Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (1984) (1092053), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Длина Пт) обычно регламентирована с учетом размера ' электрического соединителя и составляет а=170 мм. Как исключение, для ЭВМ серии ЕС унифицированного семейства установлены а=150 мм и Ь=140 мм (единственный разрешеааый размер ПП для ЭВМ и специализированных автоматизированных систем управления).
Ширина Ь составляет 75 мм; 120 мм (только для морской и самолетной РЭА); 150 мм; 200 мм. Разрешенный к применению размер Ь=150 мм предпочтительно заменять двумя стандартными платами размером 75 мм (рис. 3-2). Предпочтительным является типоразмер ПП 170х75 мм. Этот наименьший типоразмер из рекомендуемого ряда выгодно сочетает в себе все преимущества ПП малых размеров с достаточно большой полезной площадью. Размерные преимущества малых ПП перед большими проявляются в ослаблении отрицательного влияния таких явлений, как коробление, ухудшенный теплообмен в центре платы, пониженная ремонтопригодность. Коробление ПП происходит вследствие слоистой структуры основания, содержашего диэлектрические и проводяшие (металлические) слои, расширение которых при нагревании и сжатие при охлаждении различно.
Чем больше длина платы, тем коробление значительнее, т. е. больше опасность обрыва проводников, замыкания, отрыва паяпых 118 контактов при температурных деформациях. Температурные деформации относятся к медленно действующим механическим деформациям. Динамические деформации в результате вибрационных и ударных перегрузок и линейных ускорений, передаваемых на ПП от объекта, па котором установлена РЭА, также уменьшаются с уменьшением размера ПП (см. $3-4).
Ухудшение теплоотвода из центра платы, протекающего по механизму теплопроводности, наблюдается с увеличением размеров ПП. Это вызвано увеличением пути теплостока к краю ПП, где осуществлен основной тепловой контакт с корпусом блока, который по отношению к массе ПП играет роль бесконечного радиатора. Заниженная ремонтопригодность платы большого размера связана с тем, что затрудняется поиск неисправности, а при агрегатном способе ремонта путем замены велика стоимость такого большого печатного узла.
Вместе с тем надо учитывать, что при использовании нескольких малых ПП вместо одной большой неизбежно выявляются два отрицательных момента: 1) требуются дополнительные переходные контакты или соединители разьемного типа, что повышает трудоемкость сборки и может снизить безотказность, и 2) требуется больше крепежной арматуры, что также повышает трудоемкость и, кроме того, повышает массу. Поэтому в технически обоснованных случаях ряд рекомендованных типоразмеров ПП нарушается в сторону увеличения размеров сторон, в том числе и стороны а.
Это допускается, когда модуль и блок вырождены и печатный узел поступает на сборку непосредственно в моноблок, пульт и т. д. Примером могут служить ПП для телевизоров, вещательных приемников и других устройств, не подвергаемых большим тепловым ударам и механическим воздействиям Критерий плотности рисунка и толщины проводящего слоя.
Предыдущий габаритный критерий тесно связан с той плотностью, с какой может быть выполнен рисунок. По ГОСТ 23751 — 79 установлены три класса плотности рисунка (табл. 3-1). ) 111ириной печатного проводника (или, сокращенно, шириной проводника) 1 называют поперечный размер проводника на любом участке в плоскости основания (неровности -:,"':;.:: края во внимание не принимаются). Расстоянием между Ъ: проводниками з называют расстояние между краями соседних проводников на одном слое ПП.
В свободных местах рисунка (не в узкостях) з~~з~ив; 1~)1,5 (бачк. 119 Толдпяо 3-1 Геометрические параметры трех классов плотности рисунка ПП Ширина проводив. ка гмии, мм Расстояние между про- водниками а, .мм Раарежипщая Предельиый спосаоиасть размер ПП и, ливий/мм (о или Ы, мм Класс плотности Плоткасть Малая Бев ограничений 240 170 0,50 Средняя Высокая 0,25 0,15 0,25 0.15 2,0 3,33 Погавкав сапротивлмви, мпмг Предяльиыд ток, мя Предельное раеоасе иаоряжеиив. В с илотиаств ри толщине проводящего слоя, ь1км и Ш 1,1 2,3 3,8 2,0 4,0 6,6 4,0 8,0 13,2 100 30 20 1?О Разрешающей способностью рисунка )г называют число полос (линий) равной ширины, укладывающееся на 1 мм при шаге укладки, равном двойной ширине полосы (рис.
3-3). В рисунке ПП за линию принимают проводник. Разрешающая способность рисунка ПП Я=1/(1„ки+з ), где 1,„— минимальная ширина проводника, допускаемая в узкостях рисунка, мм; змии — минимальное расстояние между проводниками, допускаемое в узкостях рисунка, мм; ?мин=эмин. Выбранный конструктором класс плотности рисунка должен быть проверен по норме допустимых рабочих напряжений для проводников, лежащих в одной плоскости, а также по плотности тока (из расчета предельной допустимой плотности тока в печатном проводнике 20 А/ммй) и по допустимым потерям на постоянном токе (табл. 3-2).
