Технологические основы индивидуальной пайки.

Рис, 3.29. Схема приложения знакопеременных нагрузок:

1 — основа; 2 — припой; 3 — вывод

Вибропрочность оценивают интер­валом времени, в течение которого паяные соединения противостоят раз­рушению под действием вибрации с частотой 50–2000 Гц и ускорения, со­ответствующего максимальному уско­рению при нормальной эксплуатации аппаратуры.

Для изучения структуры припоя при­готавливают металлографические шлифы, которые исследуют с помощью микроскопов МИМ-7, ММР-2Р. Во время испытаний обращают внимание на то, что надежному паяному соеди­нению соответствует мелкокристалли­ческая плотная структура припоя, что свидетельствует об оптимальных ре­жимах процесса пайки и охлаждения. Путем химического травления мик­рошлифов паяных соединений выяв­ляют наличие диффузионной зоны между припоем и основным метал­лом, в зависимости от ее ширины су­дят о качестве соединения. При на­греве происходит глубокая взаимная диффузия основного металла и при­поя, частичное растворение (эрозия) металла в припое, что приводит к об­разованию в нем интерметаллидов, снижающих прочность соединения.

При недостаточном нагреве глубина диффузии чрезвычайно мала, проч­ность чисто адгезионного спая не обеспечивает требуемой надежности соединения. Исследования прочности на разрыв паяных соединений выво­дов из меди припоем ПОС 61 показы­вают, что достаточная прочность обес­печивается при ширине диффузионной зоны 0,8–1,2 мкм. Переходное сопро­тивление паяного соединения рассчи­тывается по падению напряжения ме­жду двумя точками, расположенными на расстояниях х и у от границы раз­дела соединяемых металлов, по урав­нению:

где U – измеренное напряжение;

I – сила тока, проходящего через соеди­нение;

R_x; R_y – сопротивления участ­ков х и у (рис.7.30). Измерения про­водят при постоянном токе, так как при переменном токе возникает по­верхностный эффект, увеличивающий погрешность. Переходное сопротив­ление надежного паяного соединения не превышает 2–3 мОм.

Рис.3.30. Схема измерения переходного сопротивления.

Интенсивность отказов позволяет количественно оценить надежность паяных соединений и показывает, ка­кая доля паяных соединений, рабо­тающих в момент времени t, выходит из строя в единицу времени после момента t:

где – плотность вероятности вре­мени безотказной работы;

– ве­роятность безотказной работы.

За критерий отказа при испытаниях на надежность принимается полный обрыв соединения или увеличение па­дения напряжения на нем на один порядок. Примерный временной гра­фик проведения испытаний паяных соединений на надежность (рис.3.31) включает термоциклирование от 80 до -60 °С с длительностью цикла1 ч, отстой в нормаль-

Рис. 3.31. График испытаний на надежность:

1 — термоциклироаание; 2 — нормальные условия;

3 — на­грев до 80 °С; 4 — тропическая влажность.

ных условиях, нагрев до 80 °С и выдержку в атмосфере тро­пической влажности (98 % при 40 °С). Надежными считаются паяные соеди­нения, для которых суммарная интен­сивность отказов < 10 ^-8 ч ^-1.

Дефекты в паяных соединениях (по­ры, раковины, трещины) могут быть обнаружены с помощью телевизионно-рентгеновского микроскопа МТР-3 либо ультразвуковым дефектоскопом. Ультразвуковой контроль основан на изменении структуры акустического по­ля частотой 0,5–25 МГц при наличии в паяном соединении дефектов, отра­жающих УЗ-колебания. Универсальные УЗ-дефектоскопы типа УДМ-1М по­зволяют обнаруживать и определять раковины, трещины, поры, расслое­ние и другие дефекты в паяных со­единениях.

Определенная часть дефектов, ино­гда до 60 % общего числа, может быть выявлена методом модуляции элек­трического сигнала. Он основан на свойстве дефектов паяных соединений служить модуляторами сигнала. Кон­трольная аппаратура включает генера­тор с регулируемым переменным на­пряжением частотой 10 – 100 Гц, блок индикатора, состоящий из двухкаскадного предварительного усилителя, детектора, указателя уровня, фильтра-пробки, настроенного на фиксиро­ванную частоту (например, 3,2 кГц), двухкаскадного усилителя, осциллогра­фа или громкоговорителя.

После настройки генератора на частоту фильтра-пробки контролируемую схему подвергают вибрациям, при этом любое изменение омического сопротив­ления соединения вызывает по­явление электрического сигнала другой частоты, отличной от частоты генератора.

Одним из перспективных ме­тодов объективного контроля паяных соединений является оценка распределения темпера­турных полей в электронном модуле. При его использовании кон­тролируемую плату подключают к ис­точнику питания и генератору им­пульсов фиксированной частоты. По­сле установления теплового равнове­сия плату со стороны паек сканируют инфракрасным датчиком, соединен­ным с тепловизором, который позво­ляет воспроизводить распределение температур по поверхности исследуе­мого изделия. Прибор обнаруживает зоны локальных перегревов, соответ­ствующие дефектным паяным соеди­нениям, которые имеют температуру на 1–5°С выше номинальной. В ка­честве датчика используют фотоболо­метры и другие ИК-детекторы. Тепло­визор ТВ-03 (СССР) имеет темпера­турное разрешение 0,2°С в диапазоне измеряемых температур 25 – 300 °С.

Повышение качества контроля пая­ных соединений достигается путем при­менения лазерной системы контроля дефектов (рис. 3.32).

Рис.3.32. Схема лазерного контроля паяных соединений.

С помощью ге­лий-неонового лазера устанавливают точное местоположение контролируе­мого элемента 3 в прямоугольной сис­теме координат передвижного столика 4. Контролирующие лучи генерирует мощный неодимовый лазер, который работает в области инфракрасного излучения. Длительность процесса тестирования задает микропроцессор, управляя шторкой 1. Если пайка каче­ственная, ее поверхность блестящая и однородная, то луч света, управляемый системой зеркал 2, полностью отражается.

Если структура пайки крупнокристаллическая, то она начи­нает поглощать энергию луча, нагре­вается и сама является вторичным ис­точником инфракрасного излучения. Собранное в линзах 5 и отраженное зеркалом излучение воспринимается ИК-датчиком 6, сигнал с которого анализируется с помощью микропро­цессора и подается на осциллограф в виде термограммы. С помощью лазер­ного контроля обнаруживаются такие дефектные соединения, как раковины, внутренние включения, поскольку они имеют меньшую массу и нагре­ваются по этой причине быстрее, чем сплошные паяные соединения. Разо­грев паяного соединения с помощью Nd-лазера выходной мощностью 6 Вт происходит за 50 мс. На установке La­ser Inspect фирмы Vanzetti Systems (США) удается контролировать около десяти паяных соединений в секунду, которые расположены на расстоянии 1,25 мм друг от друга.

Если в дополнение к лазерной установке предусмотреть ультразвуко­вой контроль, то можно определить и те дефекты, которые не могут быть обнаружены с помощью лазера. Автоматизированный контроль паяных со­единений с комбинированной лазерно-ультразвуковой системой позволя­ет увеличить производительность кон­троля паяных соединений печатных плат, для чего микропроцессору зада­ется программа расположения соеди­нений на плате.

3.6. Физико-технологическое содержание сварки.

Сваркой называют процесс получе­ния неразъемных соединений мате­риалов с помощью металлической фа­зы либо контактированием в твердой фазе под действием давления, теплоты или их сочетаний. Процесс образова­ния сварного соединения состоит из четырех стадий: образования физиче­ского контакта между соединяемыми поверхностями, активации контакт­ных поверхностей, объемного разви­тия взаимодействия, кристаллизации.

На первой стадии контактируемые материалы сближаются на рас­стояние порядка

10-100 нм, между ними образуется физический контакт путем увеличения числа и размеров пятен схватывания по мере сминания гребешков микронеровностей. В этот период начинают действовать физиче­ские силы взаимодействия Ван-дер-Ваальса, контактная поверхность пла­стически деформированного металла активируется вследствие выхода дис­локаций, что создает условия возник­новения в контакте слабых химиче­ских связей.

На второй стадии начинается образование соединения за счет вве­дения дополнительной энергии в зону контакта, усиление активационных процессов на контактируемых поверх­ностях. В зоне, где энергия активации суммируется с энергией упругих на­пряжений (обычно в местах упругих искажений кристаллической решет­ки, дислокаций), возникает активный центр (очаг схватывания). Для актива­ции поверхностей используют различ­ные виды энергии: тепловую, дефор­мации, ультразвуковую и др. При теп­ловой активации за счет плавления и растекания жидкой фазы увеличивает­ся площадь контакта вокруг каждого активного центра. Отдельные контакт­ные пятна сливаются в более крупные очаги схватывания. Решающую роль при этом играют квантовые процессы электронного взаимодействия, проис­ходит коллективизация валентных электронов положительными ионами обеих фаз, т. е. образование металли­ческой связи в очаге схватывания.

Активирование энергией деформа­ции приводит к очистке сопрягаемых поверхностей в зоне контакта от ок­сидных и адсорбционных пленок, а также к размножению и выходу дис­локаций на контактную поверхность и увеличению числа активных центров. При воздействии УЗ-колебаний на­блюдается упрочнение поверхностных слоев в зоне сварки, что приводит к деформированию более глубоких сло­ев твердого тела с одновременным ин­тенсивным тепловыделением, вызван­ным трением сжатых контактных по­верхностей. В результате деформация увеличивается в большем объеме ме­талла, разрастаются мостики схваты­вания.

