11.2. Технологичность конструкций печатных узлов и плат

Основное преимущество печатных схем — возможность применять прогрессивные технологические процессы, открывающие возможность автоматизации и механизации сборки и монтажа радиоаппаратуры,— требует грамотного с точки зрения технологичности проектирования.

Существует несколько способов изготовления печатного монтажа, каждый из которых предъявляет к конструкции определенные технологические требования, поэтому для правильного решения технологических вопросов при проектировании радиоприборов необходимо учитывать технологию изготовления печатных схем. Часто конструктор создает миниатюрный узел или прибор малого веса, но нетехнологичный, т. е. вызывающий большие трудности в производстве, что повышает его себестоимость.

То же самое влечет за собой неграмотное применение печатных схем в конструкции аппаратуры. Так, печатные проводники, по которым проходит ток 0,1 а, можно запроектировать с небольшим сечением и шириной 0,1—0,2 мм, но напечатать, протравить или нанести металл, сохранив этот размер, технологически невозможно, что вынуждает делать такие проводники значительно более широкими.

Различные способы изготовления печатных схем по-разному отражаются на их конструкции. Например, при изготовлении печатных проводников электрохимическим методом должны быть предусмотрены технологические проводники, соединяющие весь монтаж накоротко для отложения металла на всех участках, и намечены пути разъединения схемы в нужных местах. Это требует или дополнительных технологических отверстий на плате, или каких-либо других мер, которые могут повлиять на конструкцию платы.

Рассматриваемые ниже технологические требования относятся к печатному монтажу, выполняемому методом травления фольги электрохимическим способом.

Таблица 11.4

Величина тока, вызывающего нагрев проводников до 60 и 100° С, в зависимости от размеров сечения отложенного металла

Размеры сечения проводника		Сила тока (ва), вызывающего нагрев до
Ширина, мм	Толщина, мк	60° С	100° С
0.5 1,0 1,5	10	5.2 5.6 6,5	5.8 6,5 7,6
0,5 1,0 1,0	20	6.0 7,0 8,0	7,0 8,2 10,0

Ширина проводника. Ширина печатного проводника зависит от плотности тока, допустимого падения напряжения, требуемой механической прочности и технологических возможностей его изготовления. Неправильно выбранное сечение проводника вызывает его перегрев, что может нарушить соединение металла проводника с основанием и вызвать разрыв проводника.

Данные о температуре нагрева, размерах поперечного сечения и величине протекающего тока приведены в табл. 11.4 и 11.5.

Таблица 11.5

Рекомендуемая величина тока н зависимости от размеров печатного проводника

Ширина проводника, мм	Сила тока (а) при толщине проводника
	10 мк	20 мк
0,5 1,0 1,5 2,0	1,0 1,5 2,0 -	1,6 2,0 2,5 3,0

* При температуре окружающей среды 20+5° С,

Допустимые максимальные токи в печатных проводниках, как видно из приведенных данных, больше, чем в навесных проводниках круглого сечения. Так, печатный проводник из фольги шириной 1 мм и толщиной 0,05 мм благодаря хорошей теплоотдаче и относительно большой поверхности можно нагрузить током 3—5 а, тогда как круглый провод с равной площадью сечения — только 0,5 а (при норме 10 а на 1 мм ²).

Электрическое сопротивление печатных проводников постоянному току несколько больше, чем у проводов круглого сечения, из-за неровных краев проводников и повышенного удельного со противления медной фольги в меди, отложенной электрохимическим способом. Сопротивление 1 М медного печатного проводника толщиной 0,05 мм, полученного из фольги, в зависимости от ширины проводника следующее:

Ширина, мм 0,5 1,0 2,0 3,0

Сечение, мм² 0,025 0,05 0,10 0,15

Сопротивление 1 м, ом 1,0 0,5 0,25 0,18

Сопротивление 1 м медного проводника шириной 1 мм, изготовленного электрохимическим способом, в зависимости от толщины наращенной меди следующее:

Толщина, мк 10 20 30

Сопротивление 1 м, ом 3,5 2,0 1,5

При проектировании печатных проводников необходимо учитывать потери напряжения, которые могут нарушить нормальную работу прибора, поэтому следует производить расчет потерь напряжения, в первую очередь для накальных цепей, пользуясь

приведенными выше значениями сопротивления проводников. Через проводник из фольги шириной 1 мм, сопротивление которого равно 0,5 ом/м, можно пропустить ток 6 а, что вызывает его нагрев на 52° С. При длине проводника 200 мм потеря напряжения составит 0,5 в, что может вывести лампы из нормального режима. Это обстоятельство не позволяет полностью использовать одно из преимуществ печатных проводников — большие допустимые плотности тока.

