2.5. Конструкция электрических соединений эс

Виды электрических соединений в ЭС. Под электрическими соеди-нениями понимают линии передачи (ЛП) и электрические контакты, служащие для передачи сигналов и электриче­ской энергии между МС, ЭРЭ, модулями, образующими ЭС [5].

По выполняемым функциям различают сигнальные ЛП, объединяющие входы и выходы элементов и модулей и предназначенные для передачи сиг­налов, и электропитания, осуществляющие подвод электрической энергии к элементам. И в том и другом случае ЛП имеют обратный провод, называемый землей (линией нулевого потенциала, общим проводом), по которому проте­кают возвратные токи сигнальных линий и линий электропитания.

В зависимости от конструктивных особенностей обратного провода ЛП подразделяют:

- на симметричные, состоящие из двух одинаковых изолированных проводов;

- несимметричные с одним общим проводом для многих ЛП;

- коаксиальные, представляющие собой два разных по конструкции цилиндрических проводника с совмещенными осями (обратный провод есть оплетка коаксиального кабеля).

Выделяют неэкранированные и экранированные ЛП. Экраны послед­них обеспечивают защиту линий от воздействия электрических, магнитных и электромагнитных полей.

Электрические соединения бывают внутри- и межмодульными, внут­ри- и межъячеечными, внутри- и межблочными и т. п., что обусловливает их конструктивное исполнение.

Линии передачи должны обладать:

- минимальным активным и индуктивным сопротивлениями;

- однородным по длине линии волновым сопротивлением;

- минимальным полем вокруг линии при протекании по ней тока;

- способностью передавать электрические сигналы в широком диапа­зоне частот, токов и напряжений;

- минимальной толщиной изоляционного слоя провода с диэлектри-ческой проницаемостью, близкой к единице;

- способностью к объединению в узлы;

- возможностью осуществлять коммутацию без механической поддерж-ки;

- способностью к автоматизации при проведении монтажных работ.

Удовлетворить вышеперечисленным требованиям, используя какой-либо один тип ЛП, не представляется возможным. Поэтому в реальных кон­струкциях применяют разнообразные типы ЛП в зависимости от функцио­нальных особенностей как ЛП, так и аппаратуры.

На выбор типа ЛП влияют форма передаваемых сигналов, их напря­жение и частота, ослабление сигнала на единицу длины линии, механиче­ская гибкость, технологические требования и некоторые другие факторы.

Радиоэлектронные и вычислительные средства содержат разнообраз­ные по выполняемым функциям элементы и модули, отличающиеся харак­тером обрабатываемых сигналов, их мощностью, частотой и пр.

При пере­даче электрических сигналов по ЛП происходят искажения формы и спек­тра сигналов, их затухание. Искажение сигнала определяется степенью рассогласования параметров электронных схем с параметрами ЛП, взаим­ным влиянием расположенных по соседству ЛП, задержкой сигналов из-за конечного времени прохождения сигналов по ЛП.

Линии передачи ограни­чивают мощность, передаваемую от источника электроэнергии, и рассеива­ют в окружающее пространство электромагнитную энергию.

Выбор конструктивно-технологического варианта исполнения элек­трических соединений — важная и сложная задача, в значительной степени влияющая на качество проектируемых ЭС.

Электрический сигнал передается по проводнику тока, которым являются металлическая проволока (провод), пленочные и печатные проводники. В по­перечном сечении провода бывают круглыми или прямоугольными, пленочные и печатные проводники — только прямоугольными.

Провода защищаются изолирующими диэлектрическими оболочками либо оболочками и экранами. По волноводам и волоконно-оптическим ЛП передается электромагнитная энергия радиочастотного (волновод) и светового (световод) диапазонов.

На рис. 44 приведены виды ЛП и конструктивные особенности их ис­полнения, если читать рисунок из любого места по направлениям стрелок [5]. Например, существуют конструктивные исполнения ЛП в виде прямоуголь­ного неизолированного провода или круглого многожильного изолирован­ного провода.

Для повышения производительности труда при сборке ЭС, упрощения электромонтажных работ ЛП объединяют конструктивно-технологически в узлы (рис. 45), состоящие, например, в жгутах из нескольких десятков ли­ний. Чтение рисунка из любого места по направлениям стрелок позволяет получить название узла объединения [5], например спрессованный плоский кабель или печатный узел объединения.

