Проектирование функциональных ячеек на печатных платах (780298), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Электрорадиоэлементы, в основном, устанавливаются на печатную плату одним нз трех основных способов (рис. 6.1...6.3): — непосредственно на плкгу (варианты 1а, 16 и др.). При этом корпус элемента может приклеиваться к плате, закрепляться лаком и т.п. Выводы пропускаются через отверстия в плате и подгибаются с противоположной стороны. Для неотвегственных изделий падгибка выводов не обязательна.
Радиоэлементы с планарными выводами устанавливакася .на контактные площадки, расположенные со стороны установки элемента Преимущеспю этого способа установки в повышенной механической прочности, а недостаток — зягрудненные условия охлаждения. Этот сцособ установки ЭРЭ рекомендуется применять для ОПП; — с зазором между ЭРИ и платой (варианты Па, ПЬ и др.). В этом случае между элементом и платой выдерживается зазор 0,5...1,0 мм. При таком способе установки вся масса элемента передается на выводы, которые должны иметь повышенную механическую прсчносп*, но условия охлаждения элемента улучшшотся, вариант менее технологичен, Этот способ установки ЭРЭ рекомендуется для ДПП; — ЭРЭ элементы устанавливаются на подставку, приклеиваемую к ПП и к элементу (варианты 'Чб, Уг, У1а, ЪЧ6, М16 и др.).
При этих вариантах нагрузка иа выводы $лемента снижается, условия охлаждения нескрлвко лучше, чем в.первом.случае, но хуже, второго. Кроме этого уя6щвйявается расстояние от места пайки до элемента„что снижает вероатность брака от перегрева элемента при пайке. Эти способы установки ЭРЭ рекомендуются для ОПП, ДПП и для микросхем; — многовыводные радиоэлементы, выводы которых не формируются (реле, трап др.) Они устанавливаются на ПП с зазором не мене6 мм ( "' 'Лб, УПа, 7ТВ, ЧП1а) или на подставку (вариант тг), или на.специальные держатели (вариант 'Чв); — в особых случаях выводы ЭРЭ можно формировать сле- -16- дующими способами ~рис 6.1.).
1а Иа Пв 16 на подставку Рне.6.1 Варианты установки двухвиводных радиозлементов 1а Уб Рис. 6.2 Варианты устанонки транзисторов Ч16 Ч1в й=й ~Якй УПв ЧПб ЧПа Ч1Пв МПб УП1а Рис. 6З Варианты установки микросхем -18- 7. РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ, ВЫБОР РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ Расчет площади платы производится по формуле: ~~(вв.расч. З~~ эр~4~1 где 8„ще„— расчетнал площадь платы, мз ' 8~ эвэ — установочная площадь 1-го элемента, м; 2. 1 — порядковый номер элемекщ и — количество элементов, устанавливаемых на плату; К вЂ” коэффициент плотности компоновки, равный К=1,5...2,0. Длл приближенного расчета на стадии эскизного проектирования можно принять К = 2.
При расчете установочных площадей элементов считается площадь элементу-вместе с выводами (рнс.7.1): для двухвыводных элементов 8, =8.1.; для транзисторов $ =0,85-Пз; для микросхем 8,~,='"А 1.. После расчета установочной площади платы выбираются геометрические размеры сторон'р и Ь. Оптимальным считается, когда а=1,5Ь. Задаваясь этим соотношением, определяем Ь (8/1,5) .
Затем опре)1еллеьгэ размер, а=1,5Ь и округляем оба размера до стандартных значений по 151. Размеры каждой стороны ПП должны быть кратными (ГОСТ 103 17-79): 2,5 - при длине до 100 мм; 5,0 — при длине до 350 мм; 18,0 — при длине более 350 мм. Максимальный размер любой из сторон должен быль не более 470 мм. Принятые соотношения сторон в 1,5Ь можно будет изменять при компоновке изделия или блока, в которые входит функциональная ячейка.
Иногда конструктору задякпся готовые размеры (вкЬ) сто -19- рон платы, обычно лри выборе типовогп корпуса. В этом случае Рне. 7.1 Схемы расчета установочной площадн радиазлементов: а) двухвыволных, б) микросхем, в) траизисторбв необходимо проверить фактический кюзффиднеит плотно-" сти компоновки по формуле: Ку,щ-аФ6,а Если КЕ„„<1,6, то 'следует уделить особое вниманне при разработке компоновочйсе'о чертежа, уменьшив зазоры ьшжду элементами, разместив неиеторые элементы над другими, что очень плохо с точки зрения ремоитоюригодности ячейки и т.й; При Кв„ыс$,3 размесппь все элементы на плате Очень трудно или даже не удается.
В случае Жв®„>2,5 при,компоновке будет очень много свободной неиспользованной площади на плате. Еб можно использовать для улучшения,тешазвого режима ячейки, расположив теплонагруженные элементы дальше друг от друга й. КОМПОНОВКА ЭЯРЩИОНАЛЬНОйЯЧКДКИ Компановка ФЯ иа печатной ипате — это.расположение элеменпзв н деталей на поверхности платы леуг относительно друга с учения конструкгорско-тахнологических требований и о~решет чений, требований ТЗ,и заданной принципнальной электрической 8Л.
