Pytania z koła nr 2 (zestawami):
1. metody pozycjonowania elementów SMD na płytce drukowanej
2. uziemienie - definicja, cele uziemiania
3. przełączniki - budowa, zastosowanie
4. montaŜ owijany - rodzaje i zalety w porównaniu z SMD.
5. techniki uziemiania przy duŜych częstotliwościach.
6. kabel taśmowy - budowa i zastosowania.
7. podział zakłóceń ze względu na sposób powstania i charakter źródła.
8. podstawki - cel zastosowania, budowa, rodzaje.
9. lutowanie na fali - operacje technologiczne i profil temperatury (czy coś takiego).
10. w jakim celu słuŜy topnik
11. metody uziemiania w zakresie małych częstotliwości
12. złącza - budowa i zastosowanie
13. połączenia lutowane - charakterystyka, stosowane materiały
14. ekranowanie: cel, ekranowanie pola elektrycznego i magnetycznego
15. obwody drukowane giętkie - budowa i zastosowanie
16. połączenia owijane
17. połączenia zaciskane
18. uziemianie wysokich częstotliwości
19. rodzaje złączy - budowa, cechy (lub właściwości)
20. sposób uziemiania przy wysokiej częstotliwości
21. rodzaje połączeń owijanych - właściwości
22. kanały przenikania zakłóceń
23. wielowarstwowe szyny zasilające: budowa, rodzaje , zastosowanie
24. połączenia zaciskowe, rodzaje, właściwości, zastosowanie
1. metody pozycjonowania elementów SMD na płytce drukowanej
liniowe, kolejne - podajnik pobiera pojedynczy element i umieszcza go w tej samej ustalonej
pozycji na płytce. Zastosowanie w układach o malej liczbie elementów
sekwencyjne - podajnik pobiera kolejno elementy z taśm i pozycjonuje je na płytce drukowanej,
która przemieszcza się zgodnie z sekwencją elementów i odpowiednio "podkłada się" pod podajnik
we właściwym momencie
równoczesne - pozycjonowanie kilku elementów równocześnie
sekwencyjno-równoczesne - połączenie metody sekwencyjnej i równoczesnej. Płytka przemieszcza
się we wszystkich kierunkach
2. uziemienie - definicja, cele uziemiania
definicja: jest to punkt lub powierzchnia, na której wytwarzane jest napięcie odniesienia dla
wszystkich punktów w układzie. Uziemienie jest na poziomie o potencjale 0V (ziemi) dla
bezpieczeństwa. W urządzeniu moŜe być kilka punktów uziemienia z roŜnymi potencjałami.
cele (powody) uziemiania: obniŜenie zakłóceń, bezpieczeństwo uŜytkowania, zapobieganie
promieniowaniu elektromagnetycznemu, niedopuszczenie do poraŜenia
3. przełączniki - budowa, zastosowanie
przełączniki są przeznaczone przede wszystkich do dokonywania przełączeń pod obciąŜeniem, przy
czym w sprzęcie elektronicznym są stosowane do przełączania obwodów elektrycznych i napięć
zasilających
budowa:
a) przełączniki obrotowe - posiadają budowę otwartą lub zamkniętą. Podstawowymi częściami
łącznika obrotowego są mechanizm zapadkowy, układ wsporczy składający się ze śrub i
dystansowych tulejek izolacyjnych oraz elementy stykowe (tworzące sekcję - składające się z
części ruchomej zwanej "retorem" oraz nieruchomej zwanej "statorem")
b) przełączniki przechylne - mają postać jednolitego korpusu, w którym umiejscowione są styki.
Składa się z dźwigienki i wahadłowego mechanizmu przełączającego (wyróŜniamy wyłączniki 1-
pozycyjne, 1-przerwowe, wyłączniki 1-pozycyjne, 2-przerwowe, wyłączniki 2-pozycyjne, 4-
przerwowe
c) przełączniki klawiszowe - mają budowę segmentową. Segment składa się z korpusu i suwaka,
wykonanych z tworzywa elektroizolacyjnego oraz elementów przewodzących: styków
nieruchomych, zaprasowanych w korpusie oraz styków ruchomych, umiejscowionych w suwaku
d) przełączniki suwakowe - są wyposaŜone w styki typu ślizgowego, przy czym istnieje wiele
konstrukcji, w których styki stałe stanowią ścieŜki przewodzące płytki drukowanej.