Рис. 11.1. Расположение печатных проводников, перемычек и навесных деталей:

1 – перемычка; 2 и 3 – навесные детали

Минимальная ширина проводника зависит от технологических возможностей. Один из наиболее совершенных — офсетный способ печатания с применением плоских биметаллических форм-клише позволяет получить минимальную ширину печатного проводника из фольги 0,3 мм, а из отложенной электрохимическим способом меди — 0,4—0,5 мм. Однако экономически целесообразно при офсетной печати делать проводники шириной не менее 1 мм.

При применении других типов форм-клише ширину проводника лучше увеличивать до 1,5 мм.

К увеличению ширины проводников вынуждают и трудности получения печатных проводников с ровными краями.

Толщина проводника. Толщина печатного травленого проводника зависит от толщины выпускаемой фольги.

В настоящее время у нас применяется фольга толщиной 0,05 мм; за рубежом фольгу для этих целей выпускают толщиной от 0,038 до 0,076 мм.

При электрическом осаждении делать толщину проводника больше, чем 0,03 мм, нецелесообразно, так как чем толще проводник, тем больше времени требуется для его наращивания. Кроме того, с увеличением толщины проводника сила сцепления его с основанием уменьшается. Так, проводник толщиной 0,1 мм имеет настолько слабое сцепление, что трудно обеспечить достаточную механическую прочность соединения.

Зазоры между печатными проводниками. Зазоры между печатными проводниками, полученными различными способами, назначают в зависимости от рабочего напряжения (табл. 11.6). Минимальный допустимый зазор между краями проводников из технологических соображений должен быть принят 0,5—0,8 мм. Минимальный возможный зазор (однако экономически невыгодный) 0,3—0,4 мм.

Зазор А между проводниками у мест паек (рис. 11.1) во всех случаях должен быть не менее 0,5 мм, чтобы избежать замыкания припоем рядом расположенных токопроводящих линий при пайке погружением.

Расположение печатных проводников. Плоскостное расположение печатных проводников и деталей требует тщательно продуманного размещения их на основании. Проводники должны быть короткими, особенно в сеточных и анодных цепях, без резких переходов от широкой части к узкой. Изменение направления проводника должно быть по возможности плавным, с внутренним радиусом закругления R на углах не менее 2 мм (рис. 11.1).

Резкие переходы проводника от широкой части к узкой и острые углы снижают механическую прочность сцепления фольги или наращенной меди с основанием, что при механической обработке платы или при нагреве во время пайки может привести к отслаиванию проводника. По той же причине проводники из фольги должны быть расположены на расстоянии не менее толщины платы от края ребер и больших отверстий платы.

Таблица 11.6

Минимальная величина зазора между проводниками в зависимости от рабочего напряжения при различных методах изготовления плат печатного монтажа

Расстояние между проводниками, мм	Рабочее напряжение, в
	Химический метод	Комбинированный метод	Электрохимический метод
0,3 0,5 0,8 1,0 2,5	50 100 175 250 500	50 100 175 250 500	- 50 125 200 400

Примечание. Дли цепей с напряжением выше 500 е расстояние между проводниками увеличивается по 1 мм на каждые 100 е.

При изготовлении печатной схемы методом травления участки фольги, не используемые как проводники, желательно оставлять на плате, соединяя их между собой и с заземленными частями прибора. Однако следует избегать кольцеобразного расположения их вокруг высокочастотных узлов (например, катушек индуктивности), так как получающийся короткозамкнутый виток ухудшает их параметры.

