电线包裹
电线包装是一种电子组件组件技术,该技术是针对电线横梁开关发明的,后来适用于构建电子电路板。安装在绝缘板上的电子组件与终端之间的绝缘线长度相互联系,通过将电线的几个未绝缘段包裹在组件导线或插座销周围或插座销。
电线可以用手或用机器包裹,然后可以手工修饰。它在1960年代和1970年代初在大型制造业中很受欢迎,并继续用于短期和原型。该方法消除了印刷电路板的设计和制造。电线包裹在其他原型技术中是不寻常的,因为它允许自动化设备生产复杂的组件,但随后可以轻松修复或手动修改。
电线包装结构可以产生比印刷电路更可靠的组件:由于底板上的振动或物理压力,连接不容易失败,并且缺乏焊料消除了焊接故障,例如腐蚀,冷接头和干燥接头。这些连接本身更牢固,由于电线的冷焊接到弯道处的端子柱,因此具有较低的电阻。
线条包裹用于组装高频原型和小型生产运行,包括Gigahertz微波电路和超级计算机。它在自动原型制作技术中是独一无二的,因为可以完全控制电线长度,并且可以将扭曲的对或磁性屏蔽的扭曲四边形组合在一起。
钢丝包结构在1960年左右在电路板制造中变得流行,现在使用急剧下降。地表式技术使该技术的用途远不如前几十年。无焊面包板和专业制造的PCB的成本下降几乎消除了这项技术。
历史
在20世纪初期,手动包裹的电线很常见,在点对点电子结构方法中,需要牢固的连接才能将组件固定在适当的位置。用手将电线包裹在装订柱或铲片上,然后焊接。
第二次世界大战后,在贝尔实验室(Bell Laberatories)开发了现代电线包装技术,作为在贝尔电话系统中设计的新继电器中建立电气连接的一种手段。由Arthur C. Keller领导的设计团队开发了“ Keller Wrap Gun”,整个包装系统已转移到Western Electric进行工业应用。在Western Electric的“制造或购买”委员会决定拥有外部供应商制造的手工工具之后,Western Electric将工具合同送出了出价。密歇根州格兰德黑文(Grand Haven)的凯勒工具(Keller Tool)是Western Electric的旋转手动工具的供应商,赢得了合同,并进行了几项设计更改,以使该工具更容易制造和使用。凯勒(Keller)于1953年开始制造工具,随后获得了Western Electric的许可,允许在公开市场上出售该技术。该工具以其原始名称销售 - 因为制造商的名称与发明人的名称相同。
IBM在1950年代后期引入的第一台晶体管计算机是使用IBM标准模块化系统构建的,该系统使用了带线包装的背板。
方法
30或28 AWG电线的正确制作的电线包装连接是裸线(较大的电线)的裸线,底部有一半到一半的绝缘线,以减轻应变。正方形硬镀柱的柱子因此形成了28个冗余接触。镀银的电线涂层将其冷焊接给黄金。如果发生腐蚀,则发生在电线的外部,而不是在氧气无法穿透形成氧化物的气密接触上。一个正确设计的电线包装工具在每个接头上最多可施加20吨力。
电子零件有时会插入插座。插座与氰基丙烯酸酯(或矽胶)连接到玻璃纤维增强的环氧树脂(玻璃纤维)的薄板上。
插座有正方形。通常的柱子为0.025英寸(0.64毫米)平方,高1英寸(25.4毫米),间隔为0.1英寸(2.54毫米)。高级柱是镀绿色的颗粒铜合金,并用0.000025英寸(630 nm)的黄金镀金,以防止腐蚀。较低的帖子是铜板的青铜。