4. montaŜ owijany - rodzaje i zalety w porównaniu z SMD.
● przewlekany (zwykłe, z metalizowanym otworem)
- wymiary punktow lutowniczych powinien byc starannie dobrany poniewaz zbyt male pole lutownicze
wykazuje slaba przyczepnosc i sa trudne do wykonania natomiats zbyt duze pola beda powodowac sciaganie
lutu w kierunku przeciwnym do osi otworu.
● powierzchniowy
- wymiary punktow lutowniczych sa scisle okreslone przez producentow elementow przeznaczonych do
montazu powierzchniowego
- przy lutowaniu na fali pola sa wieksze niz przy lutowaniu rozplywowym
- wszystkie pola lutowicze sa prostokatami
- pola lutowncize z otworami metalizowanymi (przelotki) stanowia polaczenia pomiedzy wartswami w
plytkach dwustronnych i wielowarstwowych.
5. uziemianie przy duŜych częstotliwościach.
płaszczyzny maja mala impedancje w zwiazku z efektem naskórkowości
dobre wlasciwosci wykazuja plaszczyzny pokryte srebrem lub zlotem
stosuje sie uziemianie wielopunktowe
mala impedancje uzyskuje sie dolaczajac obwody (jak najkrotszym kablem) do najblizszgo punktu
uziemienia
obwody szerokopasmowe - kondensatory dla m. cz. stanowia rozwarcie co powoduje ze uklady sa
uziemiane w jendnym punkcie (jendopunktowe). Przy w. cz. kondensatory nie maja wplywu na
wymagana mala impednacje co zapewnia skuteczne uziemianie wielopunktowe.
6. kabel taśmowy - budowa i zastosowania.
Stosowane są w urządzeniach elektronicznych począwszy od przedłuŜania modułów, a kończąc na
połączeniach międzyblokowych. Dla wygody prowadzenia moŜna je zaginać pod kątem prostym,
zwijać w harmonijkę lub spiralę.
Kabel giętki taśmowy ekranowany składa się z:
- Ŝył przewodzących w postaci drutów o przekroju prostokątnym
- izolacji wewnętrznej
- taśmy folii miedzianej
- izolacji zewnętrznej
Powszechnie stosowanym materiałem na przewody i ekrany jest miedź. Na ekrany stosuje się
folie o grubości 0,02÷0,13mm. Dodatkową funkcją ekranu jest rozprowadzenie na większej
powierzchni ciepła wydzielanego w przewodach. Na przewody kabli rozciągliwych łączących
wysuwane zespoły z obudową urządzenia, stosuje się materiały spręŜyste, np. brąz fosforowy,
natomiast na izolacje stosuje się tworzywa „pamiętające” kształt.
7. podział zakłóceń ze względu na sposób powstania i charakter źródła.
podzial ze wzgledu na źrodla powstawania:
- naturalne - pochodzenia pozaziemskiego (szumy kosmiczne, wyladowania jonosfery, plamy na
sloncu) i ziemskie (wyladowania atmosferyczne, warunki klimatyczne)
- spowodowane dzialanoscia czlowieka (urzadzneia techniczne: linie energetyczne, nadajniki
radiowe itp)
podzial ze wzgledu na charakter zjawisk fizycznych:
- mechaniczne (wibracje, udaty, wstrzasy itp)
- biologiczne (warunki atmosferyczny, grzyby, plesn, glony itp.)
- elektryczne (szumy wlasne, efekty galwaniczne, sygnaly nadajnikow radiowych, sygnaly lini
energetycnzych itp.)
podzial ze wzgledu na sposob opisu matemat:
- zdeterminowane
- niezdeterminowane
8. podstawki - cel zastosowania, budowa, rodzaje.
przeznacznie:
- mozliwosci wymiany elementu (naprawa, zamiana)
- unikanie oddzialywnaia wysokich temp podczas lutowania
- do lamp, przekaznikow, elementow polprzewodnikowych,
rodzaje:
- precyzyjne
- ekonomiczne (róŜnią się ceną i parametrami)
budowa:
- zlacza montazowe podsatwki na plytce (powierzchniowe, przewlekane, owijane)
- zlacza zamocowania elemntu w podstawce - przystosowane do rodzaju elemntu montowanego
9. lutowanie na fali - operacje technologiczne i profil temperatury (czy coś takiego).