Линии электропитания представляют собой объемные провода, пленочные и печатные проводники либо проводящие пластины.

Конструктив­ное исполнение сигнальных ЛП более разнообразно и во многом определя­ется частотным диапазоном передаваемых сигналов. Лишь оценив характер искажения сигналов в ЛП, можно правильно ее применить.

Все сигнальные линии связи разделяют на электрически длинные и электрически короткие, характер искажения сигналов в которых различен.

Рис. 44. Виды и конструктивные особенности линий передач

Рис. 45. Конструктивно-технологическое объединение линий передач

Электрически короткой (далее короткой) называют ЛП, длина которой для гармонического сигнала определяется по выражению

где - длина волны и частота сигнала;c – скорость света; - относительная диэлектрическая проницаемость среды, окружающей линию передачи.

При разложении импульсного сигнала в спектр в нем следует выде­лить гармонику наибольшей частоты и для нее определить длину короткой линии.

Электрически длинной называется линия передачи, геометрическая длина которой соизмерима с длиной волны наиболее высокочастотной составляющей спектра дискретного сигнала.

Расчет помех в коротких и длинных линиях передачи можно посмотреть в следующей литературе [5], [6], [9] и др., а также вопросы экранирования будут рассмотрены в дисциплине «Основы проектирования РЭС» на 6 курсе.

Конструкции сигнальных ЛП [5]. Монтажные провода. Материалами токопроводящих жил проводов являются медь и ее сплавы. С уменьшением габаритов аппаратуры, умень­шением длин и диаметров монтажных проводов, а также ужесточением тре­бований механических воздействий все большее применение стали находить медные сплавы, обладающие более высокой прочностью на разрыв, гибко­стью при незначительных ухудшениях проводи-мости.

Монтажные провода бывают одно- и многожильными. Высокая гиб­кость, долговечность и надежность провода в условиях воздействий ударов и вибраций обеспечивается свиванием нескольких одиночных проводов в многожильный. Промышленность выпускает многожильный провод на 3, 7, 12, 17, 19, 27 и 37 круглых жил.

Многожильный провод с суммарной пло­щадью поперечного сечения токопроводящих жил, равной площади попе­речного сечения одиночного провода, имеет несколько больший диаметр и стоимость, которые возрастают с увеличением числа жил.

Повышение ме­ханической прочности многожильных проводов достигается введением в конструкцию провода центральной упрочняющей стальной жилки.

Защиту от электрического замыкания провода на корпус изделия (монтажную панель, несущую конструкцию) или на соседний провод осу­ществляют нанесением на токопроводящую жилу изоляционного покрытия.

Материал и конструкция изоляции при минимальной толщине должны обеспечивать высокие значения электрических параметров (диэлектриче­скую прочность, сопротивление изоляции, диэлектрическую постоянную) в процессе и после приложения внешних воздействий, а также после длитель­ного хранения. В настоящее время существует большое разнообразие раз­личных типов изоляционных покрытий.

Провод выбирают исходя из требуемых условий эксплуатации, на­грузки по току, допустимого падения напряжения, утечки тока, диэлектри­ческой прочности.

Одножильные провода рекомендуется использовать в стационарной аппаратуре, не подверженной воздействиям ударов и вибраций.

Увеличение числа жил провода повышает его стойкость к многократ­ным перегибам в условиях воздействий вибраций. Многожильные провода применяют в бортовой аппаратуре.

Можно рекомендовать следующий размерный ряд сечений токопроводящих жил монтажных проводов: 0,03; 0,05; 0,08; 0,12; 0,20; 0,35; 0,50; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5 мм². Выбор диаметра провода зависит от протекающего тока и допус­тимого перегрева провода.

Плотности тока для различных диаметров проводов при длительных допустимых токовых нагрузках, приводящих к перегреву про­вода на 20 °С относительно окружающей среды, приведены в табл. 11.

Таблица 11

Допустимые токи нагрузки медных монтажных проводов

Из данных этой таблицы следует, что для проводов малых диаметров имеют место большие плотности токов за счет более активного теплообмена с окружающей средой.

Расчетные формулы для монтажных проводов:

- сопротивление

- длина

- допустимый ток

- падение напряжения

где — удельное сопротивление материала провода (табл. 12), Ом • мм²/м; d — диаметр провода, мм; l — длина провода, м; s — сечение провода, мм²; j — плотность тока, А/мм²; I — ток, А; — температурный коэффициент сопротивления материала провода (табл. 12);— перегрев провода, °С;U — напряжение, В.

В табл. 13 приведены наиболее широко используемые в ЭС марки монтажных проводов с указанием областей применения.

Таблица 12

Удельное сопротивление и температурные коэффициенты

сопротивления металлов проводов

Таблица 13

Марки монтажных проводов

Влияние электрических соединений на параметры конструкций ЭС. Компоновка ЭС связана с пространственным размещением компонентов по уровням конструкторской иерархии и неотделима от вопросов реализации электрических соединений, под которыми понимается часть конструкции, предназначенная для обеспечения электрически неразрывных связей при объединении нескольких более простых РЭС в одно более сложное. Электрические соединения обычно рассматриваются в двух аспектах: межконтактные соедине­ния и контактирование. Технологический процесс выполнения электрических соединений называется электромонтажом (монта-жом).

Конструкция электрических соединений в значительной степени опреде-ляет эффективность и качество конструкции всех ЭС. Искажение, затухание и задержка непрерывного или дискретного сигналов при распространении в электрической линии связи, а также перекрестные помехи могут нарушить нормальное функцио­нирование ЭС: вызвать сбой цифрового или изменить параметры аналогового устройства (коэффициент усиления, полосу пропуска­ния, устойчивость к возбуждению, фазовый сдвиг и т. д.). Трудоемкость сборочных и электромонтажных работ при произ­водстве ЭС составляет 40...60 % всей трудоемкости изготовления изделий. От качества электромонтажных работ в значительной степени зависят не только стоимость, но и надежность работы ЭС при эксплуатации, масса и габариты аппаратуры. Надежность ЭС при эксплуатации в значительной степени определяется числом контактов, входящих в электрические соединения, вероят­ность отказа каждого из которых соответствует примерно вероятности отказа всего узла на кристалле. Объем электрических соединений составляет 3...15 % всего физического объема блока ЭС (3...5 % при реализации электрических соединений печатными шлейфами; 10...15 % при реализации электрических соединений объемным проводом).

Конструкторско-технологические способы реализации электри­ческих соединений (рис. 46), возникшие в разное время, приме­няются в различных случаях и до настоящего времени [6]. Меж­контактные соединения выпол-няются печатным монтажом или объемным проводом.

Конструкции межконтактных электрических соединений на основе печатного монтажа. В настоящее время выпускаются односторонние, двусто-ронние, многослойные и гибкие печатные платы. К гибким печатным пла­там следует отнести и гибкие печатные шлейфы, и кабели. Суще­ствуют различные методы изготовления печатных плат [7]. К наиболее прогрессивным относятся гальванохимический метод, метод химического травления фольгированного диэлектрика, метод переноса изображения с запрессовкой в изоляционное основание, комбинированные методы.

Для изготовления односторонних и двухсторонних печатных плат используются гальванохимический и комбинированный (нега­тивный или позитивный) методы (субтрактивные методы). Гальванохимический метод при­меняется при производстве односторонних плат без металлизации отверстий для аппаратуры общего назначения. Наибольшее рас­пространение в произ-водстве двусторонних печатных плат полу­чил комбинированный позитивный метод, который по сравнению с негативным имеет следующие преимущества:

- отсутствие воздейст­вия электролитов на диэлектрическое основание платы, что дает возможность получать лучшие электрические характеристики и лучшую адгезию проводников с диэлектриком;

- более высокое ка­чество металлизации;

- простота оснастки при гальванической ме­таллизации;

- возможность механизации технологического процесса.

Достоинствами односторонних и двусторонних печатных плат являются простота и низкая трудоемкость изготовления. В то же время, этим платам присущи такие недостатки, как низкая плот­ность размещения навесных элементов, необходимость дополни­тельной экранировки, большие габариты и значительная масса.

При использовании многослойных печатных плат можно суще­ственно увеличить плотность монтажа путем добавления слоев без заметного увели-чения габаритов. Важным преимуществом многослойного печатного монтажа является размещение экрани­рующих слоев непосредственно в печатной плате. Металлический экранирующий слой может находиться между любыми внутренни­ми слоями или на наружных поверхностях. Экранирующие слои мо­гут быть соединены с конструктивными деталями рамы для улуч­шения теплоотвода. Многослойный печатный монтаж может быть защищен от механических повреждений и внешних воздействий нанесением дополни-тельного слоя диэлектрика.

Однако основными преимуществами многослойного печатного монтажа являются эко­номия объема при использовании узких и тонких токопроводящих металлических соединений и малогабаритных разъемов и потен­циально высокая надежность.

В то же время, многослойным печатным платам присущи сле­дующие недостатки:

- более жесткие допуски на размеры по срав­нению с допусками на размеры обычных печатных плат;

- большая трудоемкость проектирования;

- необходимость специализированно­го технологического оборудования; длительный технологический цикл и сложный процесс изготовления;

- необходимость тщательно­го контроля практически всех операций, начиная с изготовления оригиналов и кончая упаковкой готовой платы в промежуточную технологическую тару для передачи ее в монтажный цех, причем визуальный контроль труден или невозможен;

- высокая стоимость; низкая ремонтопригодность.

Однако в аппаратуре, для которой обеспечение минимальных габаритов и массы, а также максимально возможной надежности является основным требованием, мно­гослойные печатные платы незаменимы.

В технологии изготовления многослойных печатных плат су­ществуют два направления: изготовление с применением гальвано­химических процессов для получения межслойных соединений ме­тодом металлизации сквозных отверстий, методом попарного прес­сования или послойного наращивания; изготовление плат без меж­слойных соединений и получение их последующей сваркой или пайкой (метод открытых контактных площадок и метод высту­пающих выводов). Наиболее перспективным и широко примени­мым является метод металлизации сквозных отверстий. Он поз­воляет изготовлять платы с 10...16 слоями, механизировать про­цессы изготовления плат и сборки ячеек, обладает сравнительно невысокой трудоемкостью.

Рис. 46. Классификация конструкторско-технологических методов

реализации электрических соединений ЭС

Остальные методы изготовления многослойных печатных плат не нашли широкого применения. Метод послойного наращивания наиболее трудоемок и

длителен, а следовательно, нетехнологичен, и при новых разработках его применять не следует. Методы высту­пающих выводов и открытых контактных площадок с точки зре­ния технологичности изготовления многослойных печатных плат просты, так как не используют гальванохимических операций, но в дальнейшем приводят к повышению трудоемкости сборочных операций таких, как гибка и разводка выводов ИС. Для назван­ных методов характерны невысокая плотность монтажа, ограни­ченная применяемость ИС (только в корпусах с планарными вы­водами).

С целью повышения процента выпуска годных плат, примене­ния на предприятиях единого унифицированного технологического оборудования и снижения трудоемкости изготовления печатных плат произошел переход на единую базовую тех­нологию изготовления, которой является: химический метод — для односторонних плат; комбинированный позитивный метод — для двусторонних плат; полуаддитивный метод — для двусторонних плат с повышенной плотностью монтажа; метод металлизации сквозных отверстий — для многослойных печатных плат [7]. Подробная информация обо всех методах дана в [11], схематично этот материал имеется в [6].

Перспективы и пути совершенствования технологии изготовле­ния печатных плат заключаются в разработке экономически вы­годных и технически оправданных методов производства на базе прогрессивных технологических процессов с применением новых материалов. К числу важнейших свойств материалов, используе­мых для печатных плат, относятся хорошая технологичность, поз­воляющая легко перерабатывать их в процессе производства, вы­сокие электрофизические, физико-механические и физико-химичес­кие параметры, а также такие свойства, как устойчивость к воздействию ионизации, радиационная стойкость, способность рабо­тать в условиях вакуума. Материалы основания должны обеспе­чивать хорошую адгезию с токопроводящими покрытиями, мини­мальное коробление в процессе производства и эксплуатации.

Различные материалы в разной степени отвечают поставлен­ным требо-ваниям. Особенно существенно отличаются свойства не­органических и орга-нических полимерных материалов. Неоргани­ческие материалы характе-ризуются высокой нагревостойкостью, низким температурным коэффициентом расширения, хорошими ди­электрическими свойствами, влагостойкостью и отсутствием или очень малым выделением летучих продуктов в процессе воздейст­вия эксплуатационных температур. Некоторые из них имеют вы­сокую теплопроводность, особенно керамика, содержащая окись бериллия. Основные трудности при использовании керамических материалов возникают при их механической обработке. В этом от­ношении большими преимуществами обладает материал из слюды со стеклянным связывающим составом, однако он относительно дорог. Отмеченные недостатки неорганических материалов приво­дят к их редкому использованию при изготовлении печатных плат.