На третьей стадии процесса развивается взаимодействие соединя­емых материалов как в плоскости, так и в объеме зоны контакта, заканчи­вающееся слиянием очагов схватыва­ния, что является необходимым усло­вием возникновения Прочных хими­ческих связей между материалами. Но оно может оказаться недостаточным для получения прочного сварного со­единения, если к этому моменту не произойдет релаксация напряжений. Увеличение времени сварки усиливает гетеродиффузию, что может упрочнить соединение при образовании твердых растворов замещения либо разупрочнить при образовании хрупких интер-металлидных фаз. Стадии процесса сварки можно рассмотреть на кинети­ческой кривой изменения прочности сварного соединения (рис. 3.33).

Рис. 3.33. Зависимость прочности соединения от длительности сварки

Длительность стадии А образования физического контакта определяется уравнением:

где ε – относительная деформация: ε = а/h_max;

а – величина сближения по­верхностей;

h_max– максимальная вы­сота микровыступов;

с– коэффици­ент, учитывающий форму микроне­ровностей: с = 0,3-0,7;

m – коэффи­циент: m = 3-5; V_Ф – скорость пла­стической деформации в момент

достижения физического контакта.

При сварке разнородных металлов можно предположить, что физический контакт будет образовываться за счет более пластичного материала, поэтому длительность развития этого контакта будет зависеть в основном от скорости ползучести. Высота микронеровностей и их геометрия зависят от вида обра­ботки: при грубых видах типа точения или фрезерования отношение микро­выступа к его высоте составляет 20 – 50, а при полировке – 100–200. При этом высота микронеровностей изме­няется от 50 до 0,01 мкм соответст­венно. Приняв условно форму микро­выступа в виде конуса, получим, что скорость пластической деформации:

где l₀ – длина основания микровы­ступа;

l_к/2 – длина образующей ко­нуса;

t– время сглаживания.

Длину образующей конуса можно определить из геометрии микровы­ступа:

где h₀ – высота микровыступа;

n = l₀/h_o – чистота обработки (для 5-го класса n= 10, для 7-го – 20, для 8-го – 30).

Длительность стадии В активации контактных поверхностей:

где γ – коэффициент, зависящий от типа взаимодействующих материалов;

Е_а – энергия активации;

k – постоян­ная Больцмана: k = 1,381·10^-23Дж/К;

Т – температура в зоне взаимодейст­вия;

α – коэффициент (для полупро­водников α = 3,4);

τ – контактное ка­сательное напряжение.

При сварке металлов с полупровод­никами (кремнием, германием) Е_а со­ставляет 2–3 эВ, длительность стадии активации – единицы секунд. При сварке однородных металлов в усло­виях высоких скоростей пластической деформации длительность периода ак­тивации мала

(t_В ≤ 10 ^-3с).

Анализ зависимости прочности со­единения от времени сварки показы­вает, что быстрый рост прочности происходит на стадиях А и В, в тече­ние которых генерируется избыточное количество дефектов. Для стадии уста­новившейся ползучести С характерен определенный баланс между количе­ством дефектов (вакансий и дислокаций), при этом выход дефектов в зону реакции ограничен, что замедляет рост прочности на этом этапе.

На стадии С взаимодействие разви­вается на активных центрах, которые, распространяясь в плоскости контакта и соединяясь, образуют очаги взаимо­действия. Длительность стадии опре­деляется формулой:

где r – радиус взаимодействия в плос­кости контакта;

β – коэффициент, за­висящий от рода материала;

D₀ – предэкспоненциальный множитель;

r₀ – радиус начала очага взаимодействия;

Е_р – энергия релаксации напряжений.

Итак, необходимым условием обра­зования сварного соединения является активирование поверхности менее пластичного из свариваемых материа­лов. Наиболее распространены следу­ющие способы активации (рис. 3.34):

Рис.3.34. Классификация способов сварки.

– тепловой энергией (Т-, Т, t-процес­сы);

– тепловой энергией и специальной атмосферой (Т, А-процессы);

– энергией деформации давлением (Р-процессы);

– тепловой и деформационной энер­гией (Р, Т-процессы);

– ультразвуковой энергией (Р, f-про­цессы);

– энергией деформации ползучести (Р, Т, t, А-процессы).

Характерная особенность сварного соединения, полученного плавлени­ем, – зональная структура (рис. 3.35).

Рис. 3.35. Структура сварного соединения:

1 — ядро; 2 — граница раздела; 3 — зона легирования;

4 — зона термического влияния

Первая зона – литое ядро, которое представляет собой закристаллизовав­шуюся жидкую фазу. Вторая зона – граница раздела между соединяемыми фазами (0,30–1,0 мкм). Третья зона – приконтактная, она имеет размеры в несколько десятков микрометров – это область диффузионного легирова­ния. Последняя – зона термического влияния, обусловленная неравномер­ным нагревом деталей (10–100 мкм).

При других методах сварки структу­ра соединения может отличаться от описанного выше. При сварке давле­нием за счет глубокой пластической деформации, при которой разрушают­ся и выдавливаются в стороны оксид­ные пленки и другие загрязнения, по­граничные зерна измельчаются и сближаются. Между ними возникают межкристаллитные силы взаимодейст­вия. Вследствие неодинаковой текуче­сти металлов и проявления сил трения пограничные зерна частично перема­лываются. Граница между металлами исчезает, а по мере протекания про­цесса диффузии растет диффузионная область.

При сварке УЗ-колебаниями между соединяемыми поверхностями деталей возникают силы трения, под действи­ем которых происходит местный разо­грев поверхностных слоев металла. Вследствие интенсивной знакопере­менной деформации металл переходит в высокопластичное состояние, что приводит к резкому измельчению зер­на и развитию дефектов в кристалли­тах. Металлы в зоне деформации на­греваются до температур, близких к температуре рекристаллизации. Одна­ко из-за относительно низкой темпе­ратуры и ограниченного времени про­цесс диффузии не успевает завер­шиться, поэтому структура соедине­ния близка к структуре металлов при сварке давлением.

Монтажная микросварка.

Монтажная микросварка применяет­ся при монтаже кристаллов ИМС с по­мощью золотых и алюминиевых выво­дов. Процесс УЗ-микросварки основы­вается на введении механических коле­баний УЗ-частоты в зону соединения, что приводит к пластической дефор­мации приконтактной зоны, разруше­нию и удалению поверхностных пленок с созданием атомно-чистых (ювенильных) поверхностей, что интенсифици­рует процесс образования активных центров и тем самым приводит к об­разованию прочного сварного соеди­нения без большой пластической де­формации свариваемых деталей.

Наиболее часто применяются про­дольные колебания частотой 66 кГц, вводимые в зону сварки с помощью волноводной системы (рис.3.36), со­стоящей из преобразователя 1, аку­стического трансформатора 2, кон­центратора 3. Колебания от рабочего инструмента 4 сообщаются проволоч­ному выводу 5, совмещенному с кон­тактной площадкой 6, расположенной на акустической опоре 7. Волноводная система крепится в узле колебаний держателем 8.

Рис.3.36. Схема УЗ-микросварки.

Режим сварки на заданной частоте характеризуется следующими параметрами:

1. энергией ультразвуковых колебаний Е:

Е = AFt

где А – амплитуда колебаний (2–5 мкм);

F– частота колебаний;

t – время микросварки.

Увеличение времени сварки повышает проч­ность сварного соединения за счет роста суммарной площади очагов схватывания до определенного пре­дела, увеличение времени более 3–5 с приводит к усталостному разру­шению соединения;

2. акустической мощностью Рак, вво­димой в сварочную зону и связан­ной с электрической мощностью Р, подводимой к преобразователю, со­отношением:

где η_м – механический КПД пре­образователя (0,5–0,7 для магнито-стрикционных, 0,8–0,9 для пьезо­электрических);

Р₀ – мощность по­терь на подмагничивание;

3. контактным усилием сжатия F, ко­торое зависит от толщины свари­ваемых элементов и подводимой мощности. При недостаточном уси­лии сжатия не достигается необхо­димое сцепление между инструмен­том и деталью, так как происходит проскальзывание инструмента по детали. Увеличение усилия сжатия приводит к чрезмерной деформации сварной точки и снижению прочно­сти соединения. Оптимальная сте­пень обжатия вывода выбирается в соответствии с коэффициентом де­формации 0,5–0,6:

где d_np – диаметр проводника;

Н_Д – высота деформированной зоны;

4. формой рабочей части инструмента, которая выбирается из соображения, что длина деформируемого при свар­ке проводника должна быть равной 2–3 диаметрам проводника. Повы­шению прочности способствует не­большой паз в центре рабочей части вдоль свариваемой проволоки.

Функциональные особенности кон­структивных элементов инструмента при УЗ-микросварке заключаются в следующем (рис. 3.37):

Рис.3.37. Рабочая часть инструмента для УЗ-микросварки

– диаметр направляющего отверстия выбирается из условия устранения возможности забивки его материа­лом привариваемой проволоки:

d₀ ≥1,5d_np;

– угол наклона направляющего отверстия определяется условиями пере­мещения инструмента на вторую сварку, зависит от высоты и длины проволочной перемычки:

где h – высота проволочной петли;

γ – перемещение стола. Оптималь­ная величина угла α составляет 30°;

– длина рабочей части инструмента L определяет длину деформируемой при сварке проволоки и выбирается из соотношения L = 2dnp; оптималь­ное значение L составляет 0,1 мм для проволоки диаметром 27 мкм и 0,2 мм для проволоки диаметром 60 мкм;

– глубина продольного паза b зависит от коэффициента деформации kд=0,6:

b = (0,01– 0,05) мм;

– удаление выхода отверстия от зад­ней кромки рабочей площади инструмента должно обеспечивать сим­метрию петли проволочной пере­мычки: lуд = 8dпр;

– угол наклона задней кромки рабочей площади β должен обеспечивать подрезку проволоки после второй сварки без остаточных напряжений в ней. Оптимальная величина угла β составляет 60°.

