Конструирование ЭВМ и систем (Савельев,Овчинников. Конструирование ЭВМ и систем), страница 7

Каркасные конструкции субблоков применяют в ЭВМ, работающих в условиях интенсивных механических воздействий, нли в многоплатных субблоках. Количество плат в субблоках зависит от объема реализуемой схемы, плотности ее компоновки и допустимых размеров печатных плат. Субблоки рекомендуется делать одноплатными с целью упрощения их конструкции. Каркасы используются штампованные из стали или литые из алюминиевых сплавов.

В бескаркасных субблоках роль несущей детали выполняет сама монтажная печатная плата. Конструкция двухцлатного каркасного субблока разъемного типа приведена иа рис. 3.1. Для фиксации субблока в типовой конструкции следующего уровня (блоке или панели) используются невыпадающне винты 4, расположенные на лицевой панели 3. Вилка разъема 5 осуществляет внешнюю электрическую коммутацию. Соединения внутри монтажной платы 2 выполняются печатными проводниками. Межплатные связи и связи к вилке разъема осуществляются проводным монтажом от контактных площадок. Каркас 1 данного субблока показан на рнс.

3.2. 27 (пг Рис. Зтд Конструкция каркаса субблока Монтажная плата. Предназначена для установки схемотехнических компонентов и их электросоединения. Основной метод геометрической компоновки микросхем и ЭРЭ вЂ” плоскостной многорядный. Микросхемы со штырьковымн выводами должны устанавливаться с одной сто- Ряс 3.1. Конструкция двухплатного каркасного субблока роны печатной платы (рис. 3.3,а) (см. 116]).

Микросхемы с планарными выводами, бескорпусные микросхемы и ЭРЭ допускается устанавливать с двух сторон монтажной платы (рнс. 3.3,б). Внутренние электрические соединения в субблоках выполняются печатными проводниками, допускается использование навесного монтажа. На рис. 3.4 схематично показана печатная плата одноплатного субблока. На плате выделены зона установки микросхем н краевые поля. Краевое поле у, предназначено для элементов контроля и крепления лицевой панели, на поле ут устанавливаются элементы внешней электрической коммутации, краевые поля хт и х, являются конструктивно-технологическими по пим, например, может осуществляться фиксапия в направляющих блока.

Рекомендуемые значения краевых полей: у, ) !О мм, ра ) ) 12,5 мм, хх = ха ) 2,5 мм. Ряс. 3.3. Установка микросхем со штырько- вымн (а) и планарными (б) выводами Рис. 3.4. Схема установки микросхем на пе. чатиоя плате Шаг установки микросхем на печатной плате зависит от размеров нх корпусов, требуемой плотности компоновки, температурного ре>кима н метода разработки топологии печатных плат (ручной или машинный).

При соблюдении теплового режима микросхемы рекомендуется ориентировать относительно краевого поля внешней электрической коммутации, как показано на рис. 3.5,а. Для учета направления воздушного потока допускается их поворот на 90' (рис. 3.5,б). Крепление микросхем и ЭРЭ осуществляется в основном пайкой их выводов, причем незадействованные контакты должны запанваться для повышения жесткости крепления. Микросхемы с планарными выиодами можно устанавливать с использованием клея и лака. Их выводы прнпаиваются к контактным площадкам. Корпуса микросхем, устанавливаемые с зазором (рис. 3,6,а), крепятся за счет пайки или приварки выводов к контактным площадкам.

Корпус микросхемы с планарными выводами приклеивается непосредственно на монтажную плату (рис. 3.6,6) илн на прокладку (рис. 3.6,в). 11рокладка может быть из тонкого стеклотекстолита толщиной )> = = 0,3 мм или металлическая (медь, алюминий, их сплавы), й = 0,2 —: —:0,5 мм. Металлическая прокладка служит также в качестве теплоотводящей шины. Для ее изоляции от поверхности печатной платы используют специальную пленку. При высоких требованиях к постоянству температурного градиента и большой удельной мощности, выделяемой микросхемами, вместо металлических прокладок можно применять металлическую пластинку толщиной 2 мм с окнами для выводов микросхем, Фрагмент такой конструкции показан на рис. 3.7.

Гибридные микросхемы повышенной степени интеграции рекомендуется крепить компаундом. Навесные ЭРЭ следует устанавливать в посадочных местах микросхем. Микросхемы со штырьковыми выводами монтируются с зазором 1 —:2 мм, допускается их установка на изоляционных прокладках толщиной 1,5 мм, которые крепятся с й1 корпусах с планарными выводами устанавливаются на плате в соответствии с их разметкой с учетом симметричного расположения выводов относительно контактных площадок (рис.

3.8,в). Контактная площадка или металлизированное отверстие под первый вывод микросхемы должны иметь «ключ». Габаритные размеры и присоединительные размеры ряда корпусов современных микросхем приведены в (13). Для повышения ремонтопригодности субблоков микросхемы высокой степени интеграции устанавливают в розетку специального Рнс. 3.6. Орвевтапвя мвкросхем относительно выходных контактов без учета направления воздушного потока (а) и с учетом направления воздушного потока (б) Рвс. 3.6.

