Выбор варианта формовки выводов и установки электрорадиоэлементов на ПП

Для одного и того же ЭРЭ может быть предусмотрено несколько

вариантов установки на ПП. На рис. 4.8 показаны часто применяемые способы установки эле­ментов, имеющих два вывода, расположенных аксиально (сопротивле­ния, конденсаторы, диоды и др.). Каждому из таких вариантов установки должен соответствовать свой вариант посадочного места в базе данных САПР.

Вариант установки непосредственно на плату (рис. 4.3, а) прост, технологичен, обеспечивает фиксацию при групповых методах пайки. Повышение механической прочности легко осуществить покрытием электроизоляционными лаками. К недостаткам можно отнести ухудшенный конвективный отвод тепла, возможность замыкания корпуса с проводниками, проложенными под ним, а также пониженную ремонтопригодность.

Легче всего указанные недостатки можно устранить, используя вариант установки с зазором между платой и корпусом (рис. 4.8, б). Однако данный вариант установки также имеет ограниченное применение из-за низкой стойкости к вибрационным воздействиям[1]

и невозможности применения групповых методов пайки. Более устойчивы к вибрационным воздействиям варианты установки со специальной формовкой выводов (рис. 4.8, в, г).

Чтобы обеспечить возможность применения групповой пайки (напри­мер, пайки «волной») элементов, устанавливаемых с зазором между платой и корпусом, необходимо предусматривать либо технологические прокладки, обеспечивающие необходимый зазор (1,5 - 2 мм), либо специальные изгибы выводов, как показано на рис. 4.9. Эти изгибы удерживают элемент и не дают ему опуститься на плату в процессе установки других элемен­тов до операции пайки.

Варианты установки (рис. 4.8, д, е) применяют для минимизации занимаемой площади. К недостаткам данных вариантов можно отнести отсутствие возможности автоматизированной сборки и низкую стойкость к вибрационным нагрузкам. На рис. 4.8, е показана установка элементов с аксиальными выводами в двухплатной конструкции.

Если элемент имеет электропроводный корпус, установленный, как показано, например,  на рис. 4.8, а, и под корпусом  проходит проводник, то необ­ходимо предусмотреть изоляцию корпуса или проводника путем:

-          надевания на корпус элемента трубок из изоля­ционного материала;

-          нанесения тонкого слоя эпоксидной смолы на плату в зоне расположения корпуса (эпоксидная маска);

-          наклеивая на плату тонкие изоляционные прокладки.

Защитная маска (тонкий слой эпоксидной смолы, термостойкой краски, сухого пленочного фоторезиста) применяется не только для электроизоляции, но и для экономии припоя при групповых методах пайки с одно временной защитой проводников. В этом случае маска наносится на весь проводящий слой, за исключением монтажных и контрольных контактных площадок. При проектировании защитной маски следует учитывать, что зазоры менее 0,3..0,5 мм не допустимы.

Если выводы ЭРЭ проходят рядом с проводящим корпусом,  как, например, на рис. 4.8, д, то на них надевают защитные трубки из изоля­ционного материала.

При выборе межцентрового расстояния L,

высоты Н и других размеров следует учитывать, что для всех типов ЭРЭ ограничено минимальное расстояние от кор­пуса элемента, на котором можно производить гибку вывода, и ми­нимальное расстояние от корпуса до места приложения паяльника при пайке.

В требованиях ГОСТ и технических условиях на электрорадиоэлементы, как правило, указываются расстояния от корпуса элемента до места изгиба вывода (при одноразовой гибке) или до места пайки выводов. Межцентровое расстояние определяется не только конструкцией компонента, но и его функциональными параметрами. Так, например, для диодов 2Д103 и КД103, имеющих одинаковое конструктивное исполнение, размер L составляет 22,5 мм, а для КД102 - 12,5 мм (см. ОСТ 4.010.030-81).

Если указания о размерах от корпуса ЭРЭ до места изгиба или до места пайки выводов ЭРЭ в государственных стандартах или технических условиях отсутствуют, то ОСТ 4.010.030-81 устанавливает следующие ограничения (рис. 4.10):

­    от корпуса ЭРЭ до места пайки не менее 2,5 мм (для полупроводниковых приборов - не менее 3 мм);



­    от корпуса ЭРЭ до оси изогнутого вывода не менее 2 мм;

­    для выводов диаметром или толщиной до 0,5 мм минимальный внутренний радиус сгиба 0,5 мм;

­    для выводов диаметром или толщиной 0,5..1,1 мм минимальный внутренний радиус сгиба 1 мм.