Для присоединения внахлест прово­локи из алюминиевых сплавов УЗ-микросваркой используют капилляры из твердых сплавов типа ВК-20 с упроч­ненной рабочей поверхностью типа КУТ32-27-95-15, где КУТ – капилляр для УЗ- и термозвуковой сварки,

27 – диаметр проволоки, 95 – размер L, 15 – размер R.

Анализ факторов, влияющих на ка­чество и надежность микросварных соединений, показывает, что все тех­нологические параметры УЗ-микро­сварки оказываются настолько тесно связанными, что неудачный выбор од­ного из них изменяет ранее установ­ленные значения других. Поэтому для обеспечения высокого качества и вос­производимости ультразвуковой сварки важны:

– обеспечение заданной микро­геометрии поверхности контактных площадок;

– оптимизация технологиче­ских параметров УЗ-микросварки ме­тодом математического моделирования;

– разработка новых способов микро­сварки с активацией процесса физи­ко-химического взаимодействия кон­тактирующих металлов.

УЗ-микросварка позволяет соеди­нять без значительного нагрева самые разнообразные металлы (алюминий, медь, никель, золото, серебро), а так­же металлы с полупроводниковыми материалами. Выполнение проволоч­ного соединения контактной площад­ки на кристалле с траверсой корпуса требует наряду со сварочными опера­циями действий по совмещению ин­струмента с местом сварки на кри­сталле и корпусе схемы.

Накрутка и обжимка.

Монтаж накруткой, предназначен­ный для получения электрических со­единений одножильных проводов со штыревыми выводами разъемов, был разработан в США в 1952 г. фирмой Bell Lab’s и широко применяется для электрического монтажа блоков, па­нелей и рам ЭВМ. Монтаж накруткой исключает применение припоев и флюсов, ускоряет процесс межблоч­ного монтажа, повышает надежность соединений по сравнению с паяными, создает возможность автоматизации межблочного монтажа.

Рис.3.38. Соединение накруткой:

а — внешний вид; б — сечение; 1-штырь; 2-одножильный провод;

3-область газонепроницаемого соединения; 4-кромка штыря.

Контактное соединение накруткой – соединение неизолированного одножильного провода со штыревым вы­водом, имеющим острые кромки, при котором провод навивается на вывод с определенным усилием (рис.3.38). При этом кромки штыря, частично деформируясь, врезаются в провод, разрушая на нем оксидную пленку, и образуют газонепроницаемое соеди­нение. Концентрация напряжений в зонах контакта и среднее давление порядка 170 МПа обусловливают вза­имную диффузию металлов, что спо­собствует повышению надежности со­единений. Срок службы соединений при нормальных климатических усло­виях 15–20 лет.

Соединение накруткой должно иметь минимальное переходное сопротивле­ние (не более 1–3 мОм), сумму пло­щадей контактных точек больше пло­щади поперечного сечения провода во избежание местного перегрева при прохождении тока.

Перечисленные требования обеспе­чиваются выбором материала штыре­вого вывода, конструкции соединения, технологических режимов. Материал штыревого вывода должен обладать прочностью и упругостью, чтобы про­тивостоять усилию скручивания, а также высокой электропроводностью. Лучшими материалами, имеющими вы­сокий модуль упругости, низкое оста­точное напряжение и коэффициент ли­нейного теплового расширения, близ­кий к коэффициенту медного провода, являются бериллиевая, фосфористая и кремнистая бронзы (например, Бр. Б2 содержит в среднем 2% бериллия, Бр. КМцЗ-1 – до 3 % кремния, отличает­ся высокой коррозионной стойкостью и заменяет дорогостоящую бериллиевую бронзу). Формы поперечного се­чения выводов под накрутку приведе­ны на рис. 3.39.

Наибольшее распространение полу­чили штыри квадратной и прямо­угольной формы; U- и V-образные штыри обладают большей упругостью и применяются при рабочих темпера­турах до 180°С, когда снижение на­пряжения в проводах компенсируется силой упругости штырей и позволяет сохранять электрические и механиче­ские параметры соединений. Для защи­ты поверхностей штыревых выводов от коррозии, а также для

Рис.3.39. Формы поперечного сечения выводов:

а — квадратная; б — прямоугольная; в — ромбовидная; г -U-образная, д — V-образная

снижения пе­реходного контактного сопротивления применяют следующие покрытия шты­рей: гальваническое золочение (3– 6 мкм), серебрение (6–9 мкм), луже­ние (олово или олово –свинец тол­щиной 35–40 мкм).

При расчете числа витков следует учитывать, что выводы квадратной, прямоугольной и ромбовидной формы сечения имеют по 4 точки контакти­рования на виток, V-образной и тре­угольной – 3, U-образной – 2,5. Две первые и две последние точки не дают надежного соединения, поэтому их не учитывают при расчетах.

При монтаже накруткой применяют три вида соединений: обычное, моди­фицированное и бандажное (рис. 3.40).

Рис. 3.40. Виды соединений накруткой:

а — обычное; б — модифицированное; в — бандажное

Обычное соединение получают путем накрутки на штырь неизолированного участка (4–8 витков) одножильного провода. Модифицированное соединение имеет дополнительно 1–2 витка про­вода в изоляции, что уменьшает кон­центрацию напряжений в точке касания провода первого витка и уменьшает вероятность обрыва при вибрациях. Бандажное соединение используют для крепления многожильного провода или вывода ЭРЭ к штырю путем на­крутки нескольких витков бандажного провода на параллельно расположен­ный вывод и бандажируемый элемент (провод, вывод, шина и т. д.). Для всех видов соединений накруткой не­обходимо плотное прижатие витков друг к другу, не допускается выход конца первого витка за пределы со­единения, что увеличивает опасность случайной развивки. При монтаже накруткой на каждом выводе рекомендуется выполнять не более трех сое-динений. Учитывая конструктив­ные особенности соединений накрут­кой (рис. 3.41), длину вывода можно рассчитать по следующей формуле:

где n₁, n₂ – число неизолированных и изолированных витков провода;

d₁, d₂ – диаметры неизолированных и изо­лированных проводов;

l₁ – расстояние между первым витком и основанием;

l₂ – расстояние между витками;

lз – расстояние между соединениями;

N – число соединений на выводе.

Рис. 3.41. Схема для расчета длины вывода

Контактное соединение накруткой получают с помощью специального инструмента — электрифицированно­го пистолета для накрутки. Основным элементом, обеспечивающим форми­рование соединения, является валик, имеющий два отверстия: центральное для размещения штыря и боковое сту­пенчатое для размещения неизолиро­ванного и изолированного участков монтажного провода (рис. 3.42).

Рис.3.42. Схема образования соединения накруткой

На торце валика выполнена проточка, фор­ма которой определяет качество со­единения. На валик в осевом направ­лении действует пружина, от упругих свойств которой зависит однородность и плотность навивки провода. Сила Р давления валика на провод формирует витки соединения и при оптимальном значении (5–30 Н) обеспечивает их плотное прилега-ние друг к другу.

С помощью монтажного пистолета типа НП-4В при наличии предвари­тельно заготовленных проводов мон­тажник может выполнить до 50–80 соединений в час. При этом основная часть времени уходит на поиск оче­редного места соединения, выбор пе­ремычки соответствующей длины и т. д.

При ручном монтаже конец прово­да со снятой на рекомендуемую длину изоляцией сначала вставляют в канав­ку концевой части навивочного вали­ка до тех пор, пока края изоляцион­ной оболочки провода не натолкнутся на края канавки. После этого его за­гибают вокруг втулки так, чтобы он не закрывал среднее отверстие конце­вой части, и придерживают. Затем ин­струмент насаживают на предназна­ченный для соединения штырь так, чтобы он прошел в среднее отверстие концевой части, и включают привод.

Читайте также:

Пневматический резьбосборочный инструмент ПГ-125 экономичен в ра­боте, имеет небольшую массу и «мяг­кую» характеристику привода, универ­сален, безопасен, допускает большие перегрузки. Скорость завертывания 200-500 об/мин, питание от сети сжа­того воздуха давлением 0,3-0,5 МПа. Применяется для резьб М2-М5. Не­достатками являются повышенный шум при работе, малое быстродейст­вие. Малогабаритный пневмозаверты-ваюший инструмент типа ПВ-МЗ предназначен для резьб диаметром до 3 мм, имеет массу 380 г, максималь­ный момент затяжки 300-500 Н/м и скорость вращения на холостом ходу до 650 об/мин. Широко применяется механизированный инструмент ПГ-Ю2, в котором с помощью гибкого вала вра­щение от электродвигателя передается редуктору со скоростью 146 об/мин. Инструмент состоит из вертикальной телескопической поворотной колон­ки, имеющей горизонтальную кон­соль, по которой перемещается каретка с закрепленными на ней электро­двигателем и редуктором. От него с помощью подвески в виде гибкого ва­ла вращение передается на резьбоверт. Наличие редуктора позволяет завин­чивать винты от М2,5 до Мб. Резьбо­верт может отклоняться от вертикали на 30°.

Резьбовые соединения предохраня­ют от самопроизвольного отвинчива­ния различными видами стопорения по ГОСТ 30133-95.

Стопорение наглухообеспечивает высокую надежность, но неудобно для разборки. Осуществляется кернением самой резьбы или сквозной прошив­кой винта либо болта с помощью ко­нического или цилиндрического штиф­та (винта) (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Виды стопорения наглухо:

а,б— кернением; в-штифтом; 1-места кернения; 2-штифт.

Стопорение пружинными шайбамисо смещенными краями (шайбы Гровера) с подкладыванием под шайбу Гровера дополнительной стальной шайбы для защиты от повреждения поверхности детали заостренными концами шайбы (рис. 8.4).

Рис.4.4. Стопорение пружинными шайбами;

а -шайба; б -стопорение гайки; в-стопорение детали из мягкого материала;

1-шайба Гровера; 2-стальная шайба.

