Информационные технологии проектирования радиоэлектронных средств.-1

40

Таблица 2.7 – Группы жесткости ПП

2.7Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий

Следует определить основные способы защиты как всего устройства в целом, так и отдельных его блоков, ячеек и наиболее ответственных деталей от воздействий внешней среды климатических, механических воздействий и помехонесущих полей.

При анализе вопросов защиты РЭС от условий эксплуатации следует определить возможность и необходимость применения следующих способов защиты:

-полная, либо частичная герметизация всего устройства с помощью корпусов (кожухов);

-герметизация отдельных ячеек и деталей заливкой, пропиткой, обволакиванием, опрессовкой;

-защита с помощью металлических, неметаллических неорганических и лакокрасочных покрытий.

При выборе способов защиты от механических воздействий рекомендуется рассмотреть следующие вопросы:

-изменение соотношения между собственной частотой конструкции устройства и частотами источника возмущающей силы;

-применение вибропоглощающих материалов (резина, поролон, полиуретан и др.);

-полная или частичная амортизация устройства (между изолируемой конструкцией и основанием устанавливаются амортизаторы);

-локальная амортизация отдельных ячеек и узлов;

-уравновешивание возмущающих нагрузок механизмов (добавление противовесов или снятие излишнего материала);

-защита путем обеспечения вибропрочности элементов и несущих конструкций устройства.

При выборе способов защиты устройства от помехонесущих полей целесообразно использовать такие способы, как:

-экранирование всего устройства в целом, либо отдельных его частей;

42

2.9Определение вариантов установки ЭРЭ

На данном этапе топологического проектирования ПП осуществляется выбор вариантов установки ЭРЭ с определением габаритно-установочных размеров по ОСТ 4.010.030-81. Эта процедура необходима для определения габаритных размеров ПП (или возможности размещения ЭРЭ на печатной плате при заданных габаритах с учетом обеспечения теплового и механического режимов работы ЭРЭ), выбора геометрических моделей, применяемых в пакетах САПР ПП и геометрических примитивов (упрощенных изображений) в конструкторской документации.

Для всех применяемых в проекте ЭРЭ следует установить массу, габаритные размеры, установочные площади Si, диаметры выводов dв. Масса и габаритные размеры употребляемых ЭРЭ влияют на выбор вариантов и мест их установки, а также способов дополнительного крепления.

Диаметры выводов ЭРЭ необходимы для расчета диаметров монтажных отверстий.

Габаритные размеры, а точнее установочные площади, позволяют предварительно оценить площадь печатной платы.

Установочная площадь электрорадиоэлемента Si вычисляется по фор-

где L и В – длина и ширина ЭРЭ по установочным размерам, в соответствие с вариантом установки по ОСТ 4.010.030-81 «Установка навесных элементов на печатные платы».

Поскольку, в общем случае, Si может определяться длиной и высотой ЭРЭ, шириной и высотой или вариантом расположения на плате (рисунок 2.12) и иметь при этом разные значения, то желательно определять минимальную и максимальную установочные площади.

a) Si = 1.3D2; б) Si = 1.3D H

Рисунок 2.12 – Влияние варианта установки ЭРЭ на установочную площадь

При вычислении установочной площади ЭРЭ следует помнить, что установочные размеры, особенно для компонентов с разнонаправленными выводами, могут зависеть от шага координатной сетки при одном и том же варианте установки.

43

Перед выполнением формирования изображений посадочных мест радиоэлементов следует выписать из справочников все необходимые данные об их установочных размерах и цоколевке. Следует еще раз уточнить – подходят ли они для печатного монтажа, не слишком ли велики их размеры по сравнению с другими элементами.

Из справочников следует выписать также обозначения радиоэлементов в конструкторских документах (ТУ, ГОСТ).

Информацию о применяемых в проекте ЭРЭ удобно представить в форме таблицы конструктивных характеристик ЭРЭ (таблица 2.8).

