Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (1984) (1092053), страница 30
Текст из файла (страница 30)
При недостаточной эластичности покрытие в условиях температурных перепадов будет разрывать тонкие печатные проводники под 132 Ф:- действием внутренних механических напряжений. Внутренние механические напряжения возникают в покрытии по двум причинам: при усадке во время полимеризации, так как полимер приобретает более компактную пространственную структуру (при нанесении мономерного раствора в виде лака), и при температурных изменениях как следствие различия температурных коэффициентов покрытия и по- 4::".: крываемых материалов. В зависимости от конкретного участка печатного узла напряжения люгут вызывать деформации сжатия, изгиба или кручения. Чем эластичнее материал покрытия, тем эти напряжения лучше дел)пфируются.
При отрицательных температурах эластичность, как правило, ухудшается, что увеличивает опасность растрескивания покрытия и вероятность отказа (31. зчп БЕЗОТКАЗНОСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ й!: ' ПРИ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ Снижение коэффициента передачи вибраций в печатном 'я' узле. Коэффициент передачи вибраций т) есть отношение амплитуд колебаний на выходе и входе системы при заданной частоте. Для ПП входом системы являются края платы, закрепленные в рамке модуля. Именно в этих местах механические колебания от рамки передаются на плату. Выходом колебательной системы является область, наиболее удаленная от краев, т.
е. центр платы. Коэффициент передачи может достигать 100: это означает, что при амплитуде входных колебаний, передаваемых от каркаса блока, равной 20 мкм, амплитуда в центре платы достигает 2 мм. Правда, указанное значение коэффициента передачи на) =,;,'.";,",'!, блюдается для ПП без покрытия и с малым числом навесных ЭРЭ. Вибрационная деформация может вызвать излом про:, .!-::;.::, волочных выводов ЭРЭ, разрыв паяных швов, разрыв тонких печатных проводников. Чтобы оценить опасность прогиба в центре при вибрации, необходимо соотнести стрелу прогиба ПП с углом изгиба ее (рис. 8-8). Чем больше угол а изгиба, тем выше опасность повреждения.
При одной и той ф'-:,::,;:::,' же стреле прогиба у угол изгиба короткой стороны (аь) ,~,''-.',-;-';::-,',: будет, естественно, больше, чем для длинной (а ), поэтому туй,".-:-'-:-.,' оценку опасности производят сравнением стрелы прогиба с ,~~!:;;:,:-: 'длиной короткой стороны Ь, задаваясь эмпирическим ко- ~:::;;:;,'~фициентом, выбираемым исходя из условия, что стрела ФА."...'.":,.',:,'Прогиба должна составлять не более двух процентов длины короткой стороны, т.
е. р~0,02 Ь. Например, стрела проги- 133 Вена р нееелиая Рис, 3-8. огрела прогиба у и угол иэгиба и для ПП ба уа,,=З мм для типоразмера 170Х150 мм н у „,= =1,5 мм для типоразмера 170Х75 мм. Для защиты модуля от повреждаюших деформаций необходимо защитить самый слабый элемент модуля — ПП. С этой целью надо снижать коэффициент передачи вибрационной системы г«и повышать собственную резонансную частоту ПП /„, выводя ее за пределы частотного диапазона вынужденных колебаний, подаваемых на вход ПП от вибрирующего каркаса блока РЭА. Чтобы оценить роль защитного покрытия, рассмотрим его влияние на г«и /е. Известно, что коэффициент передачи обратно пропорционален жесткости пластины: г«-/) ', которая, в свою очередь, в сильной степени (кубической) зависит от толщины пластины и линейно — от модуля упругости материала: ~) Еьэ «л (1 — рэ) где /) — жесткость пластины, Н/м; Š— модуль упругости материала пластины, Па; й — толщина пластины„м; ««в коэффициент Пуассона.
После пайки ЭРЭ и нанесения защитного покрытия полученный печатный узел (УП) становится сложным по структуре и составу композиционным телом (рис. 3-9), которое по значениям Ь и Е сильно отличается от стеклотекс.толитового основания. Толщина пластины возрастает примерно в пять раз (после монтажа ИС), что повышает жесткость в 125 раз. Модуль упругости печатного узла после сборки и лакировки лежит в пределах Ес<Еуп<Е„ где Е, — модуль упругости материала защитного слоя; ń— модуль упругости стеклотекстолита (Е,=ЗО ГПа). В $"! В 7 Б 5 4 Ю г г и (знс.
3-9. Сечение УП с ймортнзкру!ощнм защитным слоем 7 ПП: 7 — ЭРЭ; 3 — вывел ЭРЭ; 4 — пайка вываля в отверстие на ПП: 5 — кле. ы ! слой пол ЭРЭ, ' — слеп амортизирующего ксыпауила на ПП с обратной «героны (СО(; 7 — слой аащвтного лака;  — слой ващатиой маски( Š— слой пенистого амортизирующего аомпвунла на ПП со стороны установки (СУ(; ˄— толщина оси«ванна ПП; Лз — толЩина слса заЩатной маски; Лм — толп!вне слоя металлвзални; Л вЂ” толщина щ!еевого слоя в зазоре мелку ЭРЭ и ПП( ˄— толщина слоя защитного лака; Л вЂ” общая толщина УП На практике Е. «0,2 Е,.