Плотность тока и потери зависят от толщины проводящего слоя, которая регламентирована тремя значениями: 1О, 20 и 35 мкм. Если потери не существенны для работь. электрической схемы (но не для сигнальных цепей, когда падение напряжения сигнала может уменьшить отношение Тиблияо 3-2 Электрические параметры трех классов плотности рисунка ПП сигнал-шум), то конструктор должен предпочитать толщину 10 мкм для повышения точности и для экономии меди. Плотность тока, если она окажется недостаточной из расчета принятого выше значения 20 А/мм', может быть увеличена на порядок при переходе на металлическое основание.
Критерий числа слоев. По числу слоев различают односторонние (ОПП), двусторонние (ДПП) и многослойные (МПП) печатные платы. Односторонней называют ПП с проводящим рисунком на одной стороне основания, в отличие от двусторонней, где рисунок выполнен на обеих сторонах. Многослойной называют ПП, состоящую из чередующихся изоляционных слоев с нанесенными на них проводящими рисунками, причем между рисунками выполнены необходимые межслойные соединения.
Выбор конструктором числа слоев означает выбор между ОПП, ДПП и МПП для конкретной, поставленной перед ним задачи. Возможности трассировки (прокладки соедининительных печатных проводников) растут вдоль ряда ОПП вЂ” ДПП вЂ” МПП, но растет н трудоемкость изготовления и падает надежность. При использовании в качестве навесных элементов ИС в корпусах с большим числом близко расположенных выводов (обычно с шагом 1,25 мм) контактные площадки на ПП настолько сближаются, что между ними нельзя проложить необходимого числа проводников в один слой.
Для таких случаев используют МПП с числом слоев до четырех. В последнее время из-за значительных технологических недостатков МПП (см. % 3-2) те же топологические задачи конструкторы предпочитают решать на основе ДПП, как более простых и надежных, с прокладкой на поверхности ДПП вместо неуместившихся печатных проводников дополнительных прямых отрезков изолированного провода, натягиваемых между предусмотренными для этого контактными площадками. ДПП с дополнительным монтажом прямыми отрезками изолированного провода будем обозначать ДППдм. Таким способом топологические возможности ДПП доводятся до уровня МПП с четырьмя и более слоями. На долю дополнительного проводного монтажа приходится до 50 э(> числа всех соединений в готовой ПП.
Проволочные перемычки, напаиваемые на поверхность ПП дополнительно к печатным проводникам, являются обычным явлением для печатных узлов: из-за топологических трудностей трассировки разрешается до 5 э(, числа всех необходимых соедине:-:-.ний выполнять с помощью навесных проволочных перемы- $2$ чек, напаиваемых вручную. В ДППдм напайка перемычек осуществляется монтажным роботом, перфолента для управления которым составляется одновременно с разработкой топологии рисунка ДППдм (см.
$3-6). Таким образом, современный ряд конструкций ПП, построенный по числу слосв, имеет вид ОПП вЂ” ДПП вЂ” 1 ! — ДППдм Выбор варианта в каждом конкретном случае производит конструктор с точки зрения технологичности конструкции (см. $3-2). Коробление, о котором шла речь при рассмотрении габаритного критерия, при прочих равных условиях (габариты, толщина платы) в ДПП всегда значительно меньше„ чем в ОПП, так как расположенные на основании с обеих сторон металлические слои до некоторой степени компенсируют друг друга.
Материал основания. Выбор толщины и материала основания оказывает основное влияние иа свойства ПП: жесткость, собственную емкость, теплопроводность. Установлен размерный ряд значений толщины оснований ПП вЂ” как гибких, так и жестких: 0,1 — 0,2 — 0,4 — 0,8 — 1,0 — 1,5 — 2,0 — 3,0 Жесткие Наибольшее распространение в отечественной практике нашла толщина 1,0 мм и 1,5 мм, которая допускает получение металлизированных отверстий в основании соответственно 0,32 мм и 0,48 мм (минимальный допустимый диаметр). Если толщину основания выбирают с точки зрения жесткости печатного узла, то надо учитывать, что жесткость пропорциональна толщине в кубе (см. 2 3-4)'.
Для оснований применяют изоляционные материалы типа стеклопластиков или листовой металл. Листовой металл (сплав алюминия или низкоуглеродистая сталь) начали применять относительно недавно. Металлическое основание толщиной 0,8 мм представляет собой лист металла толщиной 0,5 мм с полимерной пленкой (например, полиимидной) толщиной 0,15 мм, накатанной с двух сторон листа (чтобы исключить коробление). Интерес к замене традиционного стеклотекстолитового основания металлическим вызван, в первую очередь, стремлением повысить теплопроводность платы при повышенном ш тепловыделении навесных элементов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
