УП Констр РЭС КП и ДП 2007_ (560572), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В поле y2 могут устанавливатьсяпередняя панель ячейки, контрольная колодка, металлический угольник идр. Поэтому ширина полей y1 и y2 определяется геометрическими размерамиперечисленных элементов.Справочные данные, необходимые для расчета nx и ny приведены в[21].Размер платы выбран верно, если выполняется условие nxny ≥ n. В случае невыполнения неравенства выбирается плата с большими размерами.В конструкциях ФЯ аналоговых и аналого-цифровых РЭС на платахнаряду с ИС устанавливается значительное количество дискретных электрорадиоэлементов: резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов и др.
Поэтому принцип регулярности структуры конструкции становится нереализуемым, в связи с чем возможность размещения радиоэлементов на платеобосновывается выбором необходимой площади платы в соответствии сформулой (4.1).4.3.4. Разработка конструкции печатной платыТребования к печатной плате формируются в результате анализа технического задания на изделие и электрической принципиальной схемы. Разработка конструкции платы производится на основе этих требований ипредполагает решение следующих задач: выбор и обоснование класса точности платы; выбор габаритных размеров и конфигурации платы; выбор материала основания печатной платы; размещение навесных элементов и трассировка проводников; выполнение расчетов элементов печатной платы; разработка конструкторской документации.Основные параметры конструкции печатных плат регламентируютсястандартом ГОСТ 23751-79.Класс точности печатной платы определяется минимальными значениями и точностью выполнения элементов печатной платы (проводящегорисунка).
Различают печатные платы пяти классов точности. Номинальныезначения размеров основных элементов проводящего рисунка платы(рис.4.4) для узкого места приведены в табл.4.1.Печатные платы 1-го и 2-го классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость. Печатные платы 3-го и 4-го классов точности требуют использования высококачественных материалов, более сложного оборудования и иногда особыхусловий производства.
Трудоемкость изготовления односторонней печатной26платы 4-го класса точности примерно на порядок выше трудоемкости изготовления платы 1-го класса точности.Толщина печатной платы определяется толщиной исходного материалаи выбирается в зависимости от использованной элементной базы и внешнихмеханических воздействий. Для односторонних и двухсторонних печатныхплат рекомендуется использовать материалы толщиной 0,8; 1,0; 1,5; 2,0 мм.Наиболее распространенным является материал толщиной 1.5 мм.Рис.4.4Конструктивный параметр элементапечатной платы иМинимальная ширина проводников t, ммТаблица 4.1Номинальный (минимальный)размер для класса точности123450,75 0,45 0,25 0,15 0,10Минимальное расстояние между проводни- 0,75ками s, ммГарантированная ширина пояска в наруж0,3ном слое bн, ммГарантированная ширина пояска во внут0,15реннем слое bв, ммОтношение диаметра металлизированного0,4отверстия к толщине платы kдт0,450,250,150,100,20,10,05 0,0250,100,050,03 0,0250,40,330,250,2Выбор материала печатной платы производится в соответствии с ГОСТ10316-78 и ГОСТ 23751-86.
Наибольшее применение при изготовлении печатных плат находит фольгированный стеклотекстолит.27Размещение радиоэлементов на плате должно быть согласовано с требованиями к конструкциям ФЯ и блока. Вариант установки радиоэлементовна плату определяется условиями эксплуатации, другими техническими требованиями к ФЯ, изделию в целом и выбирается в соответствии с рекомендациями, изложенными в ОСТ 4.ГО.010.030. Критериями рациональногоразмещения элементов на плате могут служить: минимальная длина связеймежду радиоэлементами; минимальное число переходов печатных проводников между слоями; равномерное распределение массы радиоэлементов наповерхности платы.Задачи размещения радиоэлементов и трассировки проводников печатной платы, как правило, решаются на ЭВМ с помощью САПР.Расчеты элементов печатной платы делятся на конструкторскотехнологические и электрические.В результате выполнения конструкторско-технологических расчетовопределяют геометрические размеры элементов проводящего рисунка и ихвзаимного расположения с учетом производственных погрешностей.
Расчетуподлежат диаметры монтажных и переходных отверстий, значения шириныпроводника и расстояния между проводниками, диаметр контактной площадки.Минимальный диаметр переходного отверстияdпо ≥ kдт·hпл ,где kдт – отношение диаметра металлизированного отверстия к толщинеплаты; hпл – толщина печатной платы.Минимальный диаметр монтажного отверстия:dмо ≥ dв + ∆ + 2 hг + δд ,где dв- диаметр вывода радиоэлемента, ∆= 0,4...0,6 мм – зазор между поверхностью вывода и поверхностью отверстия, hг = 0,05...0,06 мм – толщинагальванически осаждаемой меди, δд = 0,12 мм - погрешность диаметра отверстия.Предпочтительные диаметры переходных отверстий dпо = 0,7; 0,9;1,1 мм; монтажных отверстий dмо = 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5 мм.Минимальный диаметр контактной площадки:dкп = 2·[bн + (dпо/2) + δ0 + δкп] + δфф + 1.5 hф ,где bн – гарантированная ширина пояска в наружном слое; δ0 = 0,07 мм –погрешность расположения отверстия; δкп = 0,15 мм – погрешность распо28ложения контактной площадки; δфф = 0,06 - погрешность фотокопии и фотошаблона; hф – толщина фольги на диэлектрическом основании.Минимальная ширина проводникаtпр = t + δфф + 1.5 hф ,минимальное расстояние между проводниками:Sпр = lол - (tпр + 2 δсп) ,где lол – расстояние между осевыми линиями проводников; δсп = 0,05 мм –погрешность смещения проводников.Если полученное значение Sпр ≥ S для выбранного класса точностиплаты (табл.