Рекомендации пе компановке, требавання н ограннчення 1. Элементы следует располагать равномерно по поверхности вшаты с учетом нх теплового режима (во избежание локального перегрева) н по массе; при этом тяжелые элементы рекомендуется располагать ближе к точкам крепления платы. 2. Взанмное влияние электромагнитных полей элементов должно быть минимально, особенно для элементов к ним критичным.
Такие элементы следует располагать как можно дальше от источников полей. , З.,Компоновка доллша прелусматшгаать защиту монтажа от механических повреждений. 4. Необходимо предусматрнватымиможность легкого доступа к элемипаььпрн ремонте., 5. Для обеспечения возможности групповой пайки все элементы (кроме элементов с планарнымн выводами) устанавливаются только с одной стороны ПП. Элементы с планарными выводами можно устанавливать с обеих сторон ПП. б.
Для ОПП элементы располагаются со стороны, свободной от проводников, для ДПП вЂ” со стороны меньшего числа проводников. 7. В каждое монтажное отверстие можно устанавливать только один вывод. 8. Центры монтажных отаерстнй желательно размещать в узлах коордннатной сетки. Для многовыводных элементов, выводы которых не кратны шагу сетки„хотя бы один вывод следует расположить в узле координатной сеткн.
9. Навесные двухвыводные радиоэлементы следует размещать на'плате параллельно линиям координатной сетки. 10. Для удобства автоматизации процесса установки элементы целесообразно устанавливать группами и рядами. 11. Расстояние между корпусами рядом расположенных радноэлементов выбирают из условия обеспечения необходимого. охлаждения, допустимой разности потенцналов (относительно выводов), исключающей электрический пробой, н виб- -21- роустойчивости при мехвоздействнях. Обычно оно равняется 1,0...1,5 мм, но не менее 0,5 мм при обязательной влагозащите узла лаковой пленкой.
Расстояние между корпусом радиоэлемента и краем ПП не менее 1,0 мм, а между выводом радио- элемента и краем ПП вЂ” не менее 2 мм. 12. Многовыводные радиозлемеиты, выводы которых не формуются (реле, трансформаторы и т.п.) устанавливаются на ПП с зазором ие менее 1,0 мм. Этот зазор обеспечивается стойками, плавками, шайбами и т.п. деталями.
13. Радиозлементы, подбираемые при настройке узла, закрепляются выводами на установленные в ПП контакты-штыри, а затем могут устанавливаться и распаиваться в отверстия ПП. 14. Для ответственных изделий выводы ралиозлементов подгибаются с обратной стороны платы, в остальных случаях их можно не подгибать. 15. Длины проводников должны быть минимальными. 16. Входные цепи должны быть по возможности короче для предотвращения подавления слабых сигналов шумами, а выходные — для уменьшения паводок на входные цепи и другие радиоэлемеиты.
17.Входные и выходные проводники следует размещать как можно дальше друг от друга и по возможности разделять зкранирующими участками фольги, 18. Пересечение проводников в одном слое не допускается. При необходимости можно использовать навесные перемычки, которые устанавливаются как навесные элементы. Их количество не должно превышать 5% от общего числа проводников. Для ДПП исключить пресечение можно переводом одного из проводников на другую сторону платы, Перекрещивание проводшпюв, распалояюнных на.обеих сторонах платы, должно бытыю возможности ортогональными для снижения образования паразитных паводок. 19. Печатные проводники рекомендуется выполнять прямолинейной формы, параллельной осям координат, нли проходящим под утлом кратным 15', что облегчает их получение автоматизированным способом; -22- йИ.
Спесебы компоновки Процесс разработки и компоновки чертежа ПП складывается из отделъных этапов: компоновка, вычерчивание, оформление. На кюкдом этапе конструктор использует различные приемы, сокрмцая общий цикл разработки чертежа. При этом конструктору приходится решать одновременно две задачи: размещение радио- элементов электрической схемы на печатной плате (нахождения их места на плате) н осуществление электрическях соединения между ними в соответствии с принцнпиалъной схемой пугем правильной прокладки печатных проводников.
Для выполнения компоновочных работ применяются следующие способы: — математические, которые имеют две разновидности: аналитическую и номографическую. При аналитической компоновке используют числовые значения различных компоновочных характерисппс: геометрические размеры элементов, нх объем, массу, энергопотребление и т.п. Суммируя их, нелучают плопвщь, объем, массу изделия и другие характеристики, по которым можно будет оценить будущую конотрукцвю. При этом способе количеспю вычислений очень велико, хотя они и простые. Этот способ применяется на начальных спщиях разработки нового изделия.
Упросппь такие расчеты можно применением ноьюграмм. — графический слособ — здесь используются те же приемы, которые выполняются в машиностроительном черчении. Он характеризуется большой длительностью процесса, .но прн этом практически невозможно сразу достигнуть удовлсшорительных результатов. Обычно требуется выполнить несколько вариантов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