Стопорение путем повышения сил тренияв резьбе и на опорных торцах головок винтов, болтов или гаек. Оно достигается с помощью контргайки, которая увеличивает силы трения, ли­бо применением специальной гайки со смещенными витками, которая имеет дополнительный поясок со сме­щенными двумя-тремя витками резь­бы (рис. 8.5, а). Иногда в эту гайку за­кладывается упругий элемент – фиб­ра (рис. 8.5, б). Для стопорения ис­пользуют также разгибки в стороны свободных концов разрезанного винта (рис. 8.5, в).

Рис.4.5. Стопорение повышением сил трения:

1-основная часть гайки; 2-кольцевая проточка; 3-поясок; 4-часть гайки

со смещенными витками; 5-фибра; 6-винт; 7-разведенные концы винта.

Стопорение краской или заливочной массойявляется самым простым и де­шевым видом, совмещается с операцией контроля и применяется в быто­вой ЭА. Состав заливочной массы: 75 % нитроэмали, 25 % молотого таль­ка. После нанесения заливочной мас­сы соединение подвергают сушке в течение 3-5 ч. Краска может нано­ситься с одной стороны резьбового со­единения, по периметру выхода резьбы и заливкой головки винта. Для тропи­ческою исполнения аппаратуры вместо краски используют герме­тики типа «Унигерм 2Н», которые су­шат в течение 6 ч при температуре 60°С.

Стопорение шплинтомс корончатой (прорезной) гайкой или проволочной петлей, которые являются легко заме­няемыми и сравнительно дешевыми элементами, обеспечивающими доста­точную надежность.

Штифтовые соединенияприменяются для соединения деталей, испытываю­щих крутящие моменты. Используют штифты цилиндрической и конической формы из высококачественной леги­рованной стали. Конические штифты имеют конусность и со­здают натяг при сборке деталей. Штифтовка является сложной и ответствен­ной операцией, поскольку неправиль­ная посадка штифта приводит к отка­зу аппаратуры. Штифтовые соедине­ния как самостоятельные используют­ся редко, обычно их применяют для стопорения резьбовых соединений.

Шплинтовые соединенияиспользуют в основном для крепления шайб и га­ек на осях и болтах. Шплинт свобод­но вставляют в отверстие, проходящее через гайку и ось болта, а его высту­пающие концы разводят.

Байонетное соединение – основной вид присоединения коаксиальных разъ­емов, экранов пальчиковых радиоламп и других деталей. Оно удобно в разбор­ке, но характеризуется наименьшей на­дежностью. При выполнении этого со­единения выступы одной детали входят в прорези другой полой детали, а за­тяжку соединения производят, повора­чивая одну деталь относительно другой.

Неразъемные соединения.

Заклепочное соединениеприменяют для листовых металлических деталей, когда требуется обеспечить его высо­кую механическую прочность. Заклепки изготавливают из мягкой стали (СтЗ, Ст5, Ст10) для соединения стальных деталей конструкции с высокой меха­нической прочностью, а из латуни – для низкого электрического сопротив­ления и достаточной механической прочности. Эти металлы подвергаются коррозии, поэтому после выполнения соединения заклепки покрывают ла­ком или краской. Для деталей малой массы в ВЧ- и СВЧ-цепях применяют медные заклепки Ml, M2, а для не­ответственных деталей с малой мас­сой – из алюминия марок А1 и А2. Заклепки имеют полукруглую, потай­ную или полупотайную головку.

Замыкающую головку заклепки об­разуют ударами специальной обжимки по стержню заклепки, которая с про­тивоположной стороны опирается на специальную поддержку – наковаль­ню (рис. 4.6, а). Наковальня должна иметь лунку по форме закладной го­ловки, ее масса в 4-5 раз больше массы молотка.

Рис.4.6. Соединение расклепыванием (а) и развальцовкой (б)

1,3 – детали; 2 – закладная деталь.

Механизация клепки осуществляет­ся высокопроизводительными вибра­ционными или соленоидными пресса­ми, пневматическими приспособле­ниями с усилием 1-5 кН. Контроль качества соединения осуществляют наружным осмотром, при котором об­ращается внимание на правильность формы головки и точность прилега­ния к листам.

Соотношения при расклепывании деталей:

d₁ = (1,5-1,7) d₀, l = (h₁ h₂) 3d₀

Усилие расклепывания:

P = (2,0-2,5) σ_вS

где σ_в – предел прочности материала заклепки на растяжение;

S – площадь соединения.

Для расклепывания в мелкосерий­ном производстве применяются нако­вальни или молотки (массой 200-500 г), в серийном – пневматическая расклепочная оснастка с усилием 1-5 кН, в случае повышенной прочно­сти – кривошипно-шатунные либо вибропрессы с усилием несколько тонн. Виды и причины брака при клепке листов приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Виды и причины брака при клепке листов.

Развальцовкаприменяется для со­единения металлических и неметалли­ческих деталей, например разъема с печатной платой. Она характеризуется меньшим усилием образования соеди­нения за счет применения пустотелой заклепки, так называемого пистона, имеющего вид трубки, развальцован­ной с одной стороны (рис.4.6, б). Пис­тоны изготавливают из алюминия, ла­туни, стали и красной меди.

Усилие развальцовки:

P = σ_вS

где :

Соединения пластической деформа­циейобразуются путем деформации элементов крепления деталей либо зачеканки одной детали в другую (на­пример, сборка роторной секции кон­денсатора переменной емкости). Этот процесс отличается высокой произво­дительностью, не требует специаль­ных деталей, однако не рекомендуется при значительных механических на­грузках.

Запрессовкаобеспечивается необхо­димым натягом при условии, что диа­метр охватывающей детали меньше диаметра охватываемой детали. Для мелких деталей усилие создают молот­ком, для больших – с помощью прес­са. Для соединения металлических деталей применяют посадки: глухую, тугую, напряженную. Усилие запрессовки зависит от разности диа­метров, формы и чистоты поверхно­сти соприкасающихся деталей. Иногда для обеспечения запрессовки одну из деталей нагревают.

Опрессовка (армирование)заключа­ется в образовании соединения ме­таллической и неметаллической дета­лей путем литья под давлением либо опрессовкой реактопластам (Т= 160- 220 °С, Р = 2-5 МПа).

Склеивание – это технологический процесс соединения деталей с помо­щью специ-альных связующих мате­риалов, которые вследствие взаимо­действия с поверхностью деталей и изменения своего физического со­стояния способны формировать проч­ные соединения. Соединение склеива­нием является результатом проявле­ния сил адгезии, аутогезии и когезии. Адгезиейназывается явление сцеп­ления двух разнородных материалов при их контакте, которое возникает в результате проявления сил молекуляр­ного взаимодействия клея и соединяе­мой поверхности. Аутогезиейназыва­ется явление сцепления поверхностей однородных материалов (самослипа­ние). Когезия – явление сцепления молекул склеивающего материала в объеме тела. В пленке клея наблюда ется образование прочных молекуляр­ных цепей от границы раздела фаз в глубь полимера, что повышает проч­ность клеевого шва.

Общая схема развития сцепления при склеивании включает следующие процессы: адсорбция – адгезия – смачивание – поверхностные химиче­ские реакции.

Адсорбцияесть явление концентрации молекул полимера из раствора вблизи поверхности субстра­та (подложки) под действием молеку­лярных сил. Различают два вида ад­сорбции: физическую и химическую.

Физическая адсорбциявызывается сила­ми Ван-дер-Ваальса и почти не требует энергии активации. Поскольку энер­гия связи при физической адсорбции мала, то этот процесс обратим и энергетическое со­стояние адсорбированных молекул ма­ло отличается от свободных. Взаимодействие молекул адгезива и субстрата происходит в результате полярных, индукционных и дисперсионных сил.

Индукционные силы возникают в результате взаимодействия постоянного диполя с неполярными молекула­ми. Дисперсионное взаимодействие свойственно всем молекулам и обусловлено смещением центров положительных и отрицательных зарядов относительно

среднего положения в отдельные мгновения.

Химическая адсорбцияпротекает со значительным тепловым эффектом и требует заметной энергии активации. При этом проис­ходит изменение электронной струк­туры

взаимодействующих молекул.

Процесс склеивания состоит из не­скольких стадий. На первой стадии образования соединения в результате броуновского движения молекул в адгезиве и адсорбции молекул адгезива происходит накапливание молекул клеящего вещества у поверхности суб­страта. Перемещение молекул адгези­ва интенсифицируется давлением и нагревом. На второй стадии, когда расстояние между молекулами клея и субстрата станет менее 5 нм, начина­ют действовать межмолекулярные си­лы адгезии, приводящие к образова­нию различных связей типа диполь-диполь, диполь-наведенный диполь. Связи между молекулами адгезива и субстрата оказываются более прочны­ми, чем взаимодействие молекул по­лимера с молекулами растворителя клея. Это значительно усиливает миграцию молекулярных цепей полиме­ра к субстрату и приводит к образова­нию большого числа точек контакта.

Работа сил адгезии между твердым телом и жидкостью определяется уравнением Дюпре:

W_т.ж = γ_тг γ_жг γ_тж

где γ_тг, γ_жг, γ_тж – поверхностные на­тяжения на соответствующих грани­цах раздела

(рис. 4.7).

Рис. 4.7.Схема растекания капли жидкости по по­верхности твердого тела

С учетом того что соотношение сил поверхностного натяжения определя­ется равенством Юнга:

γ_т.г = γ_т,ж γ_ж.г Cоsθ

получим уравнение для работы сил адгезии:

W_т.ж = γ_жг (1 Cоsθ)

Из этого уравнения следует, что мак­симальная работа сил адгезии будет получена при Cоsθ = 1, т. е. когда угол θ = 0. В этом случае жидкость полно­стью смачивает поверхность твердого тела.