Для предотвращения вспучивания и отслаивания фольги от основания из-за выделяющихся газов во время нагрева всей платы при пайке в проводниках шириной более 5 мм делают сплошные щелевидные прорези или вытравливают небольшие участки фольги (рис. 11.2).

Из экономических и технологических соображений (экономия фольги, травящих растворов и удобство установки деталей) проводники, получаемые методом травления, желательно размещать на одной стороне платы. Перекрещивание проводников можно осуществлять проволочными перемычками 1 или навесными деталями 2 и 3 (рис. 11.1), расположенными на стороне платы, не имеющей печатных проводников. Проволочные перемычки, вставленные в специально предусмотренные отверстия, припаивают к печатным проводникам одновременно с выводами навесных деталей погружением в расплавленный припой.

Рис. 11.2. Щелевидные прорези и вытравленные участки в фольге

При расположении проводников на обеих сторонах платы переход токопроводящих линий с одной стороны на другую осуществляется пустотелыми заклепками (пистонами) или отрезками монтажного провода через специальные отверстия в плате. Вставленные в отверстия заклепки развальцовывают, а концы отрезков провода изгибают, как показано на рис. 11.3.

Для получения надежной пайки весьма желательно пистоны и провода, а также соприкасающиеся поверхности печатных проводников предварительно облуживать.

Рис. 11.3. Соединение печатных проводников, расположенных на противоположных сторонах плат с помощью пистона и монтажного провода:

1 – плата; 2 – пистон-заклепка; 3 – печатные проводники; 4 – монтажный провод; 5 - припой

Рис. 11.4. Соединение расположенных на противоположных сторонах плат печатных проводников, полученных электрохимическим способом:

1 – печатный проводник; 2 – плата

Изготовление печатных проводников электрохимическим методом на обеих сторонах платы и их переход с одной стороны -на другую не представляет технологических затруднений. Переход токопроводящих линий с одной стороны платы на другую осуществляется отложением металла на стенки специальных отверстий одновременно с нанесением проводников (рис. 11.4).

При изготовлении печатного монтажа электрохимическим методом все проводники должны быть соединены между собой, поэтому на плате необходимо располагать дополнительные технологические проводники, которые позволяют без дополнительных сложных приспособлений подвести ток ко всем участкам схемы. Для уменьшения сопротивления и отложения более равномерного слоя металла на всех участках схемы ширина технологических проводников должна быть как можно больше. Для той же цели к рабочим проводникам длиной более 250 мм подводятся в нескольких точках дополнительные технологические перемычки, которые после наращивания рабочих проводников удаляют или разрывают.

Иногда удаление технологических проводников осуществляют штамповкой; разрыв их происходит при вырубании отверстий. Эту операцию можно производить также сверлением, зенкованием и обрезанием края платы, куда выведены эти технологические проводники.

В некоторых случаях вместо технологических проводников применяют гибкий контакт в виде листа, закрывающего полностью одну сторону платы. После отложения металла на открытую сторону лист переносят на противоположную сторону с уже нанесенными проводниками.

На краю платы предусматривают широкую металлизированную площадку размерами не менее 15  15 мм для контактирования зажима (подвески) при наращивании металла проводником.

При изготовлении печатных схем комбинированным способом (негативным, позитивным), который является перспективным по сравнению с химическим и электрохимическим методами, печатные проводники схемы получают методом травлении фольги, а металлизацию монтажных отверстий проводя электрохимическим способом.

В отверстиях образуется своеобразная пустотелая металлическая заклепка, которая электрически и механически соединяет контактные площадки обеих сторон платы (при двустороннем монтаже).

Гальванически осажденный в отверстиях металл служит надежным электрическим контактом и силовым элементом для крепления радиодеталей.

Металлизировать отверстия можно до вытравливания рисунка схемы (позитивный способ). Этот способ является весьма перспективным, так как растворы и электролиты не действуют на поверхность диэлектрика, так как он закрыт фольгой.

Единственным недостатком позитивного способа является то, что после сверления и металлизации отверстий на токоведущую часть печатной платы наносят слой серебра для защиты ее от травления.

Операцию травления в большинстве случаев ведут в растворе персульфата аммония, вследствие чего этот метод неприемлем для серийного производства.

