Виды электрических соединений

По виду электрического подключения соединительных проводов к конструктивным элементам второго и третьего уровней монтаж подразделяется на: монтаж накруткой; с помощью пружинных захватов; запрессовкой проводников; приваркой проводников, разъемный.

Монтаж накруткой. Этот метод монтажа представляет собой механическое постоянное соединение металлического штыревого вывода с острыми гранями с накрученным одножильным оголенным проводом. Накрутку оголенного провода производят с определенным натягом, вследствие чего в местах соприкосновения провода и штыря возникают упругие напряжения. Соединение двух металлов с большим постоянным натягом обеспечивает хороший электрический контакт и стабильность его во времени.

Существует два вида монтажа накруткой. В первом электричесая связь осуществляется между штырем вывода и накручиваемым проводом (рис. 11). Во втором (бандажирование) электрическая связь осуществляется между двумя штырями (штырем и выводом радиоэлемента, штырем и одножильным проводом), которые прикручиваются друг к другу проводом (рис 12).

Рис. 11

Количество витков накручиваемого провода обычно не превышает шести. Концентрация напряжения в точках контактирования оценивается средним давлением около 17-10³ Па. Для повышения надежности к виткам из неизолированного провода добавляют один-два витка провода с изоляцией, что практически в два раза повышает общую надежность соединения.

 

Рис. 12. Схема монтажа бандажированием

Рис. 13. Схема монтажа пружинными захватами:

1 — штырь; 2 — пружинный захват; 3 — многожильный провод

Монтаж накруткой может быть легко демонтирован. Недостаток монтажа накруткой – сравнительно невысокая плотность размещения соединений.

Монтаж пружинными захватами. Этот монтаж, как монтаж накруткой, является одним из методов механического контактирования. Здесь пружинные захваты прижимают жесткий или многожильный провод к имеющему специальное покрытие контактному штырю с такой силой, что образуется вакуум–плотное соединение. При этом с провода удаляется изоляция. На рис. 13 схематически представлен этот вид монтажа для случая, когда на один контактный штырь монтируются с помощью захватов по три проводника. Каждый из захватов с помощью несложного приспособления может быть легко снят или расслаблен, передвинут вдоль штыря; снова зажат. Фирма «Амpex Iпс», впервые применившая этот вид монтажа, разработала автоматические станки с программным управлением, осуществляющие монтажные соединения с шагом 1,9—2,5 мм.

Монтаж запрессовкой проводников. Этот вид монтажа осуществляют изолированным проводом на поверхности платы, покрытой незатвердевшей клейкой термореактивной пластмассой. Автоматический станок с программным управлением производит раскладку и фиксацию проводников в соответствии с таблицей соединений, после чего плату подвергают действию теплоты и давления. В результате проводнники оказываются запрессованными в тело платы. Соединение между проводниками производят сверлением отверстий в нужных местах с последующей их металлизацией. На рис. 14,а схематически представлен фрагмент платы, полученный этим методом.

Рис. 14

К достоинствам метода монтажа запрессовкой проводников кроме возможности их автоматизированной разводки следует отнести высокую плотность выполнения соединений (шаг между центрами металлизированных отверстий в платах американской фирмы «Photo-сircuits» — 1,3 мм) и возможность использования изолированных проводников, что позволяет производить разводку без ограничения на число перекрестий.

Монтаж приваркой проводников к запрессованным в плату штырям. Этот метод легко поддается автоматизации. Здесь провод диаметром 0,1 мм в полиэтиленовой изоляции приваривают к металлическим штырям, к которым ранее с обратной стороны были приварены (или припаяны) выводы микросхем. В станке с программным управлением фирмы «Sylvania» автоматическая монтажная головка подает провод, прижимает его к штырьку, разрушая при этом его изоляцию, дает импульс тока, производит испытание приваренного соединения на разрыв и затем при необходимости обрезает провод. После того как контактной сваркой выполнено соединение, нагретый полиэтилен слегка растекается и обволакивает место сварки. На рис. 14,б схематически представлен фрагмент платы, в которой соединения выполнены методом приварки проводников к штырям. Шаг размещения штырей при соединениях этим методом может быть доведен до 1,5 мм.

Разъемные соединения в ЭВМ. Разъемные соединения нашли широкое применение в конструкциях ЭВМ. Особенно велика их роль в больших машинах, где от степени использования разъемов зависят такие характеристики, как технологичность при сборке и настройке и ремонтоспособность при эксплуатации. Наиважнейший узел разъемного соединения — контактна пара, состоящая из двух частей: штыря и гнезда. В рабочем положении для создания электрического контакта одна этих частей (штырь) должна входить в другую (гнездо). Основное требование, предъявляемое к контактной паре, — обеспечение высокой надежности соединения при воздействии допустимых механических и климатических факторов. Этот параметр зависит от: а) типа (способа) контактирования; б) материалов контактной пары и их покрытий; в) точности изготовления и чистоты обработки; г) величины контактного усилия.

Кроме параметра надежности контактная пара характеризуется переходным сопротивлением (0,01—0,02 Ом), максимальным рабочим током, максимальной частотой тока, усилием соединения и разъединения, износоустойчивостью. Вилка и розетка.

При выборе того или иного типа разъема для разрабатываемой ЭВМ следует учитывать его технические и эксплуатационные характеристики и число контактных пар. С целью повышения ремонтопригодности необходимо предусматривать резервные контактные пары в количестве 10% от числа необходимых по электрической схеме (но не менее двух).

Выводы

1. По виду используемых соединительных проводов монтаж подразделяется на: мягкий однопроводный; жгутовой; кабельный.

2. По виду электрического подключения соединительных проводов к конструктивным элементам второго и третьего уровней монтаж подразделяется на: монтаж накруткой; с помощью пружинных захватов; запрессовкой проводников; приваркой проводников, разъемный.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на сегодняшнем занятия мы изучили конструктивную базу ЭВМ второго и третьего уровней, виды объемного монтажа, используемых на втором и третьем уровнях, а также основные требования, предъявляемые к конструированию элементов второго и третьего уровней.

Электрическое соединение (паяное, сварное, изготовленное методом накрутки и т. д.) в микроэлектронных схемах должно: а) иметь прочность не ниже прочности соединяемых элементов; б) иметь минимальное омическое сопротивление; в) не изменяться со временем; г) при выполнении не вносить изменения в соединяемые элементы; д) не иметь материалов, вызывающих коррозию); е) контролироваться простыми и надежными средствами.

Дата добавления: 2014-01-07