Н.С. Шляпников - учебное пособие (560564), страница 11
Текст из файла (страница 11)
103 RBX, где RBX —входное сопротивление коммутируемых схем.7. При оценке теплового режима ЭРЭ на ПП необходимо исходить из того, чтомаксимальная рабочая температура ЭРЭ обычно ограничиваетсяпределами Тэ = 75...85 °С. С другой стороны, температура несущей базовой конструкции,которая принимается условно как бесконечно теплоемкий радиатор, может иметьследующие значения:для естественной конвекции Т = 25 °С;для принудительных видов охлаждения Tk = 15 °С.Перегрев элемента определяется следующим образом АТэ=Тэ-Тк и составит АТэ=50...60 °С. Перегрев имеет в основном две составляющие:гдеАТн — наружный перегрев (перегрев в результате теплового взаимодействияповерхности элемента с окружающей средой);ДТв — внутренний перегрев (перегрев ЭРЭ вследствие прохождения тепловой энергии повнутренним конструктивным элементам).
Перегрев связан с тепловым сопротивлениемсоотношениемАТ=КтР, где Р — мощность, рассеиваемая элементом, Вт.Величина внешнего перегрева может определяться также по формулегде S — площадь поверхности элемента, см2;а — коэффициент теплообмена между поверхностью и окружающей средой,Вт/(см2. 0С) (табл. 3.11).Таблица 3.11a, Вт/(см2. 0С)Условия охлажденияЕстественная конвекция:воздух пар фреона жидкий фреон Принудительнаяконвекция:(6...25).
Ю-4 (3...20) • Ю-3(3...4) • Ю-2воздух пар фреона вода и жидкий фреон Кипение:(0,25 ... 10) • Ю-2 (2 ... 2) •Ю-2 (4 ... 80) • 10"2жидкий фреонвода0,15 ...0,7 0,5 ... 1.3Внутренний перегрев АТв в значительной мере зависит от теплопроводностиматериала, из которого изготовлены корпус или плата. В табл. 3.12 приведены данные потепловому сопротивлению для различных модификаций печатных плат.Можно произвести полный расчет теплового сопротивления от температуры воздуха,составив его тепловую схему. Суммарный перегрев должен быть не больше допустимого.Если это условие не выполняется надо искать пути уменьшения теплового сопротивленияпо «внутренним» и «внешним» каналам.Таблица 3.12Основание ППТемпература ЭРЭ, °С Тепловоесопротивление, °С / ВтСтеклоэпоксидное (гетинакс, 70...
90стеклотекстолит и др.)26Стеклоэпоксидное с теплоотводящей медной фольгой65 ...9016Гибкая ПП, приклеенная настальное основание18... 238.Проверочные расчетыПодтверждением соответствия конструктивного решения ПП заданному ТЗ являютсярезультаты проверочных расчетов, перечень и место которых определяетсяиндивидуально в зависимости от применяемых методов, способов и принциповконструирования.Расчет по постоянному токуРасчет по постоянному току практически выполняется для цепей «питания» и «земли».Необходимо оценить наиболее важные электрические свойства ПП по постоянному току:нагрузочную способность проводников по току, сопротивление изоляции идиэлектрическую прочность основания платы. Практически сечение проводникарассчитывают по допустимому падению напряжения Uп на проводникегде р — удельное сопротивление проводника (табл.
3.13),Таблица 3.13МеталиУдельноеэлек- Металлтрическоесопротивление,10-8 Ом-мм2Медная фольгаГальваническая медьХимическая медьЗолото1,721,902,802,22Удельноеэлектрическоесопротивление,10-8 Ом-мм2Палладий10,80 7.80 1,59Никель Сереброhф, t, ln — соответственно толщина фольги, ширина и длина проводника, мм;Jn — ток через проводник (определяется из условий работы схемы электрическойпринципиальной).Для электронных логических схем допустимое падение напряжения в цепях «питание»и «земля» не должно превышать 1 — 2% от номинального значения подводимогонапряжения Ek, поэтому требуемое сечение печатного проводника мины «питание» и«земля» вычисляется по формуле— сечение печатного проводника шины «земля».3.1.5.
Разработка печатных плат автоматизированным методомАлгоритмы размещения и трассировки подробно изучаются в курсах «Математическоеобеспечение конструкторского и технологического проектирования с применениемСАПР», «Автоматизация конструкторского проектирования с применением САПР».Указанные алгоритмы широко используются в автоматизированных Системахпроектирования ОПП, ДДП и Ml 111 Так, в программных модулях размещенияоднотипных интегральных микросхем на предварительно выделенных установочныхместах используются алгоритмы парных и групповых перестановок,алгоритмпоследовательного размещения, итеративные алгоритмы, алгоритм случайныхназначений.В программных модулях размещения разногабаритных элементов используютсяалгоритмы последовательно-группового размещения на основе применения принципадихотомического деления множества размещаемых элементов, последовательноодиночного размещения на основе применения функции плотного размещения инекоторые другие.В программных модулях трассировки наиболее широко применяются волновой илучевой алгоритмы и их многочисленные модификации.Разработка функциональных модулей (узлов) с печатным монтажом на основеприменения САПР является экономически наиболее целесообразной, рациональной иперспективной по сравнению с другими методами — полуавтоматизированными иручными.Рассмотрим особенности конструирования при использовании САПР.В настоящее время разработаны и находятся в эксплуатации САПР, предназначенныедля конструкторского проектирования ОПП, ДПП и Ml 111, например:САПР «Рапира — 5.3» и ее дальнейшая, более совершенная модификация ДРАМ —5.3, их назначение — конструкторское проектирование ОПП и ДПП;САПР ПРАМ 2.4; назначение — конструкторское проектирование ИЛИ со сквознойметаллизацией отверстий.САПР реализуется на ЕС ЭВМ штатной конфигурации с объемом оперативной памяти520 — 1000 кбайг.