30量规(〜0.0509mm 2 )银色的软铜线是用碳纤维隔热的,该碳纤维在加热时不会发出危险气体。最常见的绝缘是“ Kynar ”。将30 AWG Kynar电线切成标准长度,然后在两端取出一英寸的绝缘材料。
将电线放在板上有三种方法。在专业构建的电线包装板中,首先将长电线放置,以便较短的电线机械地固定长电线。另外,为了使组件更可修复,将电线涂在层中。每条电线的末端始终在柱子上的高度相同,因此最多需要更换三层以更换电线。另外,为了使这些层更易于看,它们是用不同颜色的绝缘材料制成的。在空间额定或可容纳的电线包装组件中,将电线装箱,并可以与蜡一起涂有蜡,以减少振动。环氧树脂永远不会用于涂层,因为它使组件无法修复。
工具
一个“电线包装工具”有两个孔。电线和1⁄4英寸(6.4毫米)绝缘线放在工具边缘附近的孔中。工具中心的孔放在柱子上。
该工具迅速扭曲。结果是将1.5到2圈的绝缘电线缠绕在柱子上,在此上面,将7至9圈的裸线缠绕在柱子周围。该帖子有三个此类连接的空间,尽管通常只需要一个或两个。这有助于用于修改或维修的手动丝网包裹。
转弯和一半的绝缘电线有助于防止电线疲劳在符合柱子的位置。
在绝缘电线的转弯之上,裸线围绕柱子缠绕。邮政的拐角处,每平方英寸的压力都咬合。这迫使所有气体都从电线的银板和柱的金或锡角之间的区域中。此外,有28个这样的连接(在一个四角柱上进行了7次转弯),电线和柱之间存在非常可靠的连接。此外,柱子的角落非常“尖锐”:它们具有相当微妙的曲率半径。
自动化
由Gardner Denver Company在1960年代和1970年代制造的自动汇合机能够自动将电线路由,切割,剥离和包装到电子“反平面”或“电路板”上。这些机器是由编码在打孔卡,聚酯薄膜孔胶带和早期微型计算机上的接线说明驱动的。
最早的机器(例如,14FB和14FG型号)最初被配置为“水平”,这意味着将电线包裹板倒置(销钉向上)到水平工具板上,然后将其滚动到机器中并锁定并锁定进入旋转(TRP表的旋转位置四个位置的旋转位置)和转移(PLP = 11个位置的托盘纵向位置)托盘组件。这些机器包括非常大的液压装置,用于为驱动螺丝螺钉安装的“ A”和“ B”驱动马车,一个6英尺(1.8 m)高的电子柜,上面装有数百个IBM控制继电器,数十几个螺线管用于控制各种气动机械子系统,以及用于定位说明的IBM 029读卡器。自动电线机本身很大,高6英尺(1.8 m)和8英尺(2.4 m)平方。为机器提供服务非常复杂,通常意味着要爬上其中只是为了努力工作。如果安全互锁未正确维护,这可能是非常危险的。
后来,较小的机器是“垂直”(14FV),这意味着将木板放在工具板上,并朝向机器操作员。液压单元已经一去不复返了,支持直接驱动电动机旋转球螺钉,并用旋转编码器提供定位反馈。尽管最大包裹面积明显小于水平机器,但这通常为操作员提供了更好的可见性。水平机上的最高速度通常约为每小时500-600台电线,而垂直机器的速度可能高达每小时1200,具体取决于板质量和布线配置。
考虑因素
电线包装与几乎没有离散组件的数字电路很好地搭配,但是对于具有许多离散电阻器,电容器或其他组件的模拟系统方便不便利(这些元素可以焊接到标头并插入线包装套接字)。与将集成电路直接插入印刷电路板相比,插座是额外的成本,并为系统增加尺寸和质量。多条电线可能会引入电路之间的串扰,这对数字电路几乎没有影响,但对模拟系统的限制。相互连接的电线可以辐射电磁干扰,并且与印刷电路板相比,电磁干扰的阻抗较低。电线包装结构不能为多层打印电路板提供可能的接地平面和电动分配平面,从而增加了噪声的可能性。