Печатную плату с установленными на ней электрорадиоэлементами (ЭРЭ) называют печатным узлом.

Если электрорадиоэлементы имеют штыревые выводы, то их устанавливают в отверстия печатной платы и запаивают. Если корпус ЭРЭ имеет планарные выводы, то их припаивают к соответствующим контактным площадкам внахлёст.

ЭРЭ со штыревыми выводами нужно устанавливать на плату с одной стороны (для плат с односторонней фольгой на стороне, где нет фольги). Это обеспечивает возможность использования высокопроизводительных процессов пайки, например «волной». Для ЭРЭ с планарными выводами пайку «волной» применять нельзя. Поэтому их можно располагать с двух сторон печатной платы. При этом обеспечивается большая плотность монтажа, так кА на одной, и той же плате можно расположить большее количество элементов.

При размещении ЭРЭ на печатной плате необходимо учитывать следующее:

1. Полупроводниковые приборы и микросхемы не следует располагать близко к элементам, выделяющим большое количество теплоты, а так же к источникам сильных магнитных полей (постоянным магнитам, трансформаторам и др.).

2. Должна быть предусмотрена возможность конвекции воздуха в зоне расположения элементов, выделяющих большое количество теплоты.

3. Должна быть предусмотрена возможность лёгкого доступа к элементам, которые подбирают при регулировке схемы.

Если элемент имеет электропроводный корпус и под корпусом проходит проводник, то необходимо предусмотреть изоляцию корпуса или проводника.

Изоляцию можно осуществлять надеванием на корпус элемента трубок из изоляционного материала, нанесение тонкого слоя эпоксидной смолы на плату в зоне расположения корпуса (эпоксидная маска), наклеиванием на плату тонких изоляционных прокладок.

Рис. 2

На рисунке 2 показаны часто применяемые способы установки элементов, имеющих 2 вывода, расположенных аксиально (сопротивления, конденсаторы, диоды и др.)

При выборе межцентрового расстояния L, высоты Н и других размеров следует учитывать, что для всех типов ЭРЭ ограниченно минимальное расстояние от корпуса элемента, на котором можно производить гибку вывода, и минимальное расстояние от корпуса до места приложения паяльника при пайке. Эти ограничения существуют не только для ЭРЭ с аксиальными выводами, но и для всех типов ЭРЭ, подключаемых пайкой.

Соответствующие данные приводятся в ГОСТах и ТУ на ЭРЭ и в

Справочниках.

Если элемент имеет электропроводный корпус, установленный, как показано на рис. 2, а, и под корпусом проходит проводник, то необходимо предусмотреть изоляцию корпуса или проводника. Изоляцию можно осуществлять надеванием на корпус элемента трубок из изоляционного материала, нанесением тонкого слоя эпоксидной смолы на плату в зоне расположения корпуса (эпоксидная маска), наклеиванием на плату тонких изоляционных прокладок.

Элементы, установленные, как показано на рис 2, а, могут работать при более жестких механических воздействиях, чем установленные так, как показано на рис. 2, б, в

В зависимости от конструкции конкретного типа элемента и характера механических воздействий, действующих при эксплуатации (частота и амплитуда вибрации, значение и длительность ударных перегрузок и др.), ряд элементов нельзя закрепить только пайкой за выводы - их нужно крепить дополнительно за корпус.

Крепление за корпус в зависимости от конструкции и массы элементов можно производить приклейкой к плате специальными мастиками или клеями, прилакировкой в процессе влагозащиты печатного узла, заливкой компаундом, привязкой нитками или проволокой, с помощью скоб, держателей и другими методами.

Что бы обеспечить возможность применения групповой пайки (например, пайка «волной») элементов, устанавливаемых с зазором между платой и корпусом, необходимо предусматривать специальный изгиб выводов, как показано на рис. 2, б. Этот изгиб удерживает элемент и не дает ему опуститься на плату в процессе установки других элементов до операции пайки. На рис. 2, г показана установка элементов с аксиальными выводами в двухпалатной конструкции.

На рис. 3 показаны возможные варианты установки транзисторов.

При установке транзисторов, как показано на рис 3, а, б в аппаратуре, работающей в условиях вибрации и ударов, корпус должен быть приклеен к плате или к переходной втулке.

На рис. 4 показаны варианты установки микросхем в корпусах с планарными выводами в круглых корпусах и в плоских прямоугольных корпусах со штырьковыми выводами. Все указанные способы крепления микросхем обеспечивают их надежное крепление в условиях вибрации и ударов, действующих на аппаратуру, которая устанавливается на подвижных объектах (автомашинах, самолетах, судах и т.п.). При этом обеспечивает дополнительное крепление выводов микросхемы к плате.

Рис. 4 Установка микросхем (а-з): 1 - теплоотводящая шина; 2 - изоляционная прокладка; 3 - печатная плата, изготовленная методом выступающих выводов; 4 - подставка; 5 - прокладка

Если микросхема выделяет большое количество теплоты и находится при повышенной температуре, то существует опасность нагрева корпуса микросхемы выше допустимой температуры. В этом случае под корпусами микросхем устанавливают теплоотводящую медную шину 1 (рис. 4, в), концы которой должны плотно прилегать к корпусу изделия или другому элементу конструкции, способному отводить выделяемую микросхемой теплоту в окружающее пространство. Медная шина должна быть изолирована изоляционной прокладкой от печатных проводников, проходящих под микросхемой. По тем же причинам изоляционные прокладки нужно применять пли установке изображенной на рис. 4, а. Вместо прокладок можно покрывать нижнюю поверхность корпуса микросхемы эпоксидной смолой.

ЭРЭ должны располагаться на печатной плате так, чтобы осевые линии их корпусов были параллельными или перпендикулярны друг другу. Это обеспечит при необходимости возможность применения специальных машин для автоматической установки и пайки ЭРЭ на печатной плате. На платах с большим количеством микросхем в однотипных корпусах их следует располагать правильными рядами.

Зазор между корпусами должен быть менее 1.5 мм (в одном из направлений). Указанный зазор необходим для возможности захвата микросхемы специальными устройствами при автоматической установке. Планарные корпуса нужно располагать длинной сторон вдоль направления конвекционного потока воздуха. При этом улучшается охлаждение микросхемы.

Элементы, имеющие большую массу, следует размещать вблизи мест крепления платы или выносить их за пределы платы и закреплять их на шасси аппарата.

Так печатные платы имеют малые расстояния между проводниками, то воздействие влаги может привести к таким ухудшениям сопротивления изоляции, при которых будет нарушаться нормальная работа схемы. Поэтому печатные узлы которые будут работать в сложных климатических условиях, необходимо покрывать слоем лака.

Используемые для этого лаки должны иметь следующие свойства:

а) Хорошую адгезию к материалу платы и печатным проводникам;

б) малую влагопоглащаемость; в) большое сопротивление изоляции;

г) способность быстро высыхать при не высокой тепловой температуре;

д) отсутствие растрескивания в диапазоне рабочих температур.

Наиболее часто для покрытия печатных плат используется лак УР-231.

Однако следует отметить, что тонкая пленка лака не способна надежно защитить плату от влаги при длительном воздействии, так как абсолютно влагонепоглощающих лаков не существует.

Кроме того, на поверхности платы, покрытой лаком, могут быть отдельные участки с дефектами (пузырьками, царапинами и т.д.), через которые интенсивно поступает влага.

Литература