Обычно поверхность твердого тела загрязнена жировыми пленками, ко­торые в значительной мере изменяют поверхностные свойства тел. Для уве­личения работы адгезии при склеива­нии эти пленки необходимо удалять.

Прочность клеевого соединения увеличивается, если склеиваемые ма­териалы имеют разветвленные поры, что способствует диффузии молекул полимера в пограничный слой мате­риала. Тонкие пленки клея (0,1-0,2 мм) дают более надежное соедине­ние за счет прочных межмолекуляр­ных сил, чем толстые слои.

Технологический процесс склеива­ния состоит из следующих операций:

– очистка поверхностей деталей от за­грязнений;

– нанесение клея на склеиваемые поверхности;

– подсушивание нанесенного слоя клея;

– соединение склеиваемых деталей и полимеризация клея;

– контроль качества клеевых соедине­ний.

Подготовку поверхностей деталей под склеивание проводят механиче­ской обработкой (гидропескоструйной очисткой, шлифованием, зачисткой наждачной бумагой). Обезжиривание осуществляют органическими раство­рителями (трихлорэтилен, этиловый спирт и др.).

Клей наносят на склеиваемые по­верхности кистью, пульверизатором или путем окунания. Толщина клеево­го шва должна находиться в пределах от 0,1 до 0,25 мм. Подсушивание на­несенного слоя клея перед соединением деталей необходимо для удаления растворителей. Если растворитель ос­тается в клеевом слое во время сбор­ки, это может привести к образова­нию непрочных соединений. Подсуш­ка производится обычно на воздухе в течение 5-20 мин. После склеивания деталей осуществляется полимериза­ция клея при повышенных температу­ре и давлении. Так, для клеев типа БФ температура нагрева соединения доставляет 60-120 °С, давление – (1,5-8) 10⁵ Па.

Контроль качества клеевых соеди­нений осуществляют визуальным осмотром, с помощью дефектоскопов (ультразвуковой резонансный метод), выборочным испытанием изделия на разрушение. Для многослойной систе­мы материалов наблюдаются четыре типа разрушения:

– адгезионный – полное отслаивание адгезива от субстрата (рис. 4.8, а);

– аутогезионный – разрушение по месту слипания склеиваемых поверхностей (рис. 4.8, б);

– когезионный – разрушение одного из склеиваемых материалов или са­мой клеевой пленки (рис. 4.8, в);

– смешанный – характеризуется частичным расслаиванием по месту кон­такта либо частичным разрушением адгезива или субстрата.

Рис.4.8. Типы разрушения клеевых соединений.

Читайте также:

Конструкционная сварка.

Конструкционной сваркойсоединяют антенные мачты, зеркала радиотеле­скопов, каркасы, стойки, шасси, вол­новоды, кожухи аппаратуры, изготов­ленные из стали, алюминиевых, тита­новых и медных сплавов. Сварные конструкции, обладая всеми необхо­димыми эксплуатационными качест­вами, должны быть изготовлены с минимальной трудоемкостью, экономич­ным расходом материалов и высокой стабильностью качества.

Надежность сварной конструкции во многом зависит от свариваемости материала. Понятие свариваемости — комплексное, оно зависит от пригод­ности материала к сварке, технологи­ческих условий сварки и в свою оче­редь определяет надежность сварной конструкции (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Взаимосвязь факторов сварки.

В радиоэлектронике при изготовле­нии элементов конструкций применя­ют разнообразные черные и цветные металлы, каждый из которых характе­ризуется определенной способностью к сварке. Свариваемость– это свой­ство материала в однородной или раз­нородной системе под воздействием активирующей энергии обеспечивать надежное сварное соединение.

Свариваемость сталей зависит от хи­мического состава, структуры, темпе­ратуры и интервала плавления, склон­ности к поглощению газов. С увели­чением степени легирования (особен­но углеродом) растет их чувствитель­ность к нагреву, увеличивается опас­ность возникновения трещин в шве. Поэтому критерием свариваемости сталей является эквивалентное содер­жание углерода:

где С, Mn, Si, Ni, Cr, Mo, V – хими­ческие элементы.

В зависимости от эквивалентного со­держания углерода различают группы сталей по свариваемости (табл. 8.3).

Таблица 3. Свариваемость сталей.

Свариваемость алюминия и его спла­вов определяется их высокими тепло­проводностью, термическим расшире­нием, сродством к кислороду, туго­плавкостью оксидной пленки и фазо­выми превращениями при сварке, приводящими к охрупчиванию при 350 – 400°С. Травление деталей перед сваркой и защита жидкой ванны от контакта с атмосферой обеспечивают отсутствие пор при сварке чистого алюминия и литейных сплавов. Мас­сивные детали перед сваркой подогре­вают до 200–400 °С. Сварные соеди­нения из дюралюминов (термически упрочняемых сплавов) склонны к об­разованию трещин, поэтому их под­вергают естественному (5–10 сут) или искусственному (200°С, 2–10 ч) ста­рению.

Свариваемость меди определяется ее повышенной жидкотекучестью, теплопроводностью и химической ак­тивностью, наличием примесей свинца, кислорода, серы, висмута, которые не растворяются в ней. Нагревание меди до температуры выше 400°С приводит к интенсивному окислению металла и его примесей, расплавлен­ный металл хорошо растворяет газы, особенно водород с образованием па­ров воды. Пары воды при нагревании создают большое давление, под дейст­вием которого образуется сеть микро­трещин и пор (водородная болезнь). Поэтому для изготовления сварных конструкций применяют специальную раскисленную медь, в которой нет ки­слородных включений. Медь и ее сплавы соединяют газовой, дуговой или контактной сваркой.

Свариваемость разнородных метал­лов определяется их диаграммой со­стояния, разницей значений коэффи­циента линейного теплового расшире­ния, упругостью паров, температурой плавления и другими характеристика­ми. Наилучшей свариваемостью при прочих равных условиях обладают металлы с полной взаимной растворимо­стью. При сварке металлов, образую­щих хрупкие интерметаллиды, необхо­димо ограничивать время существова­ния жидкой фазы и ее температуру. Для преодоления трудностей, связан­ных со сваркой разнородных метал­лов, применяют биметаллические пе­реходники, компенси-рующие или барьерные прокладки.

На качество сварных соединений оказывают влияние не только пра­вильный выбор материалов, разработ­ка оптимального варианта ТП, но и особенности конструкции соединения и всего изделия. Основные требова­ния, предъявляемые к конструкции, следующие:

– расположение деталей должно обеспечивать свободный дос­туп инструмента в зону соединения;

– швы в изделии рекомендуется рас­полагать таким образом, чтобы весь процесс сварки был выполнен в од­ном положении изделия;

– стыки всех элементов желательно располагать в одной плоскости, избегая прохожде­ния нескольких швов через одну точ­ку;

– расстояние между параллельны­ми швами рекомендуется выдерживать не менее 10 мм для деталей толщиной до 2 мм, а для остальных – в 4–5 раз больше толщины деталей;

– нецеле­сообразно располагать окна, отверстия на близком расстоянии от швов;

– рекомендуется соблюдать пропор­ции между высотой элементов и рас­стоянием между ними (рис. 4.11, а);

– кромки деталей под сварку разде­лываются, как показано на рис. 4.11,б.

Рис.4.11. Примеры рекомендуемых соотношений в сварных конструкциях.

Неравномерный нагрев деталей при сварке приводит к различным дефектам (табл. 4.4).

Основные методы получения металлоконструкций, каркасов, рам, стоек, оснований РЭА – контактная, элек­тродуговая, холодная, диффузионная и газовая сварка. Вне зависимости от метода для уменьшения деформации изделий детали закрепляют в приспо­соблении и стремятся обеспечить ми­нимальный объем металла в свароч­ном шве, использовать прерывистый точечный шов, выдержать сборочные зазоры.

При изготовлении каркасов до 90 % работ выполняется контактной свар­кой. Более пригодны для этого вида сварки металлы, имеющие высокие электросопротивление, пластичность и малую окисляемость, а именно: ни­кель и его сплавы (ковар), платинит, низкоуглеродистая сталь и др. Схема установки для контактной (конденса­торной) сварки с трансформаторной связью приведена на рис. 4.12.

Рис.4.12. Схема конденсаторной сварки.

1-электроды; 2-свариваемые детали.

На ка­чество сварного соединения оказывают влияние энергия сварочного им­пульса, усилие сжатия электродов, площадь сечения и состояние поверх­ности электродов, форма импульса сварочного тока. Форма импульса сварочного тока и длительность его прохождения зависят от емкости свароч­ных конденсаторов С, напряжения их зарядки U, коэффициента трансформа­ции К_тр, индуктивности L и суммар­ного активного сопротивления конту­ра R_Σ. В зависимости от соотношения параметров разрядного контура на­блюдаются три формы импульсов сва­рочного тока (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Формы импульсов сварочного тока:

а — кривая апериодического типа; б — критического затухания; в — колебательного типа.

Рабочей яв­ляется апериодическая форма тока. При переходе в колебательный режим процесс становится неустойчивым и требует регулировки параметрами К_тр и С. Производительность процесса за­висит от постоянных времени заряда и разряда конденсаторов.

Аргонно-дуговая сваркаобеспечивает высокое качество соединений деталей из нержавеющих сталей, алюминие­вых и титановых сплавов. Основными параметрами ТП являются: сила тока, напряжение на электродах, вид и по­лярность тока, диаметр электродов. Увеличение силы сварочного тока приводит к увеличению глубины про­вара и применяется при повышенных толщинах деталей. Напряжение ли­нейно связано с шириной шва и не сказывается на глубине провара. При сварке постоянным током обратной полярности («-» на изделии) глубина провара на 40–50 % выше, чем при сварке током прямой полярности, и на 15–20 % выше, чем при сварке пе­ременным током. Использование ар­гона при дуговой сварке обеспечивает чистоту химического состава литого ме­талла и создает благоприятные условия для формирования структуры шва.