При металлизации отверстий после вытравливания рисунка схемы (негативный способ) значительно ухудшается сцепление фольги с диэлектриком, при металлизации отверстий требуется контактирование разобщенных проводников схемы, растворы и электролиты при этом воздействуют на обнаженный диэлектрик, ухудшая его диэлектрические свойства.

Несмотря на имеющиеся недостатки негативного способа, его широко применяют как в мелкосерийном, так и в серийном производстве.

Негативный способ изготовления печатных плат ведут по следующей технологии:

1. нарезка заготовок и сверление фиксирующих отверстий;

2. копирование схемы;

3. проявление и тепловое дубление;

4. травление в растворе хлорного железа;

5. нанесение защитного слоя лака;

6. сверление и зенкование отверстий;

7. сенсибилизация в растворе хлористого олова и активирование в растворе хлористого палладия;

8. химическая металлизация;

9. электрохимическое меднение;

10. покрытие сплавом РОЗЭ;

11. покрытие флюсом.

Технологический процесс изготовления печатного монтажа негативным способом заключается в следующем.

Вытравливание проводников схемы проводят обычным фотохимическим способом, декапируют в серной кислоте, промывают, лакируют лаком ХСЛ для предохранения проводников от повреждения в процессе сверления и зенкования монтажных отверстий.

Проводят подготовку плат по стандартной методике: обезжиривание — промывка, сенсибилизация — промывка, активация — промывка, сушка. Производят химическое меднение в растворе:

медь сернокислая 700 г

натрий едкий 100 г

глицерин 100 г

формалин (33%) 15—20 мл

Промывают, удаляют лаковую пленку, декапируют и в специальном приспособлении производят электрохимическое меднение в растворе состава:

Си (BF₄), 230-250 г/л

HBF₄ 18—20 г/л

вода до 1000 мл

После тщательной отмывки печатные проводники и металлизированные отверстия покрывают сплавом ПОСВ50 и производят покрытие флюсом ПлП.

Технологический процесс получения печатных плат позитивным способом в отличие от рассмотренных заключается в следую-

щем: для вытравливания схемы вместо раствора хлорного железа используют раствор персульфата аммония, в котором серебро не разрушается.

Эмульсия состоит из поливинилового спирта, двухромового аммония и этилового спирта. Печатное изображение на плате получают контактным способом с диапозитива. Полученное изображение окрашивают в растворе металвиалетового красителя, проявляют в теплой воде и задубливают в 6%-ном растворе хромового ангидрида в течение 1 мин.

Для того чтобы придать эмульсионному слою химическую стойкость, печатные платы подвергают термообработке в термостате или сушильном шкафу при температуре 105—110° С в течение 60— 80 мин.

Декапирование проводников в растворах азотнокислого железа, соляной и серной кислоты недостаточно, поэтому перед декапированием проводят крацевание.

Крацевание ведут на крацовочных станках с латунными щетками (толщина проволоки 0,1—0,3 мм), применяя при этом 5%-ный раствор кальцинированной соды.

Декапированные проводники печатных плат покрывают лаком АВ-4 из пульверизатора или окунанием для того, чтобы предохранить проводники схемы от контактного осаждения благородных металлов при их химическом активировании и для защиты эмульсионной пленки от разрушения в щелочной среде раствора химического меднения.

После механической обработки (сверления) проводят тщательный контроль, обдувку сжатым воздухом, обезжиривание венской известью и сенсибилизацию в 10%-ном растворе двухлористого олова в течение 2 .'! мин, отмывают и активируют в растворе хлористого палладия, СОЛЯНОЙ кислоты и дистиллированной воды в течение 1—2 мин при температуре 18—25 ° С.

Химическое меднение монтажных отверстий производят в растворе медного купороса, едкого натра, глицерина, аммиака, формалина в течение 15—20 мин при температуре 18—25° С. После химического меднения удаляют лаковую пленку от платы и проводят гальваническое меднение.

При интенсивном перемешивании в электролите плотность тока 5—10 а/дм ², состав электролита:

медь кремнефтористоводородная; кремнефтористоводородная кислота.