Ото(ода следует, что после монтажа и лакировки модуль упругости уменьшается в несколько раз, что уменьшает во столько же раз жесткость. Суммарное воздействие обоих факторов приводит к увеличени!о жесткости примерно в 25 раз. Следовательно, во столько же раз падает коэффициент передачи вибрациоиной системы, что удовлетворительно. Правило октавы.
Резонансная частота пластины, закреп~~й"т":-,,'1 ленной по контуру, определяется выражением (при распределенной нагрузке)* (3-!) 2 '(аз Вз 7' т где а и Ь вЂ” соответственно длина и ширина ПП, м; и(— масса пластины с навесными элементами, кг; Бг — ускоре)р!:; ине свободного падения, й =9,8 м/сз. Важно, чтобы резонансная частота ПП отличалась от ;;.'~';.!;::::;: ': частоты вынужденных колебаний на входе по крайней мере(Чг.".:;,';"'1::,ре вдвое (правило октавы).
Прн этом исключается вхожде~~з".,',!::,:::иие в резонанс, опасный в рассматриваемой вибросистеме с е Вайнберг Д. В Спрввочнкк по прочности, устойчнвоств н колебйнннм пластин. — Кг!ев( Буднвельннк, 1973. 135 последовательным соединением упругих масс. Если часто. ты соединенных упругях масс недостаточно разнесены, то амплитуда колебаний, поступающих от рамы блока через корпус модуля на ПП, при резонансе возрастет в число раз, равное квадрату коэффициента передачи, так как выход первой системы является входом второй. Из формулы (3-1) следует, что масса ПП, возрастаюшая после пайки ЭРЭ и лакировки в пять-шесть раз, и жесткость, возрастающая в 25 раз, приводят к увеличению резонансной частоты примерно вдвое, что удовлетворяет правилу октавы.
При малом числе навесных ЭРЭ и тонком слое лака возможно увеличение жесткости конструкции путем наклеивания ребра жесткости. Ребро жесткости должно проходить через центр и располагаться параллельно короткой стороне. Тот же эффект может быть получен введением дополнительной центральной точки крепления ПП. При оценке вибропоглошающих и частотоизмеияющих свойств защитного слоя в интервале рабочих температур необходимо учесть характер изменения модуля упругости материала защитного слоя.
Органические материалы, используемые для защитных слоев, значительно повышают модуль упругости при охлаждении, поэтому область отрицательных температур в этом отношении не является опасной. В области положительных температур модуль упругости органических материалов снижается, но остается, как показывает практика, в пределах до 0,2 Е,. Следовательно, оговоренное ранее условие не нарушается. При выборе материала для вибропоглошаюшего и частотоизменяющего слоя необходимо стремиться к снижению его плотности для того, чтобы обеспечивать выполнение правила октавы согласно выражению (3-1): чем меньше масса, тем легче выполнить правило октавы.
Выбор конструктивных элементов электронного модуля. Этот выбор должен быть подчинен двум задачам: прочной фиксации модуля в блоке и надежному закреплению печатного узла в модуле. Электронные модули в блоках устанавливаются вертикально, обеспечивая условия для конвективного теплоотвода. Расстояние между соседними модулями, измеряемое между воображаемыми плоскостями, проходящими через наиболее выступающие точки противолежащих ЭРЭ, рекомендуется выбирать равным 5 мм. Конструктивное оформление модуля для выдвижного блока и модуля в блоке книжной конструкции различно, но в обоих конструктивной основой является рама из алю. Рис 3-10.
Рама с приливами для крепления печатного узла ,.;т': миниевого сплава, полученная литьем под давлением. Рама для модули, входящего в выдвижной блок, имеет несколько приливов различного назначения (рис. 3-10). Для креп":,'::::,"::... ления печатного узла предусмотрены приливы с отверстиями, для крепления модуля в блоке — приливы под штыри- ловители и приливы с резьбовыми отверстиями. Рама модуля должна очень плотно закрепляться в блоке, что необходимо не только для механической фиксации, но и для минимального теплового сопротивления между модулем (источником тепла) и каркасом блока (бесконечным "я;,'.
радиатором). Элемент фиксации имеет форму клина, что позволяет полностью выбирать зазор при завинчивании с стопорного винта (рис. 3-11). Модуль для блока книжной конструкции имеет раму с приливами для шарнирного соединения модуля в блоке вдоль вертикальной осн, а также отверстия для крепления ~»;;'-':.::: модуля с помощью винтов. Печатный узел в такой раме еа;;-,*,";-;~:;,: крепится на заклепках. При закреплении в одной раме двух печатных узлов Ф!-.'~!'-','-:::;::::.,'соединения между ними выполняются с помощью гибкого '''01."-!".':::, печатного кабеля (рис.
3-12). Ответственным элементом конструкции модуля является : ' соединитель. На модуле устанавливается одна часть соеди» 137 Рис. 3-11. Клнновая фиксация рамы в блоке 2 — ПП; 2 — ЭРЭ: 6*-корпус блока; а винт; 6 клин; 6 — рама Грауааа ма;мажа 5 Граааеа мазтажа Рис. 3-!2. Сборка двух УП в одной раме 2 — заклепка пустотелая лля крепленпп паапа в углах; 2 — ибн 6 — пп; а — ра маг 6 — кабель плоскнй: 6 — втулка лля крепления плат в центре рамы г Л 4 Разбвль зарим, 656 6 666- Ыгма фаилаа Рис. 3-13. Индивилуальное крепление модуля в блоке 2 — вант невыпвлающпй; 2 — модуль: 6 ответная втулка пля лоентеля; а — со.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