Холодная сварка(рис. 4.14) осущест­вляется за счет пластической дефор­мации соединяемых деталей под дей­ствием больших механических усилий.

Рис.4.14. Схема холодной сварки.

1 – пуансон; 2 – прижим; 3 – свариваемые детали.

Удельное давление при соединении одноименных материалов определяет­ся по формуле:

где σ_т – предел текучести;

S – шири­на рабочей части пуансона;

h_ост – ос­таточная толщина металла.

Метод применяется для соединения внахлестку тонких (до 1 мм) деталей.

Диффузионная сваркаоснована на соединении деталей в результате пол­зучести под действием приложенного давления в контролируемой атмосфе­ре. Основными параметрами процесса являются температура Т, давление Р и время t, которые для взаимно раство­римых металлов связаны следующим соотношением:

где т, В – константы для данного ме­талла;

А– энергия активации ползу­чести;

е– основание натурального логарифма;

R – универсальная газо­вая постоянная.

Диффузионная сварка позволяет сва­ривать разнородные материалы, обес­печивает высокую точность, прикла­дываемые усилия колеблются в преде­лах 5–20 МПа. Недостатками метода являются высокая энергоемкость и низкая производительность (соедине­ние длится 5–20 мин).

Газовая сваркаприменяется для сварных соединений из тонколисто­вой стали с целью предупреждения прожогов, для соединения деталей из легких сплавов с минимальными де­формациями. В качестве горючей сме­си используют ацетилен или природ­ный газ и кислород.

Читайте также:

При вертикальном погружении и извлечении платы наблюдается ряд недостатков, которые связаны с усло­виями удаления жидких и газообраз­ных остатков флюса и излишков при­поя. Затрудненность выхода остатков флюса на поверхность припоя может привести к «захвату» флюсом припоя и образованию ложных паек. Припой не успевает стекать с платы и затвер­девает с образованием сосулек, короткозамыкаюших мостиков.

Ряд этих недостатков устраняется при наклонном погружении и извлече­нии платы. При погружении под углом 5-7° обеспечивается удаление газовых фракций флюса и продуктов реакции, а также стекание припоя. Удачным сочетанием способа с наклонным по­гружением платы и устройства для снятия оксидных пленок является способ пайки в лотке (рис.6.3, а).

Рис. 6.3. Способы пайки в лотке с применением вибраций.

Припой находится в неподвижной ванне /, а плата 2 с установленными компонентами укладывается наклонно в держатель 3 логка 4. Лоток в попе­речном сечении имеет форму тре­угольника с вершиной угла, направ­ленного в глубь ванны. При опуска­нии лотка в расплав припоя треуголь­ное днище рассекает пленку оксидов на поверхности припоя и своим приемным отверстием 5 начинает заби­рать припой из глубины ванны. При этом создаются условия для постепен­ного удаления из зоны пайки жидких и газообразных остатков флюса, пода­чи в зону пайки чистого припоя. Не­достатками данного метода являются: низкая производительность процесса, что определяет его пригодность для мелкосерийного производства; большой процент дефектных соединений; повы­шенный расход припоя; значительное термическое воздействие на плату.

Повышения качества паяных соеди­нений в платах с металлизированны­ми отверстиями достигают примене­нием колебательных движений платы (рис.6.3, б).Плата закрепляется в держателе, на который подаются ме­ханические колебания частотой 50–300 Гц и амплитудой 0,5-2,0 мм, по­лучаемые от электромагнитного виб­ратора, либо УЗ-колебания частотой 20-44 кГц и амплитудой 10-20 мкм. Механические вибрации способствуют проникновению припоя в металлизи­рованные отверстия, удалению остат­ков флюса, улучшают структуру при­поя в соединении. Ультразвуковые ко­лебания вызывают разрушение оксид­ных пленок и улучшают смачивание припоем паяемых поверхностей. Не­достатками данного способа являются: необходимость надежного фиксирова­ния компонентов на плате; возмож­ность возникновения механических резонансов в компонентах, особенно транзисторах, что приводит к их по­вреждению.

Маятниковое движение плат, слегка изогнутых по дуге, уменьшает тепловое воздействие на плату, способствует удалению остатков флюса и излишков припоя. Однако при этом затрудняет­ся крепление компонентов на плате, уровень припоя в ванне необходимо поддерживать с точностью ±1 мм.

Пайка протягиванием по поверхно­сти припоя заключается в том, что плата укладывается в держатель, кото­рый под углом 5-10° опускается на поверхность припоя и протягивается определенное расстояние по зеркалу припоя. Впереди держателя имеется скребок, который очищает поверх­ность зеркала от оксидов припоя. При подъеме платы излишки припоя сте­кают в ванну. Поскольку спокойная ванна припоя имеет меньшую склон­ность к окислению, то состав и чисто­та припоя поддерживаются с хорошим постоянством. Скорость протягивания составляет 5-8 м/мин, время протя­гивания одной платы – до 10 с. Уста­новки для пайки протягиванием легко встраиваются в обычный сборочный конвейер. Недостатками способа яв­ляются относительно большое время пайки и связанное с этим значитель­ное тепловое воздействие на поверх­ность платы. Последний недостаток устраняется применением защитных масок.

Во избежание коробления плат при пайке погружением термочувствитель­ных элементов применяют избира­тельную пайку, которая заключается в подаче припоя только в места пайки. Ванна с припоем закрыта специаль­ным кондуктором, в котором имеются отверстия, точно соответствующие числу и расположению зон пайки. Подача припоя осуществляется с по­мощью поршня, который выдавливает его через отверстия кондуктора в мес­та пайки. Недостатком метода являет­ся трудность перестройки на другой типоразмер плат.

Пайку погружением в нагретую жид­кость, например жидкий теплоноситель ОЖ-1 на основе лапрола Л2502-ОЖ при температуре 260°С или глицерин при температуре 240°С, используют главным образом для оплавления галь­ванического покрытия олово – свинец на печатных платах с целью улучше­ния их паяемости.

Волновые способы пайки.

Способ пайки волной (wave soldering), впервые предложенный в 1955 г. в Анг­лии,– в настоящее время самый рас­пространенный в промышленности для пайки печатных плат крупносерийно­го и массового производства ЭА. Пре­имущества этого способа заключаются в высокой производительности вследст­вие механизированного движения плат относительно припоя и возможности создания автоматизированных устано­вок, включающих полный комплекс операций: обезжиривание, флюсование, подогрев, пайку, отмывку от флюса и сушку, во взаимодействии платы с чистой поверхностью припоя в корот­кий промежуток времени, что снижает термоудар, коробление диэлектрика, перегрев элементов. Недостатки – большая масса припоя в ванне (100 – 500 кг), повышенные габариты обору­дования, большее окисление припоя.

Технологические основы метода пай­ки волной обусловлены характером взаимодействия потока припоя и платы. Главным условием высокой разрешающей способности пайки волной, позволяющей без перемычек, мостиков и сосулек припоя паять платы с малыми за­зорами между печатными проводниками, является создание тонкого и равномер­ного слоя припоя на проводниках пла­ты, что в свою очередь способствует фор­мированию паяных соединений «скелет­ной» формы. Процесс пайки состоит из трех этапов: вхождения платы в при­пой (точка А на рис. 6.4), контактирования с припоем (отрезок АВ)и вы­хода из припоя (точка В).

Рис.6.4. Схема взаимодействия волн припоя и платы:

а– односторонняя волна; б – двусторонняя волна.

На первом этапе направление фон­танирования волны V_Aспособствует удалению паров флюса из зоны реак­ции (как при симметричной двусто­ронней, так и при направленной односторонней волне). На втором этапе полоса растекания припоя по плате АВ в сочетании со скоростью конвей­ера У_копределяет время пайки. При двусторонней волне это время боль­ше, что обеспечивает более полное за­полнение припоем металлизирован­ных отверстий. Увеличение времени взаимодействия, однако, повышает толщину припоя на печатных провод­никах до некоторого предела.

Окончательное формирование тол­щины слоя происходит на выходе платы из волны припоя в точке В.При этом в односторонней волне про­дольная составляющая скорости фон­танирования V_Bвычитается из скоро­сти конвейера, при этом смываются излишки припоя и утончается остав­шийся слой припоя.

При односторонней волне более благоприятными являются горизон­тальное положение конвейера, поло­гая форма и возможно большая ско­рость циркуляции припоя. Глубина «ныряния» обычно составляет 0,6-0,8 толщины платы, но может достигать 1,5-2,0 толщины с носовым козырь­ком в передней части кассеты. В дву­сторонней волне скорость V_Bсклады­вается со скоростью конвейера V_Ки способствует образованию наплывов. Таким образом, в двусторонней волне необходимо стремиться к повышению угла наклона, увеличению крутизны волны и уменьшению скорости фон­танирования.

Односторонняя волна применялась в установке пайки АП-4, имевшей конвейер, двигавшийся со скоростью до 1,5 м/мин, и блок создания волны. Вследствие ряда недостатков эта уста­новка снята с производства. Двусто­ронняя волна используется в линии пайки ЛПМ-300 и установке TDF фирмы Hollis, имеющих скорость кон­вейера до 2,5 м/мин, пенный флюсователь, подсушку флюса.

В технологии групповой пайки электронных блоков на ПП наряду с односторонней и двусторонней пара­болической волнами применяют вол­ны других профилей (рис.6.5): пло­скую (или широкую), вторичную (или «отраженную»), дельта-, лямбда- и омега-волны.