Эти ограничения должны быть удовлетворены не только для ЭРЭ с аксиальными выводами, но и для всех типов ЭРЭ, подключаемых пайкой.

Выводы элементов одного и того же типоразмера рекомендуется изгибать на одни и те же установочные размеры по их кратности шагу координатной сетки. Центры площадок выводов ЭРЭ обязательно должны находиться в узлах выбранной стандартной сетки из ряда (2.5, 1.25, 0.675) мм. Для прямоугольных выводов изгиб делают по длинной стороне.

Исходя из требований технологичности, всегда следует ориентироваться на применение стандартизованных вариантов установки ЭРЭ в соответствии с ОСТ 4.010.030-81 или другими нормативно-техническими документами. Такой подход позволяет применять типовую технологическую базу для формовки выводов компонентов, установки ЭРЭ на ПП, а также уменьшить количество посадочных мест, используемых в САПР печатных плат.

В зависимости от конструкции конкретного типа элемента и харак­тера механических воздействий, действующих при эксплуатации (часто­та и амплитуда вибрации, значение и длительность ударных перегрузок и др.), ряд элементов нельзя закреплять только пайкой за выводы - их обязательно нужно крепить дополнительно за корпус. Например, на рис. 4.11 показаны возможные варианты установки транзисто­ров в РЭС, работающих в условиях вибрации и ударов.



В зависимости от конструкции и массы крепление элемен­тов за корпус можно производить:

-          приклейкой к плате специальными мастиками или клеями (корпус транзистора приклеен к плате рис. 4.11, а, или к переходной втулке рис. 4.11, б);

-          прилакировкой в процессе влагозащиты печатного узла;



-          заливкой компаундом;

-          привязкой нитками или проволокой;

-          с помощью скоб, держателей (рис. 4.11, в, д);

Вариант, предусматривающий при больших механических нагрузках установку корпуса транзистора в отвер­стие на ПП (рис. 4.11, г), обеспечивает уменьшение толщины печатного узла НПУ

по сравнению с предыдущими вариантами установки. в ряде случаев это позволяет уменьшить объем блока, кассеты и т.п. К недостат­кам этого варианта установки можно отнести наличие дополнительных от­верстий на ПП, снижающих механическую прочность платы, усложняющих технологический процесс производства печатной платы и уменьшающих площадь поверхностей, где возможна прокладка проводников.

Транзисторы, установленные, как показано на рис. 4.11, д, могут рабо­тать при больших механических воздействиях, однако обеспечивают более надежный электри­ческий контакт с корпусом (экран). Такая установка применяется, в основном, для крепления высокочастотных транзисторов типа ГТ311, ГТ313 и т.п.

На рис. 4.12 показаны варианты установки микросхем в корпусах с планарными выводами, в круглых корпусах и в плоских прямоугольных корпусах со штырьковыми выводами. Все указанные способы креп­ления микросхем обеспечивают их надежное крепление в условиях вибра­ции и ударов, действующих на аппаратуру, которая устанавливается на подвижных объектах (автомашинах, самолетах, судах и т.п.). При этом обязательно покрытие узлов влагозащитными лаками, которое обеспе­чивает дополнительное крепление выводов микросхемы к плате.

Если микросхема выделяет большое количество теплоты и находит­ся при повышенной температуре, то существует опасность нагрева корпуса микросхемы выше допустимой температуры. В этом случае под корпусами микросхем устанавливают теплоотводящую медную ши­ну 7 (рис. 4.12, в), концы которой должны плотно прилегать к корпусу изделия или другому элементу конструкции, способному отводить вы­деляемую микросхемой теплоту в окружающее пространство.


Медная шина должна быть изолирована изоляционной прокладкой от печат­ных проводников, проходящих под микросхемой. По тем же причинам изоляционные прокладки нужно применять при установке, изображен­ной на рис. 4.12, а. Вместо прокладок можно покрывать нижнюю по­верхность корпуса микросхемы эпоксидной смолой.

Таблица 4.8 представляет варианты установки навесных элементов в соответствии с отраслевым стандартом ОСТ 4 ГО.010.030-81.

При применении элементов, не включенных в указанный стан­дарт, формовку и установку их на печатные платы следует произ­водить с учетом требований ГОСТ и технических условий на эти элементы.