Гальваническое серебрение проводят при плотности тока 0,3— 0,4 а/дм² и температуре 18—25° С в электролите следующего состава:

серебро 15—20 г/л

калий 50—70 г/л

роданистый калий 18—100 г/л

углекислый калий .. 8—10 г/л

После серебрения проводников и монтажных отверстий производят раздубливание эмульсии и вытравливание фольги. Раздубливание производят в растворе щавелевой кислоты и хлористого натрия, а травление фольги — в составе персульфата аммония

300 г, сернистого железа 1 г и воды 1 л, промывают и осветляют серебро в растворе мела 100 г и аммония 25%-ного 1 л.

Общие требования к печатным млатам. Обычно печатные платы имеют форму квадрата или прямоугольника. Размеры платы не должны превышать 240  360 мм, при повышенной плотности монтажа — 120  180 мм, так как платы больших размеров непрочны, неудобны для обработки, коробятся в процессе получения печатного монтажа и пайки погружением.

Рис. 11.5. Расположение отверстий на печатной плате:

а – правильное; б – неправильное

Основные размеры плат устанавливаются на шаг координатной сетки, диаметр и расположение отверстий под выводы электро- и радиоэлементов и толщину плат.

Шаг основной координатной сетки в Двух взаимно перпендикулярных направлениях должен быть 3 мм. Для особо малогабаритной аппаратуры допускается применять вспомогательную координатную сетку с шагом 1 мм. Центры отверстий под выводы многоконтактных электро- и радиоэлементов (реле, разъемов, ламповых панелей), которые в силу конструктивных особенностей не могут попасть в узлы координатной сетки, располагаются согласно размерам, указанным в нормалях или чертежах на эти элементы или детали.

Рис. 11.6. Расположение отверстий под выводы многоконтактных навесных элементов:

а – правильное; б – неправильное

Центры отверстий под выводы элементов находятся в точках пересечения линии координатной сетки (рис. 11.5). При этом центр отверстия, принятого за основное, располагается в узле сетки, а центр одного из остальных отверстий — на одной из вертикальных или горизонтальных линий координатной сетки (рис. 11.6).

Диаметры отверстий под выводы радиоэлементов на платах с печатным монтажом выбираются в зависимости от размеров выводов и метода изготовления печатных плат.

При электрохимическом методе изготовления печатных плат металлизированные отверстия выбираются исходя из условий:

d = d_выв + 0,5 мм

Диаметры зенковок при этом выбираются из условий:

d_зенк = d + (0,5 ÷ 0,7) мм.

При комбинированном методе (негативном и позитивном) изготовления печатных плат металлизированные отверстия размером более 1 мм выбираются, как и для электрохимического метода.

Отверстия 1 мм и меньше выбираются в зависимости от толщины плат и размеров выводов радиоэлементов.

При выборе диаметров металлизированных отверстий размеры их округляют, придерживаясь следующего ряда: 0,5; 0,8; 1,0; 1,3; 1,5; 1,8; 2,0; 2,4.

Допуски отклонения диаметров неметаллизированных отверстий от номинальных размеров должны выполняться в пределах:

+0,10 мм для отверстий до 1 мм;

+0,12 мм для отверстий до 2,5 мм;

+0,2 мм для отверстий зенковок.

Рис. 11.7. Сетчатое экранирование проводников

Зенковка отверстий выполняется под углом 70°.

Экранирование проводников должно быть не сплошным, а сетчатым (рис. 11.7). Щелевидные вырезы в экране располагают под углом 45 – 60°.

Вокруг крепежных, проходных и технологических отверстий в экране делают кольцевые вырезы шириной 1—1,5 мм. Если в зону экрана попадают отверстия под выводы навесных радиодеталей, то на экране на расстоянии 1 мм от кромки отверстия выполняют полукольцевой вырез шириной 1—1,5 мм. При этом ширина металлизированной перемычки должна быть не более 1,5—2 мм. Иногда вокруг отверстий допускаются полукольцевые вырезы или кольцевые секторы (рис. 11.8).

На печатной плате обычно предусматриваются не менее двух технологических отверстий и «ключ», обеспечивающий установку платы только в одном положении.

Общие требования к печатным узлам. Конструкция печатного узла разрабатывается с учетом особенностей печатного монтажа и методов изготовления плат.