Для работы с любой из перечисленных систем конструктор долженпредварительно подготовить банк данных, в котором сосредоточена информация обэлементной базе, используемой в разрабатываемых РЭА. Для каждого из элеметовуказываются: габариты корпуса, координаты выводов в локальной системе координат,связанной с элементом, обозначение элемента по стандарту (ТУ), электрическиехарактеристики элемента. В некоторых системах в базу данных входит информация отипоразмерах ПП, на которых реализуются функциональные узлы.Непосредственная работа с системой сводится к подготовке, набивке на перфокартахформализованного задания и вводу его в систему, контролю промежуточных результатов,выдаваемых системой, в частности результатов размещения и трассировки каждого слоя,выводимых на АЦПУ, к корректировке этих результатов.В режиме взаимодействия САПР с АРМ-Р представляется возможным выполнятьподготовку формализованного задания и вводить его в систему, производить коррекциюданных, выдаваемых системой, а также получать управляющие перфоленты.Комплект конструкторско-технологической документации, который обеспечиваетСАПР, включает:> управляющие перфоленты для координатографов (КПА-1200 и др.) для полученияфотооригиналов каждого слоя;> спецификация на разрабатываемый узел;> сборочный чертеж;> управляющие перфоленты для сверлильных станков с ЧПУ (ОФ-72Б, ВП-910и др.);> эскизы размещения и трассировки;> перечень элементов к ЭЗ;> ведомость покупных изделий;> таблица цепей и перечень неразведенных трасс;> управляющие перфоленты для стендов контроля готовых плат.
Указанныедокументы соответствуют требованиям ГОСТ 2.004 —88.3.1.6. Оформление чертежей печатных платПечатная плата является специфической деталью и выполняется в соответствии стребованиями стандартов ГОСТ 2 417 — 91 и ОСТ 4.0.10.019—81.Чертеж односторонней и двусторонней печатных плат именуют «Плата печатная», емуприсваивают класс в соответствии с классификатором. Чертеж многослойной печатнойплаты именуют «Плата печатная многослойная», сборочный чертеж. Чертеж слоямногослойной печатной платы с проводящим рисунком, расположенным с одной или сдвух сторон, именуют «Слой многослойной печатной платы». Иногда делаютдополнительную проекцию печатной платы без проводников, на которой проставляютразмеры для механической обработки печатной платы, маркировки и т.д.Чертежи печатной платы выполняют в масштабах 1:1, 2:1, 4:1; 5:1, 10:1.
Однако, еслишаг координатной сетки 1,25 мм, то используют масштаб не менее 4:1. На чертежеизображают основные проекции. С печатными проводниками и отверстиями допускаетсяприводить дополнительные виды с частичным изображением рисунка. Чертеж слоямногослойной печатной платы следует изображать на отдельном листе. На чертеже слоярекомендуется проставлять габаритные размеры.На чертеже печатной платы наносят координатную сетку тонкими сплошнымилиниями толщиной 0,2...0,5 мм.
Линии координатной сетки относительно нулевойнумеруют через один или несколько шагов (но не более пяти) цифрами. Допускаетсяпростановка номеров линий по четырем сторонам чертежа платы по ГОСТ 2.303 — 68.На чертеже печатной платы размеры должны указываться одним из следующихспособов (в соответствии с требованиями ГОСТ 2.303-68):> нанесением координатной сетки в прямоугольной системе координат (линии сеткинумеруются);> нанесением координатной сетки в полярной системе координат;> комбинированный способом с помощью размерных и выносных линий икоординатной сетки в прямоугольной или полярной системе координат.Шаг координатной сетки в прямоугольной системе координат по ГОСТ 10317-79 *:основной шаг 2,50 мм, дополнительный — 1,25 или 0,5 мм.За нуль в прямоугольной системе координат на главном виде печатной платы следуетпринимать:> центр крайнего левого нижнего отверстия, находящегося на поле платы (в том числеи технологического);> левый нижний угол печатной платы;^ левую нижнюю точку, образованную линиями построения,На чертеже круглых печатных плат за ноль в прямоугольной системе координатдопускается принимать центр печатной платы.
Если размеры и конфигурация рисункапечатной платы оговорены в технических требованиях чертежа, то допускается элементыпечатных плат изображать условно.При автоматизированном и полуавтоматизированном способе выполнениядокументации допускается отступление от масштаба по одной или обеим осям. Степеньотклонения от масштаба определяется конструкцией воспроизводящих устройств.При необходимости указать границы участков платы, которые не допускаетсязанимать проводниками, на чертеже следует применять штрихпунктирную утолщеннуюлинию.Проводники на чертеже должны изображаться одной линией, являющейся осьюсимметрии проводника, при этом на чертеже следует указывать численное значениеширины проводника.
Проводники шириной более 2,5 мм могут изображаться двумялиниями, при этом если они совпадают с линиями координатной сетки, численноезначение ширины не указывают.Размеры отверстий, их количество, размеры зенковок и другие сведения помещают втаблице на поле чертежа. Рекомендуемая форма таблицы приведена на рис.3.8.3030УсловноеобозначениеотверстиДиаметрыотверстий,мм30Диаметрызенковок сдвух сторон,мм35 <—Наличиеметаллизации вотверстиях30Диаметрыконтактныхплощадей,мм25КоличествоотверстийРис.3.8. Пример таблицыДанные для ее заполнения для плат толщиной 1,5...2,0 мм приведены в табл.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
