Назаров_Конструирование_РЭС (560499), страница 57
Текст из файла (страница 57)
При выборецветового решения радиоприборов не следует увлекаться использованием большого количества цветов: обычно выбирают 2-3 основных цвета средней насыщенности и разделяют их на «зоны» с помощью белыхили черных линий.9. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОММУТАЦИОННЫХИ НЕСУЩИХ ОСНОВАНИЙ РЭС9.1. Расчет геометрических размеров коммутационных основанийКоммутационными основаниями микросборок являются подложки,на которых устанавливают бескорпусные компоненты (кристаллы ИС,331миниатюрные ЭРЭ с тонкими плоскими выводами или безвыводные), акоммутацию между ними и пленочными элементами выполняют методами тонко- и толстопленочной технологии. При тонкопленочной технологии наибольшие линейные размеры имеет базовая пластина (подложка) размером 60x48 мм. Более мелкие подложки получают разрезанием (скрайбированием) базовой пластины на кратные части. Например, из базовой подложки можно получить четыре более мелких с размерами 24x30 мм, проводя линии разрезов посредине каждой стороныбазовой пластины.
Для толстопленочных подложек наиболее характерным типоразмером является плата 24x36 мм.Коммутационными основаниями функциональных ячеек РЭС являются печатные платы, линейные размеры которых оговорены ГОСТ10317-79 и приведены в табл. 9.1.Расчет геометрических размеров коммутационных оснований сводится к решению двух задач (прямой и обратной):,по заданному количеству комплектующих элементов определитьлинейные размеры основания, на котором они могут быть размещены, ипо результатам расчета подобрать рекомендуемые размеры подложекили печатных плат;по заданным линейным размерам коммутационных оснований определить возможное количество комплектующих элементов на площадках с такими размерами.Геометрические размеры подложки микросборки зависят от ее назначения и типа МСБ (цифровой, аналоговой, силовой и тонко- илитолсто пленочной).Для расчета длины А и ширины В тонкопленочной платы МСБ цифрового типа (рис. 9.1, а) необходимо знать размеры посадочного местаа 0 и Ь 0 бескорпусной ИС, число микросхем i по оси х и у по оси у ,число задействованных выводов п выв от кристалла ИС, величину краевого поля Δ к , а также разрешающую способность Д трассировки платы (минимальные ширину проводников и зазор между ними).
Размерыпосадочного места бескорпусной ИС с проволочными выводами определяются из рис. 9.1,6:а0 = а + 2(1 + т), b0 = b + 2(l + т),(9.1)где а, b — размеры кристалла ИС в плане, мм; l — минимальное расстояние от кристалла до края вн утренней конта ктной площадки, мм:l > 0,8 мм; т — ширина внутренней контактной площадки, мм: т ≥0,4 ммпри пайке, т > 2 мм при сварке; п — ее высота, мм: п > 0,3 мм при пайке,п > 0,15мм при сварке.332Таблица 9.1Ши- Дли- Ши- Длирина на рина на10* 10* 45* 45*155020*603070407515*80*158520902517030 50*20*50*20*60*257530*80*40*854590*50956010080 60*30*60*30*7540*80*45855090*60*9580100*90ПО40*120*40*1404516050*18060 75*757580*80100851209014095160100170Ши- Дли- Ши- Длирина на рина на80* 80* 100* 2008524090*28011095100*ПОПО120120*130130135140140150150160*1601801702001802401908520085220120*909512010013090140*90*15095160*100*170ПО180120*190130200*140*220150240*160*280170320180*360100*130100*130ПО140120*150130170140*180150190160*200170260180* 135 240190* Предпочтительные размерыШи- Дли- Ширина на рина140* 180*140* 150160*170180*190200*220240*260280*320 200*360150150160170180190200300220160*160* 170180*190200220240*260280 240*300*320360*170170175180190200340Длина180*190200*220240*260280*300320*340360*200*220240*260280*300320*340360*220240260280300320340360240*260280*300320*340360*333Рис.
9.1. Геометрия платы МСБ: а — собственно платы;б — посадочного места бескорпусной ИСДля бескорпусной ИС с шариковыми выводами а 0 = а и b 0 = b.Размеры кристаллов ИС берут из технических условий.Заметим,что длина n в , ширина m в и зазор между внешнимиконтактными площадками выбирают равными 0,45; 0,4 и 0,2 мм пришаге между ними 0,625 мм и 1,0; 0, 4 и 0,2 — при 1,25 мм. Длярасчета зазора Δ между посадочными местами микросхем былопринято ориентировочно, что от верхних рядов ИС к верхнимвнешним контактным площадкам МСБ (при j ≤ 4 ... 5 ) в зазоре отсоседних двух ИС проходят п выв проводников, от нижних к нижнимтакое же количество, а остальные связи, осуществляющиепоследовательную передачу сигналов от ИС к ИС,расположены между ними по горизонтальной оси х с помощьюперемычек через более широкие контактные площадки.
Еслипринять такое допущение, то величина зазора будетскладываться из ширины n выв проводников и (n выв +1)расстояний между ними, т.е.Δ = ( 2 n в ы в + 1) Δ р .(9.2)Величина краевого поля Δ к равна 1,35 мм. Тогда геометрическиеразмеры площади платы для цифровой МСБ, изготовленной потонкопленочной технологии, определяются какA = a0i + Δ(i+l) + 2ΔK,(9 1}В = b0j + Δ(j+1) + 2Δк.Пример 9.1. Определить длину и ширину ситалловойкоммутационной платы для размещения 12 бескорпусных ИС серии706.334Используем данные ТУ на ИС: а = b = 1,5мм; l≥0,8мм; m ≥ 200мкм (при сварке), тогда получим а0 = b0 = 3,5мм. Примемразрешающую способность тонкопленочной технологии для нашегослучая Δp = 0,1 мм,а число задействованных выводов п выв= 12,тогда Δ = 2,5мм.
