. Наибольшее распространение получили оловянисто-свинцовые припои ПОС, в которые для получения специальных свойств вводятся легирующие элементы. Характеристики низкотемпературных припоев приведены в табл. 3.1. Таблица 3.1 Характеристики низкотемпературных припоев
Окончание табл. 3.1
Получение качественного паяного соединения невозможно без использования флюса. Флюс предохраняет поверхность металла и расплавленного припоя от окисления, растворяет и удаляет уже имеющиеся окисные пленки, улучшает смачивание металлов припоем, улучшает растекание припоя за счет снижения его поверхностного натяжения. Флюс ускоряет процесс пайки при минимально возможных температурах, что важно при монтаже термически чувствительных элементов ЭА. При электрическом монтаже применяются низкотемпературные флюсы, которые отличаются по степени активности. Флюсы на основе канифоли и полиэфирных связующих смол обладают слабой активностью и применяются для пайки легкопаяемых металлов (неокисленная медь, серебро, золото). Они не снижают электрического соединения подложки ПП, не вызывают видимой коррозии соединяемых металлов. Канифольные флюсы, активированные 2–3,5% органических кислот, обладают повышенной активностью и используются при групповой или ручной пайке многослойных ПП. Из-за сильного влияния на электрическое сопротивление необходима тщательная отмывка остатков флюса после пайки. Ещё большей активностью обладают коррозионные флюсы на основе кислот и их солей, применяемые при лужении, восстановлении паяемости элементов после длительного хранения, пайке труднопаяемых металлов (манганина, нихрома, стали и др.). Остатки таких флюсов обязательно должны быть удалены сразу после пайки. Если этого не сделать, содержащиеся в них активные вещества быстро приводят к коррозии деталей, входящих в паяльное соединение. При монтаже компонентов на поверхность печатной платы используют паяльные пасты. Они представляют собой суспензию частиц порошка припоя во флюсе с добавлением органических веществ. Паста после нанесения должна сохранять свою форму и положение до момента установки элементов и обладать свойствами клея, предотвращающего сдвиг элементов при транспортировании ПП и оплавлении припоя. Несмотря на то что пайка является основным методом создания контактных соединений в ЭА, она имеет ряд недостатков: происходит значительный нагрев соединяемых деталей, что может привести к их порче, оплавлению изоляции и др.; качество соединения при ручной пайке зависит от квалификации исполнителя; при пайке выделяются вредные для здоровья газы. Метод накрутки состоит в том, что провод плотно с усилием наматывают на соединительный штырь (терминал), имеющий острые ребра. Ребра штыря вдавливаются в накрученный провод, благодаря чему в месте контакта разрушается окисная пленка и происходит взаимная диффузия материалов штыря и провода. Возникает надежное, неокисляющееся соединение. Монтаж накруткой пригоден только для одножильного провода, причем зачистка эмалевой и лаковой изоляции провода на участке накрутки необязательна. Применяются штыри квадратного сечения из латуни, бронзы и других сплавов, покрытые золотом, сплавами из олова и свинца, никеля и серебра. Штыри имеют более высокую твердость, чем провод, поэтому на одном и том же месте накрутку можно выполнять многократно (до пяти раз). На одном штыре допускается располагать до трех уровней монтажа. Монтаж и демонтаж соединений производится специальным инструментом, ручным или курковым электрическим. Метод накрутки используется при монтаже электрических соединителей, устанавливаемых на шасси блоков и шкафов. В телекоммуникационных системах монтаж накруткой применяется при расшивке кабелей на монтажные панели. Метод обжимки применяется для соединения кабельных наконечников с монтажными проводами. Освобожденный от изоляции конец многожильного провода вставляется внутрь деформируемой части кабельного наконечника. Затем эта часть обжимается вокруг провода. Кабельные наконечники выполняются различной формы путем штамповки из мягкой луженой электротехнической меди или латуни. Метод обжимки технологичен, но не обеспечивает достаточную надежность контактных соединений, особенно во влажных средах. Поэтому в ответственных случаях после обжатия место контакта жилы пропаивается. Метод проколки изоляции получил широкое распространение при монтаже электрических соединителей, применяемых