etapy:
1. przyklejanie elemntow do plytki drukowanej
- dozowanie kleju - strzykawka lub sitodruk
- pozycjonowanie elementow
2. plytka drukowana z przyklejonymi elementami (do dolu) przesuwana jest nad kolejnymi
stanowiskami i przechodzi etapy:
- topnikowanie
+ wstepne podgrzanie plytki do temp ok 90*
- podgrzewanie:
+ celem odprowadzenia nadmiaru rozpuszczalnika z topnika
+ czesciowe uaktywnienie topnika
+ wstepne podgrzanie elementow w celu unikniecia szoku termicznego przy zetknieciu z cieklym
lutowiem
- lutowanie
+ plytka jest omywana kolejno lutowiem na okreslonym obszarze
a) lutowanie na pojedynczej fali
- stosuje sie przy malych gestosciach upakowania elementow na plytce
- moze powstawac efekt cienia
b) lutowanie na fali podwojnej - polega na przejsciu plytki przez dwie kolejen fale: turbulentna i
laminarna.
- f. turbulentna zapewnia dokladne zwilzenie koncowek montazowych bez efektu cienia
- fala laminarna usuwa nadmiar lutu
- noz powietrzny - w celu usuniecia nadmiaru lutu i mostkow
- stygniecie - przez nadmuch powietrzem co sprzyja powstawniu drobnoziarnistej struktury lutu.
parametry:
- temp ok 250*C
- stosowane w montazu powierzchniowym i przewlekanym
- wady: powstawanie sopli, mostkow, zimne lutu itp.
10. w jakim celu słuŜy topnik
Topnik (odtleniacz) - substancja ułatwiająca lutowanie (miękkie i twarde) poprzez chemiczne
oczyszczanie łączonych metali. Powszechnie stosowane topniki: chlorek amonu lub kalafonia do
lutowania lutem cynowo-ołowiowym, kwas solny lub chlorek cynku do lutowania powłok
ocynkowanych, boraks do lutowania twardego metali Ŝelaznych.
Topnik spełnia trzy funkcje:
- usuwa tlenki i inne zanieczyszczenia z lutowanych powierzchni
- zapobiega powstawaniu nowych tlenków podczas lutowania poprzez odcięcie kontaktu z
powietrzem
- ułatwia topnienie i zwiększa płynność lutu
11. metody uziemiania w zakresie małych częstotliwości
ze wzgledu na zaklocenia stosuje sie uziemianie jednopunktowe o konfiguracjach:
-
rownolegly - najlepsze wlasciwosci poniewaz nie wystepuje sprzezenie pomiedzy obwodami z pradami
plynacymi przez sciezki uziemiające
- szeregowe - prosty w realizacji ale jest ryzyko powsawania zaklocen prezenoszonych przez wspolne
impedancje (nie stosuje sie w przypadku urzadzen pracujacych przy znacznych roznicach poziomow mocy)
- szeregowo - rownolegly - odpwiednio redukuje zaklocenia, nie wymaga zbyt wielu polaczen
w praktyce system uziemiania w zakresie malych czestotliwosci powienien posiadac co najmniej 3 oddzilne
(jak najkrotsze) przewody polaczone razem wjednym punkcie.
- przewod dla ukladow o niskim poziomie sygnałów
- przewod dla ukladow bedacych potencjalnym zodlem zakłóceń
- przewod uziemienia dla bezpieczenstwa
12. złącza - budowa i zastosowanie
- zlacze jest podzespolem elektromechanicnzym, sklada sie z dwoch czesci: wtyku i gniazda sluzy do laczenia
ze soba ukladow elektronicznych w celu zasilania, przesylania sygnalow itp
● budowa
- kontakt (obejmowane, obejmujace) - element umozliwiajacy po zlaczeniu przesylanie sygnalu zmiedzy
obwodami
- korpus izolacyjny - mieszcza sie w nim kontakty
- elementy naprowadzajace i stwarzajace warunki poprawnej pracy kontaktu
- elementy mocujace - umozliwiaja zamocowanie wtyku i gniazda zlacza
- elementy rozne - eliminujace np pomylke przy laczeniu
● rodzaje
a) do obwodow drukowanych
- krawedziowe - wtyk stanowi krawedz plytki drukowanej
- posrednie- gniazdo i wtyk maja oddzielne korpusy
b) kablowe - do laczenia przewodow
- okragle - zewnetrzne laczenie poszcegolnych blokow lub zespolow
- szufladowe - laczenie wewnatrz wspolnej obudowy przewodow lub wtykanych zespolow elektronicznych
c) wspolosiowe - do przesylania sygnalow o wielkich czestotliwosciach przy malych stratach energii.