Установка мвкросхем с плапариымв выводами на печатную плату с зазором (а), без зазора (б), ва металлическую прокладку (в) помощью клеев или лаков. Штырьковые выводы микросхем и ЭРЭ впаиваются в металлизированные отверстия, используемые как переходные и для реализации внешних разъемных и неразъемных электрических соединений (см. $ 3.5).

Центры металлизированных и крепежных отверстий на печатной плате должны располагаться в узлах координатной сетки. Последнюю применяют для определения положения печатного монтажа и других элементов субблока (микросхем, ЭРЭ, контактов печатных разъемов и т. д,). Основной шаг координатной сетки равен 2,5 мм, допускается шаг, равный 1,25 и 0,5 мм. На рис. 3.8,а показана разметка посадочного места для микросхем со штырьковыми выводами при расстоянии между их осями, равном шагу координатной сетки (й = 2,5; 1,25 мм; пю пз — число рядов выводов).

Центры отверстий под выводы микросхем при расстоянии между их осями, не кратном шагу координатной сетки, располагаются согласно размерам, указанным в чертежах на данные элементы. При этом должны соблюдаться следующие требования: отверстие, в которое впаивается первый вывод, должно совпадать с узлом сетки, как показано на рис. 3.8,б, центры других отверстий должны находиться на одной из вертикальных или горизонтальных линий координатной сетки. Отверстия, служащие для электромонтажа, должны иметь контактные площадки. Микросхемы в Ркс. Ъ.у. Установка мвкросхем с планарпыми выводамн на металлвческую пластину Рвс.

3.8. Разметка места установка корпусов разъемного соединителя. Электрический соединитель крепят и распанвают на монтажной плате. Лицевая панель (планка). Предназначена для предотвращения утечки охлаждающего воздуха в случае принудительной вентиляции. На передней панели субблока могут устанавливаться элементы конт(и«ля и индикации. В субблоках каркасной конструкции лицевая планка — часть каркаса (см.

рис. 3.1). В бескаркасных субблоках передняя панель является отдельной деталью и изготавливается из листовой стали, алюминиевых сплавов или пластмасс. В типовом элементе замены лицевая планка используется для его установки н съема. Конструкция лицевой панели в виде колодки из пресс-материала с гнездовыми контактами показана на рис. 3.9. На рис. 3.10 изображена конструкция передней панели с элементами индикации. На этих панелях имеются отверстия для захватов съемников. Если усилие расчленения довольно велико, на лицевой панели монтируется специальное устройство для облегчения установки и съема ТЭЗ. Пример таких устройств представлен на рис, 3.11. Для подвода питания и «земли» в многослойных печатных платах (МИП) имеются специальные слои, которые играют также роль экранов.

Рис. 3.12. Конструкция типового элемента замены ЕС ЭВМ Рис. 3.13. Разметка печатных ламелей двусторонней платы ТЭЗ под розетку РППМ17-43 5 нгг Гана мз 1'ис. 3.14. Групповое крепление субблонов в блоках разъемной конструкции (! — прижимная планка) 33 А. Я. Савельев, В. А. Овчнпннаов Подробнее этот вопрос рассматривается в 9 3.2. В двусторонних печатных платах 1ДПП) ширина печатных проводников питания и «земли» выбирается из следующего предпочтительного ряда размеров: 1,2; 1,9; 2,1; 2,4; 2,8; 5,0 мм. Для разгрузки печатного монтажа допул Фбу Рис.

Зтй Конструкция лицевой панели с гнездовымн контак- тамн скается установка навесных шин питания и «землиж На рис. 3.12 изображена конструкция ТЭЗ ЕС ЭВМ с навесными шинами «земли» 7, питания 2 и лицевой планкой 3. Заземление подводится печатным Вид А Рис. 3.10. Конструкция передней панели с элементами индикации Рис. 331. Устройства для облегчения установки н сьемз ТЭЗ: ! — рычаг; à — печатна» плата; 3 — лицевая панель проводником по стороне установки микросхем, питание — по противоположной стороне платы.

Навесные шины питания и «земли» впаиваются в металлизированные отверстия, отводы от них к соответствующим выводам микросхем делаются печатными проводниками. Использование навесных шин ухудшает технологичность конструкции. Внешняя электрическая коммутация в ТЭЗ. Осуществляется с помощью разъемных соединений. Разъемная часть ТЭЗ может быть выполнена в виде вилки или розетки контактного соединителя. В суб- блоке, показанном на рис. 3.1, установлена вилка разъема.

В одноплатных ТЭЗ с ДПП в качестве вилки может использоваться краевое поле самой платы с печатными ламелями. Пример разметки печатных ламелей ДПП типового элемента замены ЕС ЭВМ под розетку РППМ! 7-48 представлен на рис. 3.13. Печатные ламели выполнены на обеих сторонах ДПП. Допускается одностороннее расположение печатных контактов. Количество печатных ламелей определяется числом контактов розетки, используемой для сопряжения. В субблоках неразъемиой конструкции внешние электрические соединения осуществляются проводным монтажом и гибкими кабелями. Элементы разъемных и иеразъемиых внешних электрических соединений подробнее будут рассмотрены в 9 3.5.