И виды электромонтажных соединений

 

В процессе разработки приборного оборудования создаются макеты будущих узлов для доведения параметров оборудования до требуемых по ТЗ и обеспечения их стабильности. При макетировании и создании опытных образцов электромонтаж выполняется монтажными проводами с применением обычного паяльника или с использованием автоматизированного оборудования, выполняющего операции стежкового монтажа или монтажа накруткой [1,53,54]. В серийном производстве для ФУ используются платы печатного монтажа, на которых система печатных проводников и контактных площадок получена обним из следующих методов: аддитивным, полуаддитивным, субтрактивным или с применением толстопленочной технологии [9,14,21,53,54].

Электромонтажное соединение компонентов с контактными площадками монтажного основания выполняется пайкой, а конструкция такого соединения зависит от типа корпуса и вывода компонента. Виды монтажа в зависимости от типа корпусов компонентов классифицированы на рис. 4.18 в IY уровне детализации.

Способы установки компонентов с различными конструкциями выводов показаны на рис. 4.20.

Рассмотрим основные правила конструирования мест установки компонентов в корпусах различного вида.

При установке компонентов в отверстия (компоненты с аксиальными, штыревыми выводами, микросхемы в DIP-корпусах и др.) конструктивными элементами места установки являются монтажные отверстия и контактные площадки. Центры монтажных отверстий должны размещаться в узлах координатной сетки. Предпочтительные размеры монтажных отверстий выбирают из ряда: 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5 мм, а переходных отверстий из ряда 0,7; 0,9; 1,1 мм. Диаметры монтажных отверстий выбирают так, чтобы разность между минимальным значением диаметра отверстия и максимальным значением диаметра вывода компонента была в пределах 0,1 - 0,4 мм (большие значения - для автоматизированной установки компонентов).

Номинальные значения диаметра монтажного отверстия определяют из выражения

, мм.

В этом выражении: - максимальное значение диаметра вывода компонента, подлежащего установке; - разность между минимальным значением диаметра отверстия и ; - нижнее предельное отклонение номинального значения диаметра отверстия, устанавливаемое в соответствии с табл. 4.16.

Контактные площадки выполняют прямоугольной (для компонентов с планарными выводами и ПМИЭТ), круглой (для компонентов, монтируемых в отверстия) или близкой к ним форме. Наименьшее номинальное значение диаметра контактной площадки (D), мм, под выбранное отверстие рассчитывают по формуле

,

 

где - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия (из табл. 4.16); - гарантийный поясок (= 0,2; 0,1; 0,05 - для 2-го, 3-го и 4-го класса точности соответственно); - величина (глубина) подтравливания диэлектрика в отверстии (для ОПП и ДПП = 0, для МПП = 0,03 мм); - значение позиционного допуска расположения центров отверстий относительно номинального положения узла координатной сетки (из табл. 4.17); - значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно номинального положения (из табл. 4.18);, - верхнее и нижнее предельные отклонения размеров элементов печатного монтажа (из табл. 4.19).

Таблица 4.16

Предельные отклонения диаметров металлизированных монтажных и переходных отверстий (), мм

Размер	Класс точности
отверстия, мм
£ 1,0	+0.10 -0,15	+0,10 -0,15	+0,05 -0,10	+0,05 -0,10
> 1,0	+0,15 -0,20	+0,15 -0,20	+0,10 -0,15	+0,10 -0,15

 

Таблица 4.17

Значения

Размер большей	Класс точности
стороны платы, мм
L £ 180	0,20	0,15	0,08	0,05
180< L £ 360	0,25	0,20	0,10	0,08
L >360	0,30	0,25	0,15	-

 

Таблица 4.18

Значения

Размер большей	Класс точности
стороны платы, мм
L £ 180	0,35	0,25	0,20	0,15
180< L £ 360	0,40	0,30	0,25	0,20
L >360	0,45	0,35	0,30	-

 

 

Таблица 4.19

Значения

Размер	Класс точности
отверстия, мм
	+0.15	+0,10	+0,03	+0,03	+0,01
	-0,15	-0,10	-0,05	-0,03	-0,01

 

Выводы компонентов с планарным расположением паяются внахлест на прямоугольные контактные площадки с размерами указанными на рис. 4.21, 4.22.

Форма и расположение контактных площадок под ПМИЭТ зависят от количества точек подсоединения, расположения точек подсоединения на корпусе компонента и формы (конструкции) элемента подсоединения (j-образный вывод, арочная или шариковая контактные площадки и др.).

Варианты форм и расположения контактных площадок под ПМИЭТ с различным количеством точек подсоединения приведены на

рис. 4.23, 4.24. Обозначения типов корпусов и их параметры даны по ГОСТ 17467-88.

Учитывая, что в пособии [27] подробно рассмотрены вопросы конструирования посадочных мест под различные ПМИЭТ (конденсаторы К10, К53, К73, К10-60, К26, резисторы С2, С6, транзисторы в корпусах СОТ, микросхемы в корпусах 43 и 45 подтипов по ГОСТ 14467-88), остановимся на расчетах размеров сторон контактных площадок с учетом правил, установленных РД 50-708-91 [49].

Номинальные размеры сторон контактных площадок (М, N) для установки ПМИЭТ с двумя точками подсоединения рассчитывают по формулам:

, (4.1)

, (4.2)

где - максимальная ширина контактирующей части ПМИЭТ;

- позиционный допуск расположения геометрического центра корпуса устанавливаемого компонента относительно номинального положения, определяемый используемым оборудованием (погрешность позиционирования установки ПМИЭТ - 0,01....0,05 мм); - из табл. 4.18 для 4-го класса точности и 0,05 мм для 5-го класса точности; - из табл. 4.19; Р - минимальное расстояние от края контактной площадки до контактирующей части корпуса ПМИЭТ, необходимое для образования качественной галтели припоя (0,3 мм для передней части соединения);

- гарантированный размер контактной площадки, необходимый для совмещения с контактирующей частью ПМИЭТ, который устанавливается от 0,1 до 0,3 мм (см. рис. 4.23, 4.24); - верхнее предельное отклонение длины контактирующей части устанавливаемого ПМИЭТ по ТУ на конкретный типоразмер корпуса.

Расстояния между внешними и внутренними сторонами контактных площадок (,) под ПМИЭТ с двумя точками подсоединения рассчитывают по формулам:

;

,

где - длина корпуса устанавливаемого ПМИЭТ; - позиционный допуск расположения элемента проводящего рисунка относительно реперного знака.

Для установки ПМИЭТ с тремя и более точками подсоединения размеры сторон контактных площадок рассчитывают по формулам:

, (4.3)

где - ширина контактирующего элемента ПМИЭТ по ТУ на конкретный типоразмер корпуса; - по формуле (4.2).

Расстояния между внешними и внутренними сторонами контактных площадок (,) под ПМИЭТ с тремя и более точками подсоединения рассчитывают по формулам:

,

,

где - расстояние между внешними сторонами выводов (контактирующих элементов), расположенных на противоположных сторонах ПМИЭТ, по ТУ на конкретный типоразмер корпуса (см. также [27] и ГОСТ 17467-88 [10]).

При расчете размеров сторон контактных площадок для ПМИЭТ с шагами расположения выводов 0,625 мм в формулах (4.2) и (4.3) вместо следует подставлять. Допуски на размеры и расположение элементов рисунка платы следует выбирать не ниже 4-го класса по ГОСТ 23751. За начало отсчета координат при составлении программ на установку ПМИЭТ необходимо принимать реперный знак, выполненный в левом нижнем углу печатной платы.