Část C) Odborný výcvik

Dříve veškeré součástí elektronického zapojení jako např. odpory, kondenzátory, cívky, byly montovány pouze na montážních deskách nebo montážních podpěrách. Navzájem se spojovaly spojovacími dráty. Součástí byly také velice často ,,volně“ sdrátované. Dráty se v tomto případě používaly jako dráty zapojení.

V dnešní době se všeobecně používá montáž ,,plošného spoje“ nebo oddrátování ,,plošného spoje“. U této metody se oddrátování zavádí ve formě tenké kovové fólie na desku izolačního materiálu. Deska izolačního materiálu je nosičem součástí. K tomu použitý izolační materiál se nazývá ,,nosný materiál“.

Elektronické součástí se zaletují s přípojovými dráty na fólii. Součástí tvoří dohromady s plošným spojem samostatné zapojení. Pro zapojení plošného spoje se většinou používá konektoru.

Metoda plošného spoje má tyto výhody:

1. montáž se lépe automatizuje (levnější výroba)

2. montáž se stává celistvější

3. u poruch lze plošný spoj vyměnit

Na obrázku je znázorněn kompletní montovaný plošný spoj ze strany součástek

Obr. 38

Na obrázku je znázorněn stejný plošný spoj z pohledu ze zadní strany (letovací strana).
Na součástkové straně jsou znázorněné různé součástky, přehledně seřazeny na nosném materiálu. Na letovací straně jsou dobře patrny letovací stopy. 

Obr. 39

Mezinárodní Elektrotechnická rada (I.E.C.) určila ty vlastnosti, kterým tři nejdůležitější nosné materiály musí odpovídat. Vlastnosti jsou určeny v několika hodnotách a testovacích metodách.

Nosné materiály:

1. Fenolový papír (pertinax)

2. Epoxidový papír

3. Epoxidové sklo
   
   

ad 1

Většina přípojek je zhotovena na fenolovém papíru (pertinaxu) o tloušťce 1,5 mm. Fenolový papír se používá v těchto případech:

• při přímé okolní teplotě, která nepřesáhne 120 °C

• pokud mechanické požadavky, které jsou kladeny na plošný spoj nejsou příliš vysoké

• nejsou-li kladeny zvláštní požadavky na izolační odpor

• je-li příjem vlhkosti cca 1%

• neexistuje-li možnost tvorby jisker

ad 2

Epoxidový papír se odlišuje od fenolového papíru lepším izolačním odporem a kvalitnější přilnavostí měděné fólie k nosnému materiálu.

ad 3

Výhodami epoxidového skla pro profesionální použití je když:

• okolní teplota může být vyšší než 120°C

• jsou velké nároky na mechanickou sílu plošného spoje (větší ohebná síla, odolnost proti vytažením a ranám)

• příjem vlhkosti musí být co nejmenší
  
  

Nevýhodami epoxidového skla

• v porovnání s jinými materiály, že je nákladnější 2

• musí být vrtáno (tím jsou náklady mechanického opracování vyšší)

 

Stopy

Stopy oddrátování plošného spoje slouží pro elektrické spoje mezi součástí, které jsou namontovány na nosném materiálu. Většinou se pro ,,stopový materiál“ používá elektrolytická měď o síle 35 u (0,035 mm).
Vzdálenost mezi stopami
Vzdálenost mezi stopami je dána těmito činiteli:

1. odporem stopového materiálu

2. proudovým zatížením

3. dovolené napětí mezi stopami

4. izolačním odporem

5. kapacitou

6. indukcí

7. skinovým efektem

 

Odpor

Někdy se stává, že celkový proud ve stopě se zvětší tak, že tvorba tepla (Q = I² ・R ・ t) se stane příliš vysokou. Tím může dojít ke škodě na stopě nebo nosném materiálu.

Proudové zatížení
Prochází-li proud stopami, dochází k vytvoření tepla. Toto teplo musí být odvedeno nosným materiálem. Proto je odvod určen druhem nosného materiálu. Vzdálenost mezi stopami je velmi důležitá, která ovlivňuje proud 2 stop vedle sebe, kdy vytvářejí větší teplo.

Napětí mezi stopami
Pro povolené napětí mezi stopami, kdy jsme závislí na určitých ukazatelích:

1. druh nosného materiálu

2. použitý druh ochranné vrstvy

3. stopy s nebo bez pájecího povrchu

4. okolní vlivy

   • vlhkost

   • agresivní výpary

   • mořský vzduch
     
     

20.1. Plošné spoje

Výroba plošných spojů

Při výrobě plošných spojů se musí počítat s několika faktory, které jsou směrodatné pro konečný tvar plošných spojů (obr. 40)

1. plošné spoje pro pevnou montáž v přístroji

2. plošné spoje, které možno pojmout do přístroje pomocí konektorů

3. plošné spoje, u kterých několik stop slouží jako spojovací kontaktní dráha

Obr. 40 

Formy provedení

V praxi rozeznáváme tři formy provedení plošných spojů:

• jednostranný plošný spoj

• dvoustranný plošný spoj

• dvoustranný plošný spoj s otvory z kovu

Pro jednoduché zapojení, kde rozměry nehrají důležitou úlohu a používají se středně velké součástky, jako např. malé relátko, stačí jednostranný plošný spoj.

Stává-li se patrona odrátování tak složitá, že už se nelze vyhnout křížení, můžeme přejít k nanesení vodící patrony na obou stranách plošného spoje.

U dvoustranného plošného spoje může nastat problém, že na několika místech vodiče musí být spojený elektrický z jedné strany na druhou.

Je třeba vyhotovit otvory do plošných spojů, kterými se později provlečou připojovací dráty součástí.
 

Provádíme to dvěma způsoby:

1. vrtáním

2. protlačením

Protlačení nepřipadá v úvahu, je-li nosným materiálem epoxidové sklo. Epoxidové sklo je velice křehké a mohlo by se roztrhnout.

Ukázka stavebnice s elektronickými součástkami ME2 Elektronik:

Obr. 41 

Obr. 42