для подключения телефонных линий и кабелей «витая пара» к телефонным аппаратам, модемам, компьютерам, сетевому коммуникационному оборудованию. В соединителях под проколку изоляции части контактов, обращенные к кабелю, имеют острые кромки. В процессе монтажа соединителя эти острые части прокалывают изоляцию провода и входят в контакт с токоведущей жилой. Такая технология позволяет устанавливать соединители не только на концах, но и в любом другом месте кабеля, что дает возможность подключать к одной шине несколько устройств. Разъемные соединения в ЭА реализуются с помощью электрических соединителей (разъемов). В ЭА используется широкая номенклатура соединителей, которые могут быть классифицированы по диапазону частот (низко и высокочастотные), форме корпуса (цилиндрические и прямоугольные), типу монтажа (для объемного монтажа, печатного монтажа, проколки, накрутки), силе тока через контакт (маломощные и силовые) и другим параметрам. Существуют универсальные и специализированные стандартные интерфейсные соединители (USB, DVI, DB-xx, Mini-DIN и др.). Большинство соединителей выполнены по типу «вилка-розетка», причем вилка может представлять собой печатные контакты (ламели) на ПП. Электрические соединители применяются на всех уровнях конструктивной иерархии. На первом уровне используют панельки (розетки соединительные) для установки на печатную плату многовыводных дорогостоящих цифровых микросхем, микропроцессоров, модулей памяти и др. Разновидностью соединителей нижнего уровня иерархии являются также переставляемые перемычки (джамперы), применяемые для изменения коммутации цепей на печатной плате. Соединители второго уровня коммутации обеспечивают электрическое соединение ячеек между собой. При этом часть соединителя, монтируемая на плате, всегда рассчитана на печатный монтаж. Конструкция ответной части соединителя в зависимости от назначения может иметь следующие варианты: под объемный монтаж пайкой или накруткой – если платы устанавливаются на шасси с жгутовым монтажем; под печатный монтаж – если используется кросс-плата или непосредственное соединение модулей друг с другом; кабельного типа. Соединители третьего уровня осуществляют коммутацию приборов, блоков, рам и стоек. В авиационной, морской и иной специальной аппаратуре для этой цели обычно применяются приборно-кабельные соединители, в которых блочная часть (вилка или розетка) закрепляются на приборе, а ответная часть – на кабеле. Приборнокабельные соединители могут иметь прямую или угловую кабельную часть. Существуют кабельные соединители для стыковки кабелей друг с другом. Соединение вилки с розеткой бывает врубным, резьбовым и байонетным. Врубное соединение осуществляется простым вставлением вилки в розетку с фиксацией сочлененного состояния. Резьбовое соединение выполняется накидной гайкой, стягивающей части приборно-кабельных и кабельных соединителей. Байонетное соединение обеспечивается пазами на одной части соединителя и выступами на другой. При сборке байонетного соединения вилку вставляют в розетку и после попадания выступов в пазы с легким нажатием проворачивают подвижную часть на небольшой угол по часовой стрелке до фиксации выступов в углублениях. Разборные соединения в промышленной ЭА выполняются с помощью винтовых клеммников, пружинных зажимов, эластичных контактов. Винтовые клеммники объемного монтажа применяются для подключения к блокам и шкафам внешних кабелей (кроме стандартных интерфейсов). На втором уровне коммутации используются винтовые клеммники, впаиваемые в печатную плату и служащие для подключения внешних объемных проводов. Пружинные зажимы удобны при объемном монтаже внутри шкафов. Они, как правило, собираются в блоки и обеспечивают надежный электрический контакт даже в условиях внешних климатических воздействий. Эластичные контакты представляют собой полоску из резины или полимерного материала, имеющую чередующиеся проводящие и диэлектрические участки. Такие контакты удобны для соединения контактных площадок, расположенных друг против друга в параллельных плоскостях. Эластичные контакты могут быть поверхностными или объемными. При сборке контактное соединение стягивается, например, с помощью винтов. Достоинствами эластичных контактов являются простота монтажа, хорошие частотные характеристики (до 3–5 ГГц), повышенная виброустойчивость, возможность многократной сборки и разборки. |