11 Конструирование электромонтажа

11.1 Общие сведения

Электромонтаж – это часть конструкции предназначенная для обеспечения электрически неразрывных связей.

Электромонтаж подразделяют:

- на контактный монтаж;

- на коммутацию между контактами.

Контактирование подразделяют на 3 вида:

- неразъемное (пайка, сварка, склеивание);

- ограниченно-разъемное (накрутка, прижим);

- разъемное (ВЧ и НЧ разъемы).

Коммутация между контактами бывает:

Рекомендуемые материалы

- печатным монтажом;

- пленочным монтажом (тонкопленочный и толстопленочный);

- объемными проводами (объемный монтаж).

Каждому уровню конструкций РЭА соответствуют определенные способы контактирования. Например: для подуровня нулевого уровня – пленочная коммутация и неразъемное контактирование; для нулевого уровня – печатная коммутация и контактирование пайкой.

На более высоких уровнях конструкций используется межконтактная коммутация с помощью объемного монтажа, а контактирование – пайкой, сваркой, накруткой, разъемами.

Электромонтаж должен обеспечивать:

1) минимум искажений и задержки полезных сигналов;

2) допустимый уровень паразитных помех;

3) высокую надежность;

4) низкую стоимость изготовления;

5) минимальные габариты и массу;

6) быструю замену вышедших из строя элементов;

7) подключение контрольно-измерительной аппаратуры.

11.2 Неразъемное и ограничено разъемное контактирование

Пайка:

1. волной припоя                         2 общее погружение ПП через трафарет

Планарные выводы припаиваются другими методами (метод дозированного припоя):

Сварка: точечная, импульсно-дуговая, лазерная, ультразвуковая.

Ограниченно – разъемное контактирование выполняется путем накрутки провода на контактный штырь. Суть метода в том, что провод плотно наматывается на штыри имеющие острые ребра.

Форма сечения штырей может быть:

В процессе намотки в ребра штыря частично вдавливается накрученные на него провод.

Существует два вида контактирования накруткой:

- контактирование между проводом и штырем (приведено выше)

 - контактирование между штырями и выводами ЭРЭ, которые прикручиваются друг к другу проводом:

               

Материал штырей – латунь, бронза; провода – ПМВ, МДПО. Допускается применение провода в лаковой или эмалевой изоляции, при этом зачистка изоляции не требуется.

Недостаток накрутки – малая плотность монтажа. Разновидностью ограниченно-разъемного контактирования является использование прижимов.

11.3 Разъемное контактирование

Совокупность контактных пар называется разъёмом. Разъём состоит из вилки и розетки (штыря и гнезда). Кроме штырей и гнёзд контактных пар конструкция разъёмов включает: ловители, ключи, элементы крепления разъёма.

Ловители обеспечивают совмещение штырей и гнёзд, а ключи – для устранения возможности неправильного соединения.

По типу соединителя контактные пары делятся на пары с точечным, многоточечным (гиперболоидным) и линейным контактированием.

Рисунок 40 - Точечное, многоточечное, и линейное контактирование

Самым надежным является многоточечное контактирование. Вероятность безотказной работы  (у других типов→10^-5 1/ч).

Основное требование предъявляемое к разъёму – это обеспечение высокой надёжности соединения при воздействии допустимых механических и климатических воздействий.

Кроме параметра надёжности контактная пара характеризуется переходным сопротивлением ; максимальным рабочим током ; частотой тока; усилием соединения и разъединения.

Различают разъёмы: низкочастотные до 3МГц, высокочастотные до 10МГц.

В конструкциях РЭА применяются:

1) Соединители для ПП, ЭРЭ, ИС, трансформаторов;

2) Разъёмы для межкассетных, межячеячных и межблочных соединений;

3) Кабельные и жгутовые разъёмы.

По типу соединения с печатной платой разъёмы могут быть:

- непосредственного соединения проводников ПП с розеткой – это непосредственное контактирование;

- соединение с помощью разъёма, одна часть которого монтируется на ПП – это косвенное контактирование.

