18.1 Общая характеристика электромагнитных связей между двумя электрическими цепями.

Между двумя электрическими цепями, находящимися на некотором расстоянии друг от друга, могут возникнуть электромагнитные связи через:

— электрическое поле;

— магнитное поле;

— электромагнитное поле излучения;

— провода и волноводы, соединяющие эти цепи.

Напряженность ближних электрического и магнитного полей в свободном пространстве обратно пропорциональна квадрату расстояния от элемента, возбуждающего поле. Напряженность электромагнитного поля излучения обратно пропорциональна первой степени расстояния. Напряжение на конце проводной линии или волновода с увеличением расстояния падает весьма медленно, за исключением случая стоячих волн в линии, когда небольшие изменения расстояния могут приводить к значительному увеличению или уменьшению напряжения. Из этой зависимости различных видов связи от расстояния между цепями следует, что при малых расстояниях действуют все четыре вида связи, с увеличением расстояния в первую очередь исчезают связи через ближние электрическое и магнитное поля, во вторую очередь перестает влиять электромагнитное поле излучения и на большом расстоянии влияет только связь по проводам и волноводам.

В электромагнитном поле излучения существует определенное соотношение между векторами электрического Е и магнитного Н полей: E/H=Zc, где Zc — волновое сопротивление среды. Для вакуума (и воздуха) Z_{с_возд}=377 Ом. Между ближними электрическим и магнитным полями также существует неразрывная связь, выражающаяся в том, что при любом изменении напряжения источника наводки U изменяется его ток I и, следовательно, его магнитное поле. Наоборот, изменение магнитного поля источника наводки индуктирует в его цепях напряжение, что приводит к изменению электрического поля.

Теоретически полная взаимная независимость ближних электрического и магнитного полей может наблюдаться только в статических условиях. Электростатическим является поле неподвижных зарядов. При любом перемещении этих зарядов — передвижение заряженного тела, появление электрического тока, изменение величины зарядов по синусоидальному или другому закону — появляется магнитное поле. Точно так же магнитостатическим является поле неподвижного постоянного магнита или электромагнита, питаемого постоянным током. При любом изменении этого поля появляется электрическое поле.

Полное рассмотрение паразитных (т. е. малых) связей нерационально, так как оно дает уточнение результатов на пренебрежимо малые величины. Поэтому в дальнейшем паразитная связь через ближнее электрическое поле рассматривается как емкостная связь через малую паразитную емкость без учета появляющегося при этом магнитного поля. Точно так же паразитная связь через ближнее магнитное поле ниже рассматривается как индуктивная связь через малую паразитную взаимоиндуктивность без учета появляющегося при этом электрического поля.

18.2 Сборка типовых элементов на пп и мпп, классификация методов, технология выполнения, автоматизированное оборудование.

Сборка компонентов состоит из подачи их к месту установки, ориентации выводов относительно монтажных отверстий или контактных площадок, сопряжения со сборочными элементами и фиксации в требуемом положении. В зависимости от типа производства, сборку делают вручную, механизированным или автоматизированным методами. Классификация методов сборки:

*Ручная:

- без индексации адреса;

- с индексацией адреса:

- по жёсткой программе;

- по гибкой программе.

*Механизированная: сборка с пантографом.

*Автоматизированная:

- последовательная:

на автоматах, упр. ЭВМ;

автоматизированные линии;

- параллельная: автоукладчики.

Ручная сборка экономически выгодна при производстве до 16000 плат в год партиями по 100 шт. Достоинства: возможность постоянного визуального контроля, что позволяет использовать относительно большие допуски на размеры выводов, контактных площадок, монтажных отверстий. На ручную сборку компоненты подаются подготовленными, с облуженными, формованными, обрезанными выводами, уложенными по номиналам. основная задача сборщика – в оперативной, правильной установке требуемого элемента на место. Чтобы уменьшить число ошибок, на плату со стороны установки элементов шелкографией наносят их № и направление установки, или используется эталонная собранная плата. Кассеты и магазины с элементами располагаются вокруг места сборщика на удобном расстоянии. ПП устанавливается в держателе, производительность выше, если он многопозиционный (в таком параллельно друг другу расположено несколько плат). После сопряжения компонентов с поверхностью ПП, их фиксируют подгибкой выводов, приклеиванием флюсом, клеем, липкой лентой, скобами. Производительность ручной сборки повышается при использовании сборочных столов с индексацией адреса установки компонентов. При работе по жёсткой программе предварительно из пластмассы изготавливается сборочная матрица, в которой расположены светодиоды, указывающие место установки элементов.

Механизированная сборка с пантографом состоит из монтажного стола с двухкоординатным перемещением, на котором укреплён держатель плат, магазина компонентов, установочной головки, механизма фиксации компонентов, устройства позиционирования стола. Компоненты с аксиальными и радиальными выводами поступают на сборку вклеенными в ленту в заданной последовательности, а призматические подаются в зону установки из вертикальных магазинов. ПП по базовым штифтам устанавливается на держатель и закрепляется зажимным элементом. Её позиционирование ведётся вручную, при помощи пантографа, состоящего из копирного щупа и системы рычагов. Копирный щуп вводится в соответствующее отверстие шаблона, определяя положение монтажного стола относительно установочной головки. В качестве шаблона используется ПП с рассверленными отверстиями. Производительность – до 2500 компонентов/ч.

В автоматических станках позиционирование сборочного стола с высокой скоростью и точностью при помощи безинерционных шаговых двигателей, управляемых ЭВМ. Одновременно автоматизируется весь комплекс работ по установке и фиксации компонентов, включая контроль. Возможность гибкого управления и высокая производительность (до 24000 элементов/ч) позволяют использовать это оборудование в условиях серийного и массового производства. Но стоимость такого оборудования в 5-7 раз больше пантографа. Сборочные машины для компонентов с планарными выводами снабжаются контактирующими устройствами, выполняющими монтаж (пайку) сразу после установки элемента.

Автоматические линии строятся по модульному принципу: состоят из отдельных агрегатов, включающих устройство подачи ПП, транспортная система и накопители готовых изделий, объединённые централизованным управлением мини-ЭВМ. Производительность таких линий – до 500000 элементов/день. При формировании такой линии особое значение имеет её длина. При малой длине увеличиваются простои засчёт частых переналадок. При большой длине линии возможны частые отказы оборудования. Поэтому следует стремиться к линии с меньшим числом сборочных агрегатов, а плату собирать полностью за несколько проходов. Это потребует промежуточного складирования и переналадки линий, но будет более эффективно, чем создание длинной и ненадёжной линии