Микросхемы расположим на подложке вследующем порядке: число строк i = 4,число столбцов l = 3 (см. рис.9.1, а). ТогдаА = 3,5∙4 + 2,5∙(4+1) + 2∙1,35=29,2мм,В = 3,5∙3 + 2,5∙(3+ 1)+ 2∙1,35= 23,2мм.Выбираем типоразмер 30x24 мм.Длярасчетагеометрическихразмеровмногослойнойтолстопленочной МСБ цифрового типа можно пользоватьсяформулами (9.1—9.3),но при этом принять Δ = Δ к= 1,35мм.Расчетгеометрическихразмеровтонкопленочныхплатаналоговых и силовых МСБ основан на определении требуемойплощади платы под размещение активных компонентов и пассивныхэлементов схемы:S=qS{ΣSR+ΣSC+ΣSL+ΣSK+ΣSКП}где SR, SC SL, SK SКП— площади напыленных резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, навесных дискретныхкомпонентов (бескорпусных аналоговых микросхем, транзисторов,диодов, конденсаторов) и контактных площадок; q s — коэффициентдезинтеграции площади, равный 1,5...2,5.Размеры тонкопленочных плат, кратные от деления базовыхсторон 60x48 мм, могут быть выбраны из рекомендованного рядатабл.
9.2 по найденному значению площади.Таблица 9.2S, см214,47,24,83,63,22,41,8АхВ.мм48x3048x1530x2430x1624x2030x1224x1520x1616x1515x12jРасчет геометрических размеров печатных плат (длины L х иширины L ) проводится по следующим формулам [17] в случаеразмещения соединителя вдоль оси х (рис. 9.2):Lx = (nx-1)tx + lx+xl+x2,L =(n -1)t +l +yl+y2,335где пx , пy — число микросхем (микросборок), размещаемыхсоответственно по осям х и у; t х, ty, lx, lу — шаги их установки иразмеры их посадочных мест по этим осям; х1, х 2 — краевые поляплаты по оси х, зависящие от толщины печатной платы, типа корпусаи его ориентации на плате; у 1 — краевое поле для размещениясоединителя; у2 -краевое поле для размещения контрольной колодки(если она имеется).Рис.
9.2. Геометрия печатной платыВсе данные по геометрическим величинам, используемые при расчете, находятся по табл. 3.2, 3.5, 3.10.В случае размещения соединителя вдоль короткой стороны платыформулы имеют видLx = (nx-1)tx + lx+ yl+y2,L =(n -1)t +l +xl+x2,Пример 9.2. Подобрать рекомендуемый стандартный размерпечатной платы толщиной 2,0 мм с установленными на ней 48микросхемами серии К155 (корпус 201.14-1) и соединителем типаГРПМ9-У вдоль большей стороны платы.
Контрольная колодкаотсутствует. Число задействованных выводов от корпуса - 12,ориентация выводов корпуса на плате — горизонтальная. По табл. 3.2находим lХ = 6,8мм,l =19,5мм, tx = 17,5мм, tу = 25мм, х1 =x2=; у2 =5мм,;у1=20мм ; соответственно nx = 8 и ny = 6. Геометрическиеразмеры платы:336Lx = (8-l)∙17,5+6,8+5+5=139,3мм;Ly = (6-1)∙25+19,5+20+5=169,5мм .Выбираем плату с размерами 140х 170 мм, почти точносовпадающими срасчетными. Если этого совпадения нет, то надобрать типоразмер с большим, чем расчетные, размерами из табл.
9.1.9.2. Выбор материалов и расчет элементов печатных платВ настоящее время существует широкий ассортимент материалов,.используемых для изготовления печатных плат. Это вызваностремлением обеспечить высокие конструкторско-технологические иэкспериментальные показатели. Для РЭС, работающих в условияхнормального климата при средней плотности монтажа, наибольшееприменение находят фольгированные материалы, такие как гетинакс,стеклотекстолит и др.Перечень основных материалов печатных плат и области ихприменения представлены в табл. 9.3.Расчет элементов печатных плат состоит из конструкторскотехнологического расчета и расчета по постоянному току.Целью конструкторско-технологического расчета являетсяопределение геометрических размеров основных элементов с учетомпроизводственныхпогрешностейрисункапроводников,фотошаблона, базирования, сверления и т.п.Расчет по постоянному току сводится к получению ограниченийна ширину сигнальных проводников, шин питания и земли покритериям допустимого падения напряжения на сопротивлениипроводника и плотности протекающего тока.
В более сложномварианте задача расчета печатных плат по постоянному токуформулируется как задача оптимизации ширины проводниковпитания и земли путем поиска оптимального размещенияинтегральных микросхем на плате [36].Результаты конструкторско-технологического расчета и расчетапо постоянному току элементов печатных плат используются вкачестве ограничений при проектировании плат.9.2.1. Конструкторско-технологический расчет элементовпечатных платОсновными элементами печатных плат являются проводники,контактные площадки, монтажные и переходные отверстия. Качествопечатной платы зависит от размеров самих элементов и размеров ихвзаимного расположения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