Таблица 4.8 - Варианты установки навесных элементов  по ОСТ 4 ГО.010.030-81[2]

Варианты	Конструктивное выполнение	Обозначение варианта	Рекомендуемое применение
установки	формовки
I	а		1а	На платах с односторонним и дву­сторонним расположением печат­ных проводников, имею­щих элек­троизоляционную за­щиту печатных проводников и металлизированных  отверстий под корпусами ЭРЭ.
б		1б
II	а		IIа	На платах, изготовленных лю­бым методом, с одно- и двусторонним расположением печатных провод­ников.
б		IIб
в		IIв
г		IIг	На платах, изготовленных лю­бым методом, с одно- и двусторонним расположением печатных провод­ников. Вариант установки применять при механических нагруз­ках, не превышающих требования 3-го класса аппаратуры по ГОСТ В 20.39. 304-76
III	-		III	На платах, изготовленных лю­бым методом, с одно- и двусторонним расположением печатных провод­ников.
IV	-		IV	Для межплатной конст­рукции пе­чатного узла и на платах, изготов­ленных любым методом, с одно- и двусторонним расположе­нием пе­чатных про­водни­ков
V			Vа	На платах, изготовленных лю­бым методом, с одно- и двусторонним расположе­нием печатных провод­ни­ков. При двустороннем распо­ложе­нии печатных про­водников под элемен­тами предусмотреть изо­ляцию, если под ними прохо­дят проводники. Крепление и эксплуатация при ме­ханических нагруз­ках — в соответ­ствии с техническими условиями на ЭРЭ.
		Vб	На платах с односторон­ним и двусторонним рас­положением печатных проводников, с при­мене­нием    электроизоляцион­ных подставок, стоек, вту­лок и т.п.
		Vв	На платах с односторон­ним и двусторонним рас­положением печатных проводников, с при­мене­нием механических держа­телей. Эксплуатация при механи­че­ских нагрузках - в соот­ветствии с техническими условиями на полупро­водниковые приборы.
		Vг	На платах с односторон­ним и двусторонним рас­положением печатных проводников, с при­мене­нием электроизоляцион­ных подставок. Эксплуатация при механи­че­ских нагрузках - в соот­ветствии с техническими условиями на полупро­водниковые приборы.
VI	а		VIа	На платах, изготовленных лю­бым методом, с одно- и дву­сторонним расположе­нием пе­чатных проводни­ков. При двустороннем расположе­нии проводни­ков под корпусами микро­схем и микросборок пре­дусмотреть электроизоля­ционное покрытие
б		VIб	На платах, изготовленных лю­бым методом, с одно- и дву­сторонним расположе­нием пе­чатных проводни­ков. Эксплуатация при меха­ниче­ских нагрузках, не превышаю­щих требования ГОСТ В.20.39. 304-76
	в		VIв	На платах с одно- и двусто­ронним расположе­нием печатных проводни­ков при примене­нии теп­лопроводящих шин и электроизоляционных прокла­док
VII	а		VIIа	На платах, изготовленных любым методом, с одно- и двусторонним расположе­нием печатных проводни­ков. Эксплуатация при меха­ниче­ских нагрузках, не превышаю­щих требования ГОСТ В.20.39. 304-76
б		VIIб	На платах с одно- и двусторонним расположе­нием печатных проводни­ков с применени­ем элек­троизоляцион­ных прокла­док для увеличения жест­кости крепления.
в		VIIб	На платах с односторон­ним и двусторонним рас­положением печатных проводников с примене­нием  механического кре­пления. Эксплуатация при меха­нических нагрузках в соот­ветствии с техническими условиями на микро­схемы.
VIII	а		VIIIа	На платах с одно- и двусторонним расположе­нием печатных проводни­ков. Эксплуатация при механи­ческих нагрузках - в соот­ветствии с техническими условиями на полупро­водниковые приборы, микросхемы и микро­сборки
б		VIIIб	На платах с односторон­ним расположением пе­чатных про­водников с обязательным при­мене­нием прокладок или теп­лоотводящих металли­ческих шин. Крепление и эксплуатация - в соответствии с техническими условиями на мик­росхемы и микросборки
в		VIIIв	На платах с односторон­ним и двусторонним рас­положением печатных проводников с установкой на мастику АН по пери­метру. При двустороннем расположении печатных проводников под корпу­сами микросхем преду­смотреть электроизоляци­онное покрытие
IX			IXа	На платах с односторон­ним и двусторонним рас­положением печатных проводников. Эксплуатация при меха­нических нагрузках — в соответствии с техниче­скими условиями на реле.
		IXб	На платах с односторон­ним и двусторонним рас­положением печатных проводников Эксплуатация при меха­нических нагрузках - в соответствии с техниче­скими условиями на полу­проводниковые приборы, микросхемы и микро­сборки
		IXв	На платах с односторон­ним и двусторонним рас­положением печатных проводников. Крепление и эксплуатация - в соответствии с техни­ческими условиями на реле.

Содержание раздела

---