Разъёмы первого типа – как правило имеют контакты с двух сторон ПП (это печатные проводники с покрытием серебра). Наибольшее число контактов у разъёмов этого типа – 296.

Рисунок 41 - Непосредственное и точечное контактирование

Для соединения блоков со стойками и шкафами применяют разъём, например, типа ГРПМ2. Для получения межблочных соединений широко применяют малогабаритный разъём РМ1. Число контактов в РМ разъёме равно 10,19,30,50,76,102.

Рисунок 42 - Разъемы ГРПМ2 и РМ1

11.4 Проводной монтаж

В серийном производстве применяют печатный монтаж. Проводной или объёмный монтаж находит применение:

1) в узлах измерительной и лабораторной аппаратуры при мелкосерийном её выпуске;

2) при передаче сигналов широкого диапазона частот.

В мелкосерийном производстве этот вид монтажа может (по функциональному назначению) заменить многослойный печатный монтаж. При всех очевидных недостатках перед печатным монтажом проводной даёт возможность сократить количество переходных контактов.

При больших габаритных размерах устройств используют специальную монтажную плату, на которой проводным монтажом компонуются дискретные компоненты (C и R) с одной или двух сторон платы.

К преимуществам навесного объёмного монтажа следует отнести незначительные паразитные ёмкости и взаимоиндуктивность между проводниками.

Недостатки – высокая трудоёмкость, низкая вибропрочность и ремонтопригодность.

При жгутовом монтаже параллельно идущие проводники объединяются в жгуты.

Разновидностью проводного монтажа является монтаж приваркой проводников к запрессованным в плату штырям. В качестве проводников используется провод диаметром 0,1 мм в полиэтиленовой изоляции. К обратной стороне штырей припаивают или приваривают выводы микросхем. Шаг размещения штырей для этого метода 1,5 мм.

Внутриблочный монтаж выполняется объёмным гибким проводом или плоским кабелем.

При проектировании таких контактных соединений необходимо обеспечить допустимый радиус изгиба проводов, возможность замены элементов соединяемых проводами, свободный доступ к элементам конструкции, а провода питания (переменного тока) следует свивать для уменьшения возможных наводок.

Жгут формируют по чертежу на специальных трафаретах (шаблонах) и вяжут нитками с шагом 20…40 мм. Экранированные провода и провода меньшего сечения располагают внутри жгута. Если аппаратура воспринимает механические нагрузки, жгут обматывают изоляцией и крепят с помощью скоб.

Рисунок 43 – Жгут

Для минимизации помех и занимаемого объёма жгуты целесообразно выполнять не цилиндрическими , а плоской конструкции – гибкие плоские опрессованные кабели ГПОК, гибкие печатные кабели ГПК, плоские тканные кабели ГПТК.

ПТК – это система монтажных проводов, расположенных друг с другом в одной плоскости и скреплённых ткацким методом или плетением.

Рисунок 44 - Гибкий печатный кабель, плоский тканный кабель, плоский опрессованный кабель

11.5 Рекомендации по выполнению электромонтажа

При выборе методов контактирования следует учитывать факторы:

1) Схемотехнические:

- минимальное сопротивление контактного перехода;

- допустимый уровень искажения сигнала (за счёт искажений контактным узлом);

2) Конструктивные:

- тип монтажа РЭА (проводной, поверхностный и т.д.);

- плотность монтажа;

- надёжность (время безотказной работы);

3) Технологические:

- применяемые в конструкции материалы;

- вид контактирования (возможности пайки, сварки, накрутки в соотношении с применяемыми материалами).

При выборе типа проводников или элементов коммутации для электромонтажа учитывают:

1) Схемотехнические факторы:

- ток, частота сигнала, напряжение, прикладываемое к этим элементам;

- затухание и искажение сигнала из-за длины проводников, помехозащищённость;

2) Конструктивные:

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 2 Предисловие.

- компоновка блоков в шкафах, стойках;

- диаметр и число жил в кабеле;

- наличие изоляции и экрана;

3) Технологические:

- способ производства;

- тип изоляции проводников.