4.1), то расстояние lол увеличивается.Электрическое сопротивление печатных проводников должно быть таким, чтобы падение напряжения на проводниках не превышало некоторойдопустимой величины. Поэтому после конструкторско-технологическогорасчета производится расчет площади поперечного сечения сигнальных проводников, проводников питания и земли.Для обеспечения устойчивой работы падение напряжения на сигнальных проводниках за счет протекающего по ним тока должно быть меньшедопустимого по условиям статической помехоустойчивости.
Для этого площадь поперечного сечения сигнальных проводников должно быть не менее(для цифровых ФЯ)Sc ≥ ρ·I·l / Uпу ,где ρ – удельное сопротивление проводника, I - протекающий по проводникуток, l - длина проводника, Uпу – запас помехоустойчивости цифровых ИС(определяется по справочным данным на микросхемы).Для проводников питания и общего провода:Sпз ≥ ρ·I·l / (0,01…0,02)Uп ,гдеUп – напряжениепитания.Длямеднойкатанойфольгиρ = 0,017 Ом·мм2/м.Через площадь поперечного сечения и толщину фольги или электрохимически наращенной меди можно найти допустимую ширину печатных проводников tдоп.При использовании в конструкциях ФЯ электрических соединителейнеобходимо определить число контактов соединителя, с помощью которыхподключаются внешние цепи питания и общего провода.29Число контактов nк соединителя косвенного сочлененияnк = Sпз /(π d в hф ) ,где dв - диаметр вывода вилки (розетки) соединителя.Для соединителя прямого сочленения:nк = Sпз / Sкп ,где Sкп – площадь контактирования в контактной паре соединителя.Конструкторская документация на печатные платы разрабатывается всоответствии с ГОСТ 2.417-78.
Чертежи односторонних и двухстороннихпечатных плат именуют "Плата печатная", а многослойных – "Плата печатная многослойная. Сборочный чертеж". Чертеж слоя многослойной печатнойплаты с проводящим рисунком именуют "Слой многослойной печатной платы". Основные требования к выполнению чертежей печатных плат изложеныв [13].4.4 Расчет геометрических размеров ФЯ и блоковТиповая конструкция бескаркасной ФЯ блока разъемного типа на корпусных микросхемах приведена на рис. 4.5.Несущим элементом конструкции служит печатная плата 1 с размерамиLx, Ly, на которой размещены корпусные микросхемы 2, вилка электрического соединителя 3 и металлический угольник 4 (лицевая панель, контрольная колодка). Как видно из рисунка, толщина ячейки hя = hуг при условии,что hуг > hпп + hс, где hпп – толщина печатной платы, hс – высота вилкисоединителя или элемента с максимальной высотой.
Если hуг < hпп + hс илиугольник в конструкции отсутствует, то hя = hпп + hс.Для конструкций ФЯ с печатными контактами соединителя при наличии угольника hя = hуг, при отсутствии: hя = hпп + hэл.макс, где hэл.макс –максимальная высота радиоэлемента, установленного на плате.В конструкциях ФЯ блоков книжного типа в свободных углах платымонтируются распорные втулки высотой hвт, исключающие контактирование соседних плат в пакете ячеек. Поэтому толщина ФЯ равнаhя = hпп + hвт.Габаритные размеры ФЯ в плане складываются из размеров платы Lx,Ly и размеров, выступающих за пределы платы элементов конструкции ФЯ:угольника, соединителя и др.30Размеры ФЯ цифровых РЭС на МСБ определяются размерами металлического основания (рамки).
Фрагмент конструкции рамки одностороннейФЯ цифровых РЭС на МСБ с типовыми размерами основных элементов конструкции приведен на рис.4.6.Жесткость рамки обеспечивается наружными 1 и внутренними 2 продольными и поперечными ребрами жесткости. Бескорпусные МСБ устанавливаются на планки 3. Окно 4 в верхней части рамки предназначено длямонтажа на печатной плате навесных радиоэлементов, окна 5 - для соединения проволочных выводов МСБ с контактными площадками печатной платы. В зоне 6 рамки на печатной плате располагаются контактные площадкивнешних электрических соединений ФЯ.Рис.4.5Высота односторонней ФЯ равна высоте рамки, которая может бытьнайдена какhя = hр = hМСБ + hпл + hпл + hпп + hп + hкл + hвз ,где hМСБ - высота МСБ, hпл - толщина планки, hпл – толщина диэлектрической прокладки, hпп – толщина печатной платы, hп – высота паек на печатной плате, hкл – суммарная толщина клеевых соединений, hвз – суммарнаятолщина воздушных зазоров, исключающих контактирование элементовсоседних ФЯ.31Высота МСБ hМСБ = hподл + hк.макс , где hподл – толщина подложки,hк.макс – максимальная высота компонента, устанавливаемого на подложке.Толщина диэлектрической прокладки между рамкой и печатной платойhпр обычно составляет 0,05...0,1 мм, толщина печатной платы hпп = 0,5...0,8мм, высота паек на плате hп = 0,5...1 мм, толщина клеевой прослойки в одном соединении hкл = 0,05...0,1 мм.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