Рис. 6.5Профили воли для групповой пайки:

а-плоская, б-двойная, в-дельта, г-лямбда

Плоская, или широкая, волна имеет протяженность до 70-90 мм, что уве­личивает площадь контакта между платой и припоем и позволяет повы­шать производительность процесса пайки за счет увеличения скорости движения платы до 3 м/мин (установ­ка ASTRA фирмы Hollis (США)). По­добная конфигурация волны позволя­ет получать качественные паяные со­единения при меньшей температуре припоя, чем при пайке волной пара­болической формы. К недостаткам данной волны относится увеличенная открытая поверхность расплава, спо­собствующая образованию оксидных пленок в припое. Вторичная волна об­разуется за счет наклонного отражате­ля с одной стороны сопла, что обеспечивает удержание определенного коли­чества припоя в виде волны меньшей высоты. Температура во вторичной вол­не меньше, чем в основной. За счет взаимодействия платы и вторичной волны происходит оплавление сосулек припоя и повторная пайка соединений.

Дельта-волна характеризуется сто­ком припоя в одну сторону, для чего одна стенка сопла выполнена удли­ненной, а также большим напором припоя, что обеспечивает более глубо­кую волну, которая применяется для пайки элементов с удлиненными вы­водами, например разъемов с вывода­ми под накрутку. Недостаток – боль­шая зависимость высоты волны от степени нагнетания припоя и труд­ность ее поддержания на постоянном уровне.

Лямбда-волна, предложенная фир­мой Electrovert (Канада), использует насадку сложной формы, имеет перед­ний со стороны платы крутой слив припоя и длинный практически гори­зонтальный профиль волны на выходе платы. На входе платы в волне фор­мируется ускоренный поток припоя, обладающий хорошим смачивающим действием и проникающей способно­стью На выходе устанавливается практически нулевая скорость платы относительно припоя, а постепенное увеличение угла между платой и по­верхностью припоя устраняет образо­вание наплывов и сосулек. Такой про­филь волны позволяет вести качест­венную пайку многослойных плат с плотным монтажом и используется в установке WSV фирмы Electrovert, где высота волны регулируется от 13 до 19 мм при скорости конвейера до 5,4 м/мин.

На базе лямбда-волны фирмой Electrovert создана омега-волна за счет размещения вибрирующего элемента в окне сопла, через которое подается припой. Вибрация элемента создается с помощью электромагнитного вибра­тора, работающего на частоте 60 Гц с амплитудой колебаний 1-3 мм. За счет придания турбулентности волне припоя обеспечивается заполнение металлизированных отверстий в пла­тах на уровне 99 %, количество дефек­тов в виде непропаев сокращается в два раза. Омега-волна используется в установке Century 2000 (фирмы Elec­trovert), имеющей скорость конвейера до 6 м/мин.

Серийно выпускаемые линии ме­ханизированной пайки ЛПМ-300 и ЛПМ-500 уже не удовлетворяют по своим техническим параметрам совре­менным требованиям, поэтому на от­дельных предприятиях они подверглись модернизации. Так, на базе ЛПМ-300 разработана установка УПМ-300, имею­щая:

— плавное регулирование скорости движения транспортера от 0,3 до 3,0 м/мин;

— электромагнитный воздухораспределитель, прекращающий пенообразование флюса при выключении дви­гателя транспортера;

— устройство для автоматической остановки платы над секцией термо-радиационной сушки для лучшего подогрева плат толщиной более 1,5 мм;

— подачу защитной жидкости как на волну припоя, так и на поверхность платы в ванне.

На линии SOLTEX (Голландия) осу­ществляется двухступенчатая пайка по следующей схеме: пенное флюсова­ние – подогрев – пайка протягивани­ем по поверхности припоя со скоро­стью 1,5 м/мин – охлаждение – об­резка выводов фрезой с подзаточкой и пневматическим реверсом – очистка щетками – флюсование – подо­грев – пайка волной припоя. При этом сокращается расход припоя, обеспечивается однородность паяных соединений с заданной высотой выво­дов над поверхностью платы.

В 80-х гг. при массовой пайке вол­ной припоя возникли новые пробле­мы. Дальнейшая микроминиатюриза­ция компонентов привела к увеличе­нию плотности компоновки, размеры проводников на плате уменьшились до 0,25 мм, а зазоры – до 0,125 мм, число выводов на компонент возросло с 2-3 до 68. Появились безвыводные «чиповые» компоненты, монтируемые поверхностью. Традиционные уста­новки уже не обеспечивали выполне­ние основной функциональной цели волновой пайки – оставлять на плате ровно столько припоя, сколько требу­ется для образования надежного элек­трического контакта. Остающийся на плате избыток припоя вызывает обра­зование соединений заливной формы, которые менее надежны, чем соедине­ния видимого контура, и способствует возникновению перемычек и сосулек припоя.

Примером нового подхода к техно­логии массовой пайки волной припоя является концепция «воздушного но­жа», предложенная фирмой Hollis En­gineering (рис. 6.6).

Рис.6.6. Схема «воздушного ножа».

Поток горячего воздуха, направленный на плату 1, уда­ляет с ее поверхности излишки при­поя, перемычки и сосульки. Сопло 2 изготавливается из нержавеющей стали и имеет достаточную массу для удер­жания тепла. Встроенные нагреватели внутри сопла обеспечивают нагрев воздуха до температуры 375-390°С при давления 0,3 МПа. Горячий воз­дух направляется на паяемую сторону платы через 6-8 с после ее выхода из волны под углом 40-42° на расстоя­нии до 20 мм от поверхности платы. Поскольку нагрев воздуха сопровожда­ется значительными затратами электро­энергии, установки оснащают автома­тической системой, включающей по­дачу воздуха при выходе платы из волны. «Воздушный нож» использует­ся в установках GBS Mark 3 и SPS фирмы Hollis, имеющих модули двой­ной волны припоя, предварительный ИК-подогрев плат с двух сторон и максимальную скорость конвейера – до 3,6 м/мин.

Для ограничения количества при­поя на печатных проводниках в техно­логии массовой пайки применяют па­яльные маски в виде сухой фотополи­мерной пленки, наносимой на по­верхность платы вакуумным ламини­рованием и экспонируемой ультра­фиолетовым излучением. Маска типа BAKREL фирмы Du Pont (США) ма­тово-зеленого цвета обладает хорошей адгезией к поверхности платы, устра­няет образование перемычек припоя и защищает печатный монтаж от клима­тических воздействий. Маски выпус­каются толщиной 50, 75 и 100 мкм и обеспечивают требуемую геометрию паяных соединений с фотографиче­ской точностью.

До сих пор технология волновой пайки не требовала высокой квалифи­кации исполнителя, так как многие переменные факторы процесса не контролировались. Сокращение брака и обеспечение высокого процента вы­хода годных сборок (до 90 % и выше) возможно путем компьютеризации процесса волновой пайки. Компьютер позволяет не только улучшать качест­во соединений, но и увеличивать в 10 и более раз скорость контроля. Для реализации компьютерного управле­ния необходимо для каждой электрон­ной сборки сформировать матрицу параметров, таких как тип печатной платы, длина выводов элементов, ско­рость и ширина конвейера, температу­ра подогрева платы, плотность флюса, температура пайки и др. Компьютери­зация позволяет обеспечивать ста­бильность качества паяных соедине­ний в массовом производстве. Микро­процессорными системами управле­ния оснащены установки SPS фирмы Hollis, Gemini 400 FM фирмы Sensbey (Япония), NFS300 фирмы Zevatron (Германия).

Для образования волны припоя в установках пайки используют механи­ческие нагнетатели, давление воздуха или газа, УЗ-колебания и электромаг­нитные нагнетатели. Механический нагнетатель работает по следующему принципу (рис.6.7). В замкнутую полость /, на конце которой устанав­ливают сопло 2, постоянно нагнетает­ся расплавленный припой с помощью крыльчатки, расположенной на валу 5, связанном клиноременной переда­чей с электродвигателем. Плата 4 вхо­дит в волну припоя под углом а. Вы­сота гребня волны 3 регулируется из­менением числа оборотов электродви­гателя постоянного тока путем изме­нения напряжения питания с помо­щью регулируемого автотрансформа­тора. Такая конструкция наиболее проста, однако недостатком ее являет­ся наличие в расплаве припоя вра­щающихся деталей. Это требует до­полнительных блокировок от включе­ния двигателя при нерасплавленном припое.

Рис. 6.7 Схема механического нагнетателя

Еще проще использовать для созда­ния волны припоя давление воздуха или газа, подаваемого в замкнутую полость. Однако на практике приме­нение воздуха приводит к окислению припоя, а использование инертного газа экономически нецелесообразно.

Для создания небольшой по разме­ру волны припоя могут использовать­ся УЗ-колебания, вводимые в припой с помощью специального излучателя. Однако конструктивно сложно «развя­зать» излучатель с ванной припоя, волна имеет очень небольшие разме­ры и затруднена пайка плат с обыч­ными размерами. Поэтому более рационально вводить УЗ-колебания в волну припоя, создаваемую механиче­скими нагнетателями.

Читайте также:

Для фиксированного внутриблочного монтажа используют медные провода с волокнистой изоляцией из капроновых нитей (МШДЛ, МЭШДЛ, МГШ, МГШД), пластика (ПВХ, НВ, НВМ), с комбинированной волокни­сто-полихлорвиниловой (МШВ, МГШВ, БПВЛ), полихлорвиниловой (ПМВ, МГВ), поливинилхлоридной (МКШ, МПКШ) и резиновой (ЛПРГС, ПРП, АПРФ, ПРГ) изоляцией. Монтаж при повышенной температуре ведут про­водами в изоляции из стекловолокна (МГСЛ, МГСЛЭ). При повышенных температуре (до 250°С) и влажности используют провод с фторопластовой изоляцией (МГТФ), для аппаратуры, работающей в интервале температур –60… 40°С, провода в шланговой оболочке из морозостойкой резины марок РПД и РПШЭ.