13. połączenia lutowane - charakterystyka, stosowane materiały
Połączenia lutowane, najstarszy sposób łączenia dwóch metali, powstaje w wyniku łączenia dwóch
metali przy uŜyciu metalu trzeciego - lutowia. Proces lutowania obejmuje: - rozztopienie lutowia, -nagrzanie
warstw powierzchniowych łączonych metali, - wzajemną dyfuzję łączonych metali, lutowia, - usztywnienie
połączenia po zastygnięciu lutowia.
14. ekranowanie: cel, ekranowanie pola elektrycznego i magnetycznego
- jakosc (skutecznosc) ekranowania zalezy od rodzaju pola i czetsotliwosci oraz od materialu uzytego na ekran
● pole elektryczne indukuje na powierzchni przewodzacego ekranu ladunki elektryczne na ktorych koncza sie
linie pola ktore spowodowalo powstanie ladunku, dlatgeo pole nie wnika do srodka.
● linie pola magnetycznego trafiajac na ekran wnikaja do srodka zmieniajac przy tym swoj kierunek i gestosc
w taki sposob ze zwieksza sie ilosc lini w materiale a maleje w jego otoczeniu zatem skutecznosc jest
tym wieksza im mniejszy jest opor magnetczny, a wiec:
- im wiekszy przekroj i przenikalnosc magnet
- im mniejszy kat padania linii pola na ekran
15. obwody drukowane giętkie - budowa i zastosowanie
Giętkie obwody drukowane opracowano w celu zastąpienia cięŜkiego, zajmującego duŜą objętość
okablowania, złoŜonego z konwencjonalnych przewodów, a takŜe sztywnych dwu- i wielowarstwowych
obwodów drukowanych, w przypadkach, gdy uzyskanie dokładnego rozstawienia otworów montaŜowych jest
trudne. Giętkie obwody drukowane umoŜliwiają zrealizowanie okablowania zarówno płaskiego, o złoŜonej
konfiguracji, jak i przestrzennego
Giętkie obwody drukowane moŜna wykonywać jako jedno-, dwu- lub wielowarstwowe (do sześciu
warstw). Zewnętrzne powierzchnie ze ścieŜkami pokrywa się maskami lub osłonami izolacyjnymi, które
jednocześnie wzmacniają obwód. Pola lutownicze osłania się (okna w maskach lub osłonach) celem
umoŜliwienia wykonania połączenia lutowanego.
W płytkach dwu- lub wielowarstwowych połączenia między warstwami mają postać metalizowanych otworów.
16. połączenia owijane
Zaletą tego połączenia w stosunku do poł., lutowanego jest:
*bardzo duŜa niezawodność, szczególnie połączeń wykonywanych automatycznie,
*wyeliminowanie konieczności stosowania wysokich temperatur,
*-wyeliminowanie stosowania lutowia, błędów lutowania
*zmniejszenie czasu potrzebnego na wykonanie połączenia.
17. połączenia zaciskane
Połączenie zaciskowe polega na zaciśnięciu łączonego, miękkiego przewodu wewnątrz końcówki montaŜowej
wykonanej z metalu o wiekszej twardosci. Jest to połączenie naciskowe , wykonywane przy uzyciu narzędzia -
zaciskarki, szczypcy. Jest to połączenie stosowane do łączenia linek, przewodów współosiowych kabli
wstąŜkowych oraz płaskich kabli giętkich. MoŜe być stosowane przy występowaniu prądów od pojedynczych
mikroamperów do tysiecy amperów. Zaletą tego połączenia jest to ze wykonane poprawnie , moze pracowac w
najostrzejszych warunkach środowiskowych bez zmniany parametrów. Dzieli się je na:
*zwykłe, w którym zaciśnięciu w końcówce ulega tylko przewód;
* modyfikowane, w którym zaciskanie w końcówce montaŜowej obejmuje zarówno przewód jak i izolacje.
Kolejny podział to na połączenia przeznaczone do końcówek otwartych (zwykle wykonane z blachy) i
końcówek zamkniętych (toczonych z pręta).