Таблица 2.8 – Форма таблицы конструктивных характеристик ЭРЭ

2.10 Выбор материала основания

Материал основания ПП (см. таблицу 2.9) выбирается исходя из:

-электрических характеристик (частотный диапазон, пробивное напряжение и т.д.);

-климатических воздействий (температура и влажность);

-стойкости к механическим и другим внешним воздействиям (прочность, жесткость, ударная вязкость и т. д.);

-типа печатной платы (количество слоев) и предполагаемой технологии изготовления, стоимости.

Таблица 2.9 – Назначение материалов оснований ПП

По частоте (см. таблицу 2.10) материалы делятся на работающие при частотах до 106 Гц (гетинакс, стеклотекстолит и др.) и до 1010 Гц (фторопласт и др.).

47

Наиболее дешевым материалом является фольгированный гетинакс. Тем не менее, его редко применяют при жестких климатических и механических воздействиях, при высоких рабочих напряжениях и малых зазорах между печатными элементами, в герметичном РЭС. Он также не рекомендуется при металлизации отверстий.

Наибольшее распространение в производстве ПП получили фольгированный гетинакс марок ГФ-1 (фольгированный с одной стороны), ГФ-2 (фольгированный с двух сторон) и фольгированный стеклотекстолит марок СФ-1 (фольгированный с одной стороны), СФ-2 (фольгированный с двух сторон).

Толщина основания ПП зависит от типа печатной платы (ОПП, ДПП, МПП), ее размеров, особенностей эксплуатации и, прежде всего, от механических воздействий – вибрации, ускорения, наличия крупных навесных элементов и т.д.

Установлен следующий размерный ряд значений толщины оснований ПП (в мм) – как гибких, так и жестких:

Наибольшее распространение получили толщины 1.0 и 1.5 мм. Толщина 1.0 мм обычно используется для ПП с габаритами сторон не более 100 мм.

При выборе материала основания следует учитывать, что толщина фольги определяет и возможность получения минимальной ширины проводников (4-й, 5-й класс точности, таблица 2.6): чем тоньше проводник, тем уже его можно сделать.

48

2.11 Определение габаритных размеров ПП

Габариты и конфигурация ПП задаются в ЧТЗ одним из следующих способов:

1.Жестко – указанием всех необходимых размеров, определяемых конфигурацией платы.

2.Ориентировочно – указанием размеров других плат изделия с целью их унификации.

3.Ориентировочно – указанием площади платы.

4.Ориентировочно – указанием площади платы и соотношения сто-

рон.

По конфигурации наиболее предпочтительна прямоугольная форма ПП. Круглая и другие формы должны применяться лишь в технически обоснованных случаях.

В любом случае следует определить необходимую площадь ПП. Если размеры ПП заданы жестко (первый случай), то вычисление монтажной зоны позволяет оценить возможность размещения ЭРЭ, определенных перечнем элементов, на заданной площади печатной платы. При необходимости могут быть скорректированы варианты установки ЭРЭ. В других случаях нахождение площади, занимаемой ЭРЭ, является основанием для выбора численных значений габаритных размеров ПП.

Площадь монтажной зоны, занимаемая ЭРЭ SЭРЭ, вычисляется как сумма установочных площадей ЭРЭ Si, определенных при анализе ЧТЗ (см. формулу 2.1). Расчетная площадь печатной платы SP, определяется как:

Si , (2.2) kЗ

где kЗ 0.6…0.7 – коэффициент заполнения по площади.

Длину и ширину монтажной зоны приблизительно можно определить по (2.3):

Площадь ПП состоит из рабочей (монтажной) зоны и зоны краевого поля, предусматриваемого для вспомогательных целей (размещения разъемов, крепежных отверстий, зон для направляющих элементов и т.п.) (рисунок

2.13).

Ширина краевого поля есть расстояние от края ПП до первого ряда посадочных мест. Она состоит из четырех зон:

X1 – ширина краевого поля (1.5…5 мм) по оси X (как правило, одинакова слева и справа), которая определяется направляющими элементами конструкции, конструкцией выводов устанавливаемых на ПП ЭРЭ, крепежными изделиями и т.д.;