Печатный узел может быть одноплатным (рис. 11.9, а), межплатным (рис. 11.9, б) или сборным, состоящим из двух, трех и т. д. одноплатных печатных узлов (рис. 11.9, в).

Навесные элементы устанавливают на плате таким образом, чтобы можно было выполнить пайку погружением, исключив воз действие припоя на эти элементы. Поэтому независимо от назначения и габаритных размеров все элементы в одноплатной конструкции располагаются с одной стороны платы (рис. 11.9, а), а в межплатной конструкции — между платами в вертикальном положении (рис. 11.9, б). В межплатных конструкциях недопустимо размещение навесных деталей на внешних сторонах плат и введение третьей платы.

Рис. 11.8. Вырезы вокруг отверстий в экране:

1 – отверстия под пайку; 2 – проходные технологические отверстия

Навесные радиоэлементы рекомендуется размещать на плате рядами, в определенном порядке (рис. 11.10, а).

Иногда допускаются некоторые отступления от этого требования (рис. 11.10, б), но совершенно исключено расположение деталей под различными углами друг к другу (рис. 11.10, в). Условная ось, проходящая через точки крепления двухвыводных навесных элементов, должна быть параллельна основному направлению наибольших механических нагрузок, воздействующих на изделие.

Рис. 11.9. Конструкции печатных узлов:

а – одноплатный; б – межплатный; в – сборный

Рис. 11.10. Расположение навесных элементов на плате:

а – желательное; б – допустимое; в – недопустимое

Выводы навесных элементов крепят в отверстиях платы. В каждом отверстии должен размещаться вывод только одного навесного элемента (рис. 11.11).

Элементы и узлы с большим количеством выводов (малогабаритные трансформаторы, разъемы и т. д.) закрепляют на плате в зависимости от их конструктивного оформления и механической прочности платы. Примеры крепления малогабаритных трансформаторов приведены па рис. 11.12.

Рис. 11.11. Крепление выводов навесных элементов:

а – правильное; б – неправильное

Тяжелые или специальные элементы устанавливают с помощью держателей (рис. 11.13), предотвращающих поломку выводов при воздействии механических нагрузок. Элементы, детали и узлы значительного веса и больших габаритов (например, силовые трансформаторы) размещают вне платы (рис. 11.14) и присоединяют к последней перемычками из монтажного провода или специальными гребенками, впаиваемыми в плату способом групповой пайки.

Конструкция каждого узла должна предусматривать свободный доступ к любому элементу и детали печатной схемы и легкую замену их в процессе настройки и эксплуатации.

Во избежание замыкания печатного проводника на корпус прибора плата изолируется от шасси. Заземление осуществляется по средствам перемычек и лепестков, впаянных в монтажные отверстия и контактирующих с шасси прибора. Непосредственный контакт печатного проводника с шасси не допускается.

Рис. 11.12. Крепление на плате малогабаритных трансформаторов

Для перехода с одной платы на другую применяются переходные элементы—разъемы, переходные колодки, устанавливаемые так же, как и навесные радиоэлементы (рис. 11.15). При надлежащем закреплении двух взаимно перпендикулярных плат переходы могут выполнять с помощью «шипов», как показано на рис. 11.16. Использование навесных радиоэлементов в качестве переходных в сборных П и Г-образных конструкциях не рекомендуется. После окончательной сборки печатный узел покрывают лаком.

Оформление чертежей. Чертеж печатной платы (рис. 11.17) должен содержать:

а) габаритные размеры платы;

б) размеры ширины печатного проводника, обязательно указываются проводники шириной до 1 мм включительно, ширина же прочих проводников выдерживается по координатной сетке;

в) расстояние между проводниками, обязательно указываются расстояния менее 1,5 мм;

Рис. 11.13. Крепление потенциометра на плате с помощью держателя

1 – держатель; 2 – выводы

Рис. 11.14. Размещение крупногабаритного элемента

Рис. 11.15. Переходные элементы

г) маркировку отверстий и схемных обозначений элементов со стороны их установки. В обычных одноплатных конструкциях маркируются отверстия под элементы с гибкими выводами и под переходные элементы (проволочные перемычки, штепсельные разъемы, переходных колодки), в межплатных конструкциях маркируются все отверстия печатной платы.