Монтажные провода поставляются в бухтах. Часть проводов, в первую очередь с резиновой изоляцией, имеет луженые токопроводящие жилы, что ускоряет процесс подготовки прово­дов к монтажу. При выборе цвета изо­ляции монтажных проводов и их обо­значений на электромонтажных схе­мах рекомендуется учитывать назначение электрической цепи. Помимо цвета провода могут различаться с по­мощью бирок, липких лент или путем нанесения маркировочных обозначе­ний непосредственно на изоляцию проводов (например, красный – для цепей с высоким положительным потенциалом, синий – с отрицательным потенциалом, желтый – питание пе­ременным током, черный – нулевое значение потенциала и т. д.).

Наиболее широкое применение по­лучила маркировка с помощью марки­ровочных бирок, изготовленных из полихлорвиниловых трубок. Бирку за­крепляют на конце провода таким об­разом, чтобы она перекрывала обрез его изолирующей оплетки на

1 – 3 мм и не сползала при тряске и вибрации. Изготовление бирок включает марки­ровку, сушку и отрезку полихлорви­ниловых трубок и осуществляется на специальных автоматах.

Подготовка проводов к монтажу.

Подготовка проводов к монтажу включает следующие операции:

– мер­ную резку,

– удаление изоляции и за­делку концов проводов,

– маркировку,

– облуживание и свивание проводов.

Мерную резку проводов вручную выполняют ножницами, кусачками, определяя длину провода по шаблону. В мелкосерийном производстве эта операция механизируется с помощью устройств мерной резки (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Устройство мерной резки.

Приспособление состоит из упора 4 с закрепленной на нем стрелкой. Упор жестко крепится на столе 7 гайкой-барашком так, чтобы стрелка совпада­ла с делением линейки 8. Резка про­изводится между отверстиями 1 в не­подвижном 2 и подвижном 3 дисках путем поворота диска 3 вручную ру­кояткой 6. Диск 3 возвращается в ис­ходное положение с помощью пружи­ны 5. Приспособление позволяет полу­чить точность нарезки ±0,7 мм. В дру­гих конструкциях вращение диска осуществляется электродвигателем.

Резку проводов (различных марок и сечений) длиной от 50 до 1350 мм и зачистку концов обжигом пластико­вой изоляции по концам на расстоя­нии 5-10 мм при массовом производстве выполняют на специальных авто­матах (рис. 7.3).

Рис.7.3. Схема автомата подготовки провода.

Провод с катушки 1 протягивается через механизм предва­рительной подачи 2, роликовый меха­низм рихтовки 3, мерный ролик 4, механизмы подачи (ролики 5, 6), за­жима 7,9, обжига 8 к устройству резки 10. При достижении заданной длины ведущие подвижные ролики 5 отходят от ведущих неподвижных роликов 6 с помощью пневмосистемы, но проис­ходит фиксация провода зажимами 7 и 9. После этого механизм обжига 8 наджигает изоляцию провода в двух местах. Далее провод разрезается от­резным ножом 10 и выталкивается за­жимом 9 с помощью пневмосистемы в тару. Производительность автомата достигает 2000 шт/ч.

Зачистка проводов от изоляции должна обеспечить технологичность монтажа и надежность контактного соединения. Для большинства соеди­нений зачистку осуществляют на дли­ну 7-10 мм, для многожильных про­водов – 10-15 мм (рис. 7.4).

Рис.7.4Разделка концов проводов с изоляцией:

а — пластиковой, б — комбинированной, 1 — провод, 2 —пластиковая

изоляция, 3 — экран, 4 — волокнистая изо­ляция

Изоля­цию проводов удаляют:

– МГВ, МГВЛ, МГВЛЭ, МГВСЛ электрообжигом;

– МГСЛ (с внутренней изоляцией из стекловолокна) надрезом на автомате, специальными щипцами;

– МГТФ, МГТФЛЭ (термостойкая фто­ропластовая изоляция) надрезом;

– ЛПЛ (хлопчатобумажная пряжа), МОГ (шелк, капрон), МГТЛ (лавсановая) электрообжигом;

– МШВ, МГШВ (пленочная и волок­нистая изоляция) электрообжигом;

– эмалевую изоляцию с проводов ПЭТ, ПЭЛ шлифовальной шкуркой, ша­бером;

– ПЭВ и ПЭМ погружением в муравьиную кислоту и протиркой бязью;

– многожильных ЛЭШО и ЛЭШД на­гревом в верхней части пламени
спиртовой горелки и погружением в спирт с последующей протиркой бязью либо погружением в расплав солей (хлористый калий) при тем­пературе 768°С на 1-2 с.

Для зачистки изоляции применяют специальные приспособления, уда­ляющие изоляцию обжигом (рис.7.5) и стягиванием съемником изоляции.

Рис. 7.5.Схема удаления изоляции обжигом

Основными рабочими органами явля­ются нить накала 3 и губки-ножи 2. Нить прожигает изоляцию при пово­роте провода / вокруг оси. Губки яв­ляются опорой для провода при про­жигании изоляции, предохраняют ее от обугливания, обеспечивают снятие изоляции. Для исключения надрезов губки полируются и имеют радиус скругления 0,08 мм.

Термомеханический способ позво­ляет снимать изоляцию в один прием с проводов сечением 0,07-0,35 мм². Рабочее место при этом должно быть оборудовано местной вентиляцией. Недостатки тепловых методов удале­ния изоляции: возможны пережоги провода, образование оксидной плен­ки, выделение вредных газов.

К механическим приспособлениям, предназначенным для снятия любой изоляции, относится устройство с ме­ханическими щетками, которые вра­щаются с помощью электродвигателя в противоположных направлениях. За­зор между щетками регулируется. Вре­мя зачистки изоляции 2-3 с, произ­водительность 150-300 проводов в час, длина снимаемой изоляции 5-20 мм. К недостаткам механического способа относятся уменьшение диа­метра, насечки, скручивание, трудно­сти при обработке проводов малого диаметра (0,02-0,05 мм).

В связи с развитием более совер­шенных методов объемного монтажа все шире внедряется комплексная ме­ханизация и автоматизация подготов­ки проводов к монтажу. Примером является автомат для мерной резки, зачистки изоляции и лужения проводов марок МШВ, МГШВ, МГВ на длину от 40 до 300 мм (рис.7.6), ко­торый состоит из цепной передачи 5, укладчика провода 2, совершающего качательное движение, катушки / с запасом провода, щеток 4, зоны об­жига изоляции 3, зон флюсования 6, лужения 7, влагозащиты 8, ножей 9.

Рис.7.6.Схема автомата для подготовки проводов.

При перемещении цепей и качании раскладчика провод, сматываясь с катушки, перемещается вместе со штырьками цепи и попадает в зону обжига изоляции 3. Затем щетками 4 снимается оксидная пленка. Флюсо­вание осуществляется войлочным валиком 6. Лужение происходит в волне припоя 7, влагозащита – в ванночке 8 с вращающимся войлочным роликом, а затем ножами 9 провод отрезается. Заделку концов провода с волокни­стой изоляцией осуществляют с по­мощью нитроклея, путем надевания полихлорвиниловых трубок или на­конечников из пластмасс, нитками (оклетневка). Оклетневка заключается в наматывании на изоляцию слоя цветных хлопчатобумажных или шелковых ниток, которые затем покрывают кле­ем БФ-4 или нитролаком (рис.7.7).

Рис.7.7.Закрепление изоляции провода ниткой:

1 — провод, 2 — хлопчатобумажная нитка.

Для отрезания трубок необходимой длины применяют станки, работающие в автоматическом цикле (рис. 7.8).

Рис.7.8.Станок для отрезания изоляционных трубок

Трубка 1 проходит через направляю­щую втулку 2 и, попадая на сменный ведущий ролик 10, прижимается рези­новым валиком 3. Далее вращением шестерен 4 и 7 от ведущей шестерни 8 трубка подается во вторую направ­ляющую втулку 5 и на лезвия подвиж­ного 6 и неподвижного 9 ножей, с по­мощью которых изоляционная трубка отрезается. Производительность стан­ка 300 тыс. заготовок за смену. Он по­зволяет разрезать трубки диаметром 2-6 мм на отрезки длиной от 8 до 20 мм.

Для снятия экранирующей оплетки с кабеля применяется установка СЭ-1, работающая по принципу винтового среза оплетки с помощью вращаю­щихся фрез и неподвижных, ножей (рис. 7.9).

Рис.7.9.Схема установки для снятия экранирую­щей оплетки

Перемещением втулки 1 устанавливают расстояние между но­жами 2. Кабель 5 подается в отверстие втулки до упора 4. Фрезы 3, вращаясь навстречу движению провода, загиба­ют экранирующую оплетку 6, которая срезается, попадая в зазор между зубь­ями фрез и ножами. Круговой срез обеспечивается поворотом провода вокруг оси. Установка для снятия эк­ранирующей оплетки с концов мон­тажных проводов типа МГВШЭ, БПВЛЭ диаметром по оплетке 1- 5 мм имеет производительность 600 за­готовок в час.

Разделку концов экранирующей оплетки, обеспечивающую подключе­ние ее к корпусу, выполняют путем протаскивания конца провода через отверстие, сделанное в оплетке на расстоянии 20 мм от конца, и под­ключением свободной части оплетки к корпусу либо подпайкой к оплетке дополнительного провода. Лужение монтажных проводов осу­ществляют путем погружения оголен­ных участков в ванны с припоем ПОС61, ПОС61М при температуре 250-260°С в течение 1- 4 с, исполь­зуя флюсы ФКСп, ФКТ. Для ВЧ-ка­белей с нетеплостойкой изоляцией применяется припои ПОСВ 33 при температуре 170-190°С

Читайте также: