Тема 4 Основы конструирования ФЯ и блоков РЭА (560682), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Поэтому толщина ФЯ равнаhя = hпп+ hвт .Габаритные размеры ФЯ в плане складываются из размеров платыLx, Ly и размеров выступающих за пределы платы элементов конструкции ФЯ: угольника, соединителя и др.4.9. Конструкции ФЯ аналоговых РЭА на корпусированных ИС и МСБ.Аналоговые РЭА отличаются от цифровых уровнями обрабатываемых сигналов (на входе десятые доли и единицы мкВ), высокими коэффициентами передачи (60...100 дБ). Уровни сигналов постепенно возрастают от входа к выходу ФЯ, (на выходе составляют десятые доли - единицы В).Обеспечение устойчивой работы ФЯ требует максимального разнесения входов и выходов.
Этим обеспечивается разводка входа и выхода.По этой причине ФЯ аналоговых РЭА выполняют в виде линеек на однойстороне которых вход, а на противоположной - выход.Расположение ИС и МСБ отслеживает процесс обработки сигналов.Для защиты от внешних электромагнитных полей ФЯ, как правило, помещают в кожух-экран.Конструкция ФЯ аналоговой РЭА на корпусированных ИС и МСБпредставлена на рис. 4.11.Рис. 4.11Несущим элементом конструкции является печатная плата (поз.1.),на которой устанавливаются ИС (поз.2), навесные дискретные элементы(поз.3), частотно-избирательные узлы (поз.4) и колодка внешних соединений (поз.6).21Конструкция защищается легким кожухом-экраном (поз.5).
ЭРЭ наплате можно устанавливать как с одной стороны, так и с двух сторон печатной платы. Отверстия по углам ФЯ служат для сборки ячеек в блокэтажерочной конструкции.4.10. Компоновка герметичных ячеек цифровых РЭА на бескорпусныхМСБ.Общие принципы компоновки элементов конструкции в герметичных блоках аналогичны негерметичным конструкциям. Существеннымотличием является обеспечение необходимой герметичности, а такжеспецифика в отводе тепла для создания нормальных тепловых режимов вблоке.Все бескорпусные ИС и МСБ в герметичных блоках устанавливаются на индивидуальные или групповые теплоотводящие шины, которыеконтактируют с корпусом блока, передавая тепло от элементов на корпус.Снятие тепла с корпуса блока происходит естественной конвекцией, длячего увеличивают поверхность блока за счет его оребрения или принудительным обдувом воздуха по корпусу блока.
Для увеличения рассеиваемой мощности блока внутрь него вводят воздуховоды, не нарушающиегерметичности корпуса блока. Для выравнивания тепловых полей элементов, находящихся внутри корпуса блока, в нем устанавливают вентилятор, который осуществляет внутреннее перемешивание газа, заполняющего блок. Индивидуальные и групповые тепловые шины обеспечиваютсглаживание теплового поля на подложках бескорпусных ИС и МСБ.Размеры ФЯ цифровых РЭА на МСБ определяются размерами металлического основания (рамки). Конструкция рамки односторонней ФЯцифровых РЭА на МСБ с типовыми размерами основных элементов конструкции приведен на рис.4.12.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 предназначенодля монтажа на печатной плате навесных радиоэлементов, окна 5 - длясоединения проволочных выводов МСБ с контактными площадками печатной платы.
В зоне 6 рамки на печатной плате располагаются контактные площадки внешних электрических соединений ФЯ.22Рис. 4.12Расчет длины и ширины рамки производится по данным о геометрических размерах и количестве МСБ, размещаемых на рамке. По размерам и числу МСБ, устанавливаемых на одной планке находят размерыпланок, к которым добавляют размеры других элементов рамки (рис.4.13).Ширина планкиbпл=bмсб-(2...3) мм,где bмсб - ширина микросборки. Длина планкиlпл=nlмсб+(n+1)lз,где n - число МСБ на планке, lмсб - длина подложки МСБ, lз - расстояниемежду МСБ и между МСБ и горизонтальными ребрами жесткости рамки.Обычно lз не превышает 1...2 мм.23Рис.
4.13Особенностью конструкции двухсторонней ФЯ (рис.4.14) по сравнению с односторонней является отсутствие печатной платы. Соединениямежду МСБ (2), находящимися на одной стороне рамки (1) осуществляются проволочными перемычками из золота диаметром 30-50 мкм междуконтактными площадками соседних МСБ. Такое расположение МСБ называется "непрерывная микросхема".Рис. 4.14Электрические соединения между МСБ, находящимися на противоположных сторонах рамки осуществляется с помощью печатных вставок(3) и (4).
В случае необходимости между контактами печатных вставок24может быть осуществлена электрическая связь изолированными проводами (ГФ-100, провод в эмалевой изоляции), которые организуются вжгут (7) и закрепляются мастикой в каналах между ребром (6) и внутренним краем рамки. Печатная вставка (4) служит также для внешних связейФЯ внутри блока.Такая компоновка предполагает предварительную фиксацию контактных площадок в каждой МСБ с целью осуществления электрическойкоммутации в ФЯ и только после этого разрабатывается топология каждой МСБ.4.11. Конструкции ФЯ аналоговых РЭА на бескорпусных МСБ.Принципы построения ФЯ аналоговых РЭА на бескорпусных МСБаналогичны, что и для конструкций на корпусированной элементной базе: расположение МСБ отслеживает процесс обработки сигналов.
Длязащиты от внешних электромагнитных полей ФЯ, как правило, помещаются в кожух-экран (рис.4.15).Рис. 4.15Несущим элементом конструкции аналоговой ФЯ на бескорпусныхМСБ служит металлическое основание - пластина (1), на которую устанавливаются МСБ (2) с одной или двух сторон, частотно-избирательныеэлементы (3), колодки внешней коммутации (5). МСБ размещены попринципу "непрерывной микросхемы", печатная плата в конструкции отсутствует. Коммутация между МСБ осуществляется перемыканием контактных площадок соседних МСБ.
Основание с МСБ помещается в легкий кожух-экран (4) который состоит из коробчавтого основания и25крышки (на рисунке не показана). В некоторых случаях основанием может служить печатная плата, объединяющая отдельные МСБ.Конструкция аналоговой ФЯ, размещаемой на объекте вне герметичной конструкции корпуса имеет вид (рис.4.16 .).Рис. 4.16Несущей конструкцией ФЯ является каркас (1) с одной стороны которого устанавливаются МСБ (2), а с другой - печатная плата (9). Коммутация между МСБ и печатной платой осуществляется проволочными перемычками в отверстия (3) рамки.
С обратной стороны печатной платымогут устанавливаться дискретные радиокомпоненты. Каркас закрывается кожухом (8). Герметизация осуществляется пайкой по периметру шва.На лицевых панелях кожуха размещаются герморазъемы НЧ (6) и ВЧ (5),кронштейны для закрепления ФЯ на объекте-носителе (7), штенгельтрубка (4).Размеры оснований аналоговых ячеек пенального типа могут бытьнайдены аналогично расчету размеров односторонней ФЯ цифровыхРЭА.4.12.
Конструкция герметичного блока цифрового РЭАкнижной компоновкиКонструкция блока представлена на рис. 4.17.26Рис. 4.17Пакет функциональных ячеек (2) стянут винтами (4) к бобышкам (3)в нижней части корпуса. Корпус выполняется из алюминиевых сплавовили стали и может быть сварным. На передней, более толстой стенке корпуса (1) укреплены и загерметизированы разъемы типа РПС (9), трубкаштенгель, винт заземления. Тонкие стенки корпуса имеют толщину 2...3мм, а передняя 6...8 мм.
Монтаж между ячейками может осуществлятьсягибкой матрицей-ремнем (6) или гибкими шлейфами. Матрица представляет собой лист из бессернистой резины с пробитыми в нем отверстиямидиаметром 1,5...2 мм, через которые прошиваются жгуты из микропроволочного монтажного провода ГФ-100М.4.13. Конструкция герметичного блока аналогового РЭАэтажерочной компоновкиКонструкция блока представлена на рис.
4.18. Несущей конструкцией блока является основание (1), на бобышки (2) которого устанавливаются две этажерки негерметичных ФЯ (3) в кожухах-экранах. Они стягиваются в пакет с помощью винтов или шпилек (4). С внешней стороныоснования устанавливаются НЧ и РЧ соединители (5), штенгель-трубка(6) и, если необходимо, клемма заземления. На основание одевается тонкостенный кожух (1). Герметизация блока осуществляется паяным швомв зазоре между основанием и кожухом (8). Электрические соединения27между ФЯ выполняются проволочно-жгутовым монтажом между выводами ФЯ.Рис. 4.18Герметизация РЭАДля защиты РЭА от климатических воздействий широко применяется герметизация отдельных элементов, сборочных единиц и всего изделия в целом. Все методы герметизации можно условно разделить на двегруппы: бескорпусную и корпусную герметизацию.
К первой группе относится пропитка, обволакивание, пассивирование, во вторую группувключена герметизация изделий в корпусах из неорганических материалов, литьевым прессованием, заливкой и капсулированием.Основную часть материалов, использующихся для герметизации составляют органические полимеры и композиции на их основе: термопластичные и термореактивные. Они характеризуются доступностью сырья,простотой переработки, широким диапазоном свойств, возможностью автоматизации ТП, экономичностью.Для герметизации используются и неорганические материалы, которые практически не адсорбируют влагу, обладают высокой нагревостойкостью и стойкостью к воздействию механических нагрузок, не выделяют летучих соединений.
Из металлических материалов изготавливают ва-28куум-плотные корпуса (металлические, стеклянные, керамические) илинаносят защитное покрытие (легкоплавкие стекла, окисные пленки кремния или алюминия, нитриды кремния). Использование таких корпусовусложняет сборку и герметизацию изделия, вызывает повышенный расход материала, затрудняет механизацию процесса.
По этим причинамгерметизация в вакуум-плотные корпуса с использованием неорганических материалов применяется в случаях предъявления к изделиям особенно жестких требований. Пленочные защитные покрытия имеют малуютолщину (0,5...10)мкм и используются для стабилизации параметров полупроводниковых приборов и ИС на стадии производства.По виду герметизирующие полимерные покрытия разделяют на лаки, эмали и компаунды. Наибольшее распространение при пропитке катушек индуктивности, деталей из текстолита, гетинакса и стеклотекстолита нашли лаки МЛ-92, ФЛ-98, КЛ-835, ПЭ-933 и др.
Для влагозащитыпечатных плат, гибких кабелей, ВЧ ячеек применяют лаки УР-231, ЭП9114, ЭП-730, ФЛ-582, ФП-525.Эластичные кремнийорганические компаунды типа "Виксинт","Эластосил" и другие применяются для влагозащиты полупроводниковыхприборов и ИС, катушек индуктивности из микропроводов и др. Недостатками этих материалов является низкая адгезия и механическая прочность, выделение продуктов, вызывающих коррозию металлов.Для повышения тепло- звуко- и электроизоляционных свойств, вибростойкости, устойчивости к воздействию масел, щелочей, грибковойплесени отдельных элементов, сборочных единиц и изделия в целом применяют пенокомпаунды: ПУ-101Т, ППУ-3М-1, ПСВ, ПЭ-9 и др.При герметизации в вакуум-плотных корпусах конструкция изделиясодержит основание, крышку, выводы (НЧ, ВЧ, СВЧ), проходные изоляторы и при необходимости откачные трубки (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