Рис. 11.6. Переход с помощью «шипов»:

1 – шасси; 2 – плата; 3 – проводник; 4 – место пайки

Кроме того, в технических требованиях на чертежах указываются:

шаг координатной сетки (допуск на параллельность линий координатной сетки ± 0,1 мм);

допуски на ширину проводников (обычно в узких местах +0,2 мм, а в остальных +0,5 мм);

допустимые отклонения от чертежа в расположении проводников (обычно + 1 мм);

способ маркировки отверстий (чаще всего цифры располагаются симметрично осям отверстий и выполняются белой маркировочной краской или травлением).

Рис. 11.17. Пример оформления чертежа печатной платы (без координатной сетки)

В качестве базы при обработке принимается одно или два не-металлизированных крепежных отверстия или край платы. При отсутствии крепежных отверстий обработку ведут от технологических отверстий, которые могут выполняться как на самой плате так и вне платы.

Использование в качестве базы металлизированных отверстий не допускается.

Межцентровые расстояния между базовыми отверстиями и любыми другими отверстиями, не требующими специальных допусков, выполняются с точностью ±0,1 мм. Остальные указанные без допусков размеры выполняются по 7-му классу точности.

Рис. 11.18. Пример оформления чертежа печатного узла:

1 – диод; 2 и 3 – конденсаторы; 4 – трансформатор; 5 – транзистор; 6 – плата; 7 – контакт

На чертеже печатного узла (рис. 11.18) изображаются печатная плата с навесными элементами, переходными элементами (перемычками, переходными колодками и т. п.) и элементами, закрепляемыми механическим путем (развальцовкой, заклепками и пр.), с последующей опайкой. Все навесные элементы должны иметь маркировку согласно принципиальной схеме. Монтажные проводники указываются в угловой спецификации на чертеже. Кроме того, в технических требованиях должны быть указаны способы пайки выводов элементов, защиты печатного узла лаком и марка последнего.

Технологические требования к навесным деталям. Возможность применения автоматизации и механизации сборки при использовании печатных схем во многом зависит от конструкции выводов навесных деталей.

Навесные детали с боковыми выводами прямоугольного сечения весьма трудно подготовить и установить на печатные платы с помощью сборочных машин. Такие выводы невозможно выправить и изогнуть по заданной форме с помощью несложных по конструкции сборочных машин, а существующий большой разброс допусков

на расстояние между выводами затрудняет установку деталей на плате. Бункеризация и транспортировка подобных деталей по направляющим машин из-за несимметричности выводов почти невозможны. Кроме того, для надежной пайки прямоугольных выводов в плате необходимо пробивать прямоугольные или овальные отверстия, что усложняет инструмент для этой операции.

Производить сборку таких деталей на платах, выполненных по координатной сетке, невозможно, так как расстояния между выводами деталей разных типов и номиналом различны и не кратны друг другу.

С технологической точки зрения проволочный вывод круглого сечения наиболее целесообразен; его легко выправить и изогнуть, это позволяет выправлять, обрезать и изгибать выводы па относительно простых сборочных машинах. Круглое отверстие в плате для крепления такого вывода проще выполнять. Транспортировка и набор в кассеты таких деталей или приклеивание к липким лентам, как это делают за рубежом, не вызывают трудностей. Обычно круглые выводы делают диаметром 0,8 и 1 мм, облупленные или посеребренные.

Если круглые выводы конструктивно невыполнимы, то делают выводы прямоугольного сечения. Они должны быть жесткими, минимальной длины, и расстояние между ними должно быть подчинено определенной системе, отвечающей требованиям расположения отверстий на плате по координатной сетке. Допуски на размеры между выводами не должны превышать ±0,4 мм.

Некоторые зарубежные фирмы изготавливают переменные резисторы, селеновые выпрямители, узлы с катушками индуктивности и другие нанесшие детали с плоскими жесткими выводами конусной формы, что позволяет временно закреплять детали без подгибки.