18. uziemianie wysokich częstotliwości
(juŜ było – pyt. 5)
19. rodzaje złączy - budowa, cechy (lub właściwości)
Dobre złącze to takie które posiada: małą i stałą R styków, duŜą R izolacji między stykami i stykami a masą,
duŜą wytrzymałość elektryczną, małą siłę uruchomienia przy duŜej pewności styku, duŜą trwałość uŜytkową,
dla w.cz-małą pojemność i indukcyjność
ZŁACZE = GNIAZDA + WTYKI
ZŁACZA WSPÓŁOSIOWE
Przeznaczenie: Do łączenia urządzeń lub podzespołów współpracujących oraz odcinków przewodów
współosiowych o impedancjach charakterystycznej 50 Ω.
Budowa: Poszczególne złącza są budowane ze znormalizowanych elementów wykonanych z materiałów o
wysokich właściwościach. Korpus i elementy korpusu są wykonane z mosiądzu pokrytego galwanicznie
niklem, styki spręŜyste z brązu fosforowego, styku niespręŜyste z mosiądzu, a izolatory z tworzywa
termoplastycznego z grupy poliwęglanów.
ZŁĄCZA SZUFLADKOWE
Przeznaczone: Do łączenia poszczególnych zespołów ruchowych i napędów elektronicznych urządzeń
sterujących
Budowa: Złącza szufladowe składają się z wtyku i gniazda. KaŜda z tych części złącza ma dwuczęściowy
izolator, nylonowy mocowany w metalowych szufladowej obejmie, której trapezowy kształt umoŜliwia
jednoznaczne złączenie wtyku i gniazda.
20. sposób uziemiania przy wysokiej częstotliwości
(juŜ było – pyt. 5)
21. rodzaje połączeń owijanych - właściwości
(juŜ było – pyt. 16)
22. kanały (rodzaje) przenikania zakłóceń
- sprzezenie konduktancyjne (galwaniczne)
- sprzezenie pojemnosciowe
- sprzezenie indukcyjne
- propagacja fal w liniach
- promieniowanie
23. wielowarstwowe szyny zasilające: budowa, rodzaje , zastosowanie
Konstrukcja, która minimalizuje zakłócenia oraz przesłuchy w układach rozprowadzających zasilanie. WSZ
jest zespołem prostokątnych szyn oddzielonych warstwami izolacyjnymi, sklejonymi w jedną całość.
Połączenia z układami realizowane są za pomocą końcówek montaŜowych rozmieszczonych wzdłuŜ bloków
WSZ, a końcówki WSZ mogą być przystosowane do lutowania, zaciskania lub owijania. Za pomocą WSZ
moŜna zrealizować całą sieć zasilania urządzenia elektrycznego od zasilacza aŜ do pojedynczego układu
scalonego. W sieci zasilania, doprowadzające napięcie do poszczególnych elementów elektronicznych, poziom
zakłóceń zaleŜy od jej impedancji:
[ ]
Ω
=
C
L
Z
0
przy czym: L-indukcyjność sieci [pH] C-pojemność [pF]
Konstruktorzy dąŜą do uzyskania moŜliwie małych impedancji, czyli C powinna być moŜliwie duŜa, a L
moŜliwie mała.
WSZ powierzchniowa- obejmuje całą powierzchnię płytki drukowanej. W oknach WSZ montowane są układy
scalone
WSZ pionowa- zajmuje bardzo małą powierzchnię płytki drukowanej i ma bardzo prostą konstrukcję.
Zasilanie doprowadzane jest do początku szyn poprzez krótkie odcinki ścieŜek drukowanych.
WSZ płaska – montowane bezpośrednio pod układami scalonymi, Ich wyprowadzenia są wylutowywane w te
same otwory montaŜowe co i wyprowadzenia układów scalonych.
Stosowanie WSZ eliminuje, w dwuwymiarowych płytkach drukowanych, ograniczenie prowadzenia ścieŜek
sygnałowych na powierzchni rozprowadzenia zasilania i uziemienia.
Materiały na WSZ. Przy doborze materiałów naleŜy uwzględnić:
- przekrój poprzeczny – im mniejszy przekrój, tym większa przewodność powinien mieć metal
- sposób łączenia przewodów: połączenia, lutowane, owijane, nasadkowe, śrubowe
24. połączenia zaciskowe, rodzaje, właściwości, zastosowanie
(juŜ było – pyt. 17)