Коннекторы и выводы

Серийное производство литий-тионилхлоридных элементов питания сконцентрировано сегодня на трех основных типах токопередающих выводов. Отдельно отметим, что мы говорим о выводах в их заводском промышленном исполнении, то есть выполненных из высококачественной легированной стали с использованием обеспыленных сборочных камер и применением аппаратов импульсной точечной сварки.

Аксиальные выводы литий-тионилхлоридных элементов питания Minamoto

Аксиальный (проволочный) вывод положительной клеммы литий-тионилхлоридного элемента питания Minamoto со сдвинутой для наглядности съемной изоляционной муфтой.

Итак, первый тип выводов — это их отсутствие. Элемент питания отгружается с завода непосредственно в том виде, в котором был произведен — с плоскими и чистыми клеммами. Это самый простой вариант, который предполагает использование элемента в устройствах и приборах, батарейный отсек которых отчетливо выражен и оборудован соответствующей контактной группой. В большинстве случаев это востребовано в оборудовании бытового и утилитарного назначения, где замена литиевого элемента питания не требует специальной подготовки обслуживающего персонала и не сопровождается последующей аттестацией материнского устройства (например, в банкоматах или датчиках пожарной сигнализации).

Рекомендации по монтажу элементов питания Minamoto и Tekcell с аксиальными выводами

Любая деформация аксиального вывода при монтаже должна отступать от пятна сварки минимум на 3 мм (A ≥ 3 мм), а безопасный радиус изгиба должен быть не менее 1 мм (r ≥ 1 мм).

Второй и самый распространенный тип токопередающих выводов в литий-тионилхлоридной химической формуле — это аксиальные выводы (схемы и чертежи). Они представляют собой проволочные концы со съемными изоляционными муфтами, расположенные на клеммах цилиндрического элемента питания в продолжении оси диаметральной плоскости его корпуса. Длина аксиальных выводов стандартизована и составляет 45±1 мм от каждой клеммы элемента, диаметр сечения — 0,8±0,05 мм. Для изготовления аксиальных выводов элементов питания Minamoto и Tekcell используется только никелированная стальная проволока. Сталь обеспечивает конструктивную прочность монтажа, а никель в качестве легирующего компонента гарантирует высокую надежность сварочного соединения и препятствует окислению. Литиевые батарейки, укомплектованные аксиальными выводами, в наименовании заводского артикула обычно имеют маркер «W» (от axial wires), «P» (от axial pins) или «AX» (от axial) — по сути, все эти буквенные коды обозначают одно и тоже. Таким образом, например, элемент питания Minamoto ER-34615/W конструктивно отличается от элемента Minamoto ER-34615 только наличием аксиальных выводов.

Данный тип выводов предполагает квалифицированный и вместе с тем гораздо более надежный монтаж элемента в отверстия контактной площадки платы при помощи пайки или специальных прижимных механизмов. Именно этот тип выводов обычно востребован в серийном производстве приборов и устройств, подразумевающих регулярные поверки со сложным протоколом (например, приборы коммерческого учета энергии и энергоносителей).

Альтернативная геометрия изгиба аксиального вывода при монтаже

Хрестоматийная геометрия формовки аксиального вывода для поверхностного монтажа.

Третий, не менее интересный, но все же чуть менее востребованный тип выводов — это ленточные выводы (схемы и чертежи). Формально говоря, в соответствии с определением ГОСТ 20.57.406-81 «Комплексная система контроля качества. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний» ленточным называется плоский вывод электронного компонента, у которого большая сторона сечения в 5 и более раз превышает меньшую (если менее 5, то такие выводы стандарт называет просто плоскими). На практике, конечно, мало кто высчитывает соотношение ширины и толщины вывода. Таким образом, под ленточными выводами повсеместно понимаются токопередающие контакты в виде приваренных к положительной и отрицательной клеммам литиевой батарейки прямоугольных пластин. Для прочности конструктива и надежности сварки эти пластины, как и аксиальные выводы, изготавливаются из легированной никелем стальной ленты. Эффективная длина ленточных выводов составляет 7,5±0,05 мм от корпуса элемента, а ширина — от 3 до 9 мм в зависимости от габаритных размеров литиевой батарейки. Данный тип выводов, наравне с аксиальным, подразумевает одновременно надежное крепление элемента питания к площадке микросхемы, а также возможность его оперативной замены квалифицированным сервисным персоналом.

Исторически ленточные выводы элементов питания, как, впрочем, и остальных электронных компонентов, появились раньше аксиальных и со временем были канонизированы множеством профильных государственных стандартов, которые, в свою очередь, неизбежно транслировались на рынок печатных плат. В настоящее время в России действует ГОСТ Р МЭК 61191-2-2010 «Печатные узлы. Часть 2. Поверхностный монтаж. Технические требования.» — этот отраслевой стандарт описывает общие технические требования, в частности, к ленточным выводам электронных компонентов при их поверхностном монтаже, включая длину, ширину, допустимые методы формовки, ориентацию на контактных площадках и так далее. Таким образом, важно понимать, что для создания современных электронных устройств зачастую используются достаточно классическая база научно-исследовательских и конструкторских разработок, которая во многом опирается на уже не вполне передовые, однако все еще регламентированные стандартами технические и конструктивные решения.

Технические требования поверхностного монтажа электронных компонентов с лепестковыми выводами

Многообразие форм и технических требований поверхностного монтажа электронных компонентов с лепестковыми выводами согласно ГОСТ Р МЭК 61191-2-2010 «Печатные узлы. Часть 2. Поверхностный монтаж. Технические требования».

Литиевые батарейки, оснащенные ленточными выводами, в наименовании заводского артикула, как правило, имеют код «T» (от flat tabs). Так, к примеру, ленточные выводы — это единственное, что конструктивно отличает элемент питания Minamoto ER-26500/T от элемента Minamoto ER-26500.

Коннекторы литиевых элементов с ответным механизмом на плате

Разъем коннектора с индивидуальным ответным механизмом крепления на плату, используемый в серийном производстве Minamoto.

Пиком эволюции в развитии соединительной микроэлектроники питания являются токопередающие выводы, оснащенные коннектором с индивидуальным ответным механизмом на плате, которые представляют собой парное устройство. Так, например, литиевый элемент питания Minamoto ER-26500/С1, являющийся сегодня, по сути, отраслевым стандартом автономного электропитания приборов коммерческого учета энергии и энергоносителей в России, представляет собой батарейку, гибкие изолированные выводы которой оснащены особым коннектором, который технологически подходит только к одному ответному разъему платы с гарантированным соблюдением полярности. Другими словами, данная конфигурация делает попросту невозможным неправильное подключение литиевого элемента, а как следствие — удешевляет и упрощает производство, гарантийное и сервисное обслуживание прибора, в котором он используется.