Проектирование сложных по форме навесных деталей для печатных схем должно удовлетворять требованиям автоматизации процессов сборки и максимально использовать преимущества печатных схем. Так, крепление крупных деталей на плате может производиться не только путем пайки и токоведущим выводом, но и с помощью специальных отростков от корпусов, которые припаиваются или к отдельным участкам фольги, или к общему заземленному широкому проводнику. Эти детали и узлы должны иметь технологические выступы или желоба, позволяющие легко осуществить их транспортировку по направляющим сборочных машин с ориентацией деталей в определенном положении для правильной установки их на плате.

При разработке электро- и радиоэлементов, крепежных и установочных деталей, применяемых в аппаратуре с печатным монтажом, внешнее конструктивное оформление их должно обеспечивать простоту и удобство механизированной и автоматизированной сборки. Все элементы должны быть приспособлены для установки их на печатные платы, отверстия в которых расположены

по координатной сетке с шагом 3 мм. Следует применять малогабаритные радиоэлементы, они должны быть простой геометрической формы, желательно цилиндрической. Допуски на размеры корпуса элемента должны быть не более ± 0,25 мм.

Полярные радиоэлементы, а также элементы с тремя или более выводами снабжают «ключом» для ориентировки их при установке на печатную плату сборочной машиной.

Рис. 11.19. Расположение навесных элементов на плате

Рис. 11.20. Крепление навесных элементов с круглыми осевыми выводами в узлах межплатной конструкции

Малогабаритные радиоэлементы должны иметь осевые выводы. Радиальные выводы применять не рекомендуется.

Для широковещательной аппаратуры, работающей бее воздействия механических нагрузок, допускается крепление крупногабаритных узлов (контуров, трансформаторов, дросселей) с помощью защелкивающихся зажимов или крепежных лапок с последующей пайкой.

Рис. 11.21. Подготовка навесных элементов с плоскими радиальными выводами для крепления в узлах межплатной конструкции

Радиоэлементы должны поступать на сборку в таре, обеспечивающей сохранение прямолинейности выводов при транспортировке, а также удобной для установки элементов на плату с помощью автоматического укладчика (например, лента с резисторами, свернутая в рулон).

Способы установки навесных элементов на печатные платы. Перед пайкой выводы навесных элементов, а также перемычки из монтажного провода закрепляют в отверстиях платы, чтобы они не выпадали в процессе транспортировки и групповой пайки. Элементы крепят, пропуская выводы в отверстия и подгибая их под платой в любом направлении. Длину подогнутого участка вывода делают не менее 0,6 мм, а место изгиба вывода — не ближе 2 мм от корпуса элемента.

Расстояние между корпусом или выводами элемента и краями платы предусматривают не менее 2 мм (рис. 11.19), между корпусами соседних элементов или узлов — не менее 0,5 мм, а от края корпуса радиоэлемента до центров отверстий под выводы других радиоэлементов, расположенных перпендикулярно, не менее 1 мм.

В печатных узлах межплатной конструкции навесные элементы располагают между двумя платами вертикально. Элементы с круглыми осевыми выводами (типа резисторов МЛТ) крепятся в них путем изгибания одного из выводов (рис. 11.20), а радиоэлементы с плоскими радиальными' выводами (типа резисторов ВС) — с помощью неизбежного или необрезанного участка вывода или изгиба вывода (рис. 11.21).

Рис. 11.22. Крепление навесных элементов в узлах одноплатной конструкции:

а – с осевым выводами; б – с радиальными выводами

Обжатый вывод закрепляют в отверстии путем развертывания его при обрезке.

В печатаных узлах одно платной или сборной конструкции навесные элементы располагаются параллельно поверхности платы без зазора или зазором между корпусом элемента и платой, равными 2-3 мм.

Для предохранения регулировочных элементов (например, контурных катушек индуктивности) ОТ воздействия лака при лакировании погружением их корпуса должны быть приподняты над поверхностью платы на 3—5 мм, а открытые контакты переходных колодок, реле, монтажных стоек — на 5—10 мм.

Навесные элементы с круглыми осевыми выводами, как и элементы с плоскими радиальными выводами в указанных печатных узлах конструкции, крепятся путем изгиба выводов (рис. 11.22).