Широкое применение при изготовлении печатных плат получи­ли органические полимерные материалы [7]. Это объясняется большим разнообразием технологических приемов их переработ­ки и возможностью регулирования в широком диапазоне практи­чески всех наиболее важных технологических и эксплуатационных свойств.

Наиболее важными являются электрические и механичес­кие свойства; теплостойкость; влагостойкость; нагревостойкость; количественный и качест-венный составы летучих продуктов, выде­ляемых при воздействии эксплуа-тационных температур.

Наиболее распространенные материалы при изготовлении пе­чатных плат — гетинакс и стеклотекстолит. Гетинакс представля­ет собой слоистый прессованный материал из нескольких слоев бумаги, пропитанной феноло-формальдегидной, крезолоформальдегидной либо ксинолоформальдегидной смолой или их смесями. Этот материал обладает высокой электрической прочностью и ста­бильностью диэлектрических свойств, хорошо поддается механи­ческой обработке: расплавке, сверлению, точению фрезерованию. Используется как электроизоляционный материал для печатных плат, изготовляемых гальванохимическим способом. Стеклотексто­лит — слоистый пластик, состоящий из стеклоткани, пропитанной модифицированной фенолоформальдегидной смолой. Листовой стеклотекстолит поддается всем видам механической обработки, а также склеиванию.

Для изготовления многослойных печатных плат применяются главным образом фольгированные диэлектрики. Для фольгирования, как правило, используется медь, иногда алюминий и никель. Алюминий уступает меди из-за плохой паяемости. Основным не­достатком никеля является его высокая стоимость.

Среди фольгированных диэлектриков следует отметить фольгированный гети­накс, фольгированный стеклотекстолит, низкочастотный фольги­рованный диэлектрик, фольгированный армированный фторопласт. В последнее время для изготовления многослойных печатных плат все большее применение находят полиамидные материалы. По сравнению со стеклоэпоксидными пластиками полиамидные материалы допускают работу при более высокой температуре, благодаря хорошей гибкости более удобны для производства. Фольгированные полиамидные пластики изготовляются прессованием, прокаткой между валками, нанесением слоя смолы на фольгу. Марки некоторых отечественных диэлектриков приведены в табл. 14 [6].

Интервал рабочих температур для гетинакса равен (– 60...+80) , для текстолита – (- 60...+70), для стеклотекстолита – (- 60...+ 100), для полиамида – (- 260...+250), для керамики 22ХС – (- 260...+400), для фторопласта 4Д – (- 100...+260). Более подробные сведения о применяемых материалах следует смотреть в [11].

Слоистые материалы относительно малочувствительны к про­никновению влаги. Но и малое проникновение влаги может ока­зать существенное влияние на работоспособность аппаратуры. Вла­га проникает в материал главным образом через торцевые части платы. Однако, если поверхность платы имеет механические или химические повреждения, абсорбция может происходить и через поверхность. Поэтому для устранения влияния влаги на работу печатных плат и придания ячейке большей механической прочнос­ти рекомендуется использовать защитные покрытия.

При выборе материала основания ПП необхо­димо обратить внимание на следующее: предполагаемые механические воз­действия (вибрации, удары, линейное ускорение и т. п.); класс точности ПП (расстояние между проводниками); реализуемые электрические функции; быстродействие; условия эксплуатации; стоимость.

Надежное защитное покрытие для печатных плат должно об­ладать хорошими влагозащитными и диэлектрическими свойства­ми. Как правило, используются: покрытие односторонней платы только со стороны печатных проводников, при этом защищают проводящие дорожки и обрезанные края платы; двустороннее по­крытие печатной платы, в том числе и компонентов; заливка блока в целом.

Первые два метода предпочтительнее для ремонтопригодных плат; в этом случае целесообразно использовать прозрач­ное покрытие. Третий способ обычно применяют для неремонто­пригодных плат.

В настоящее время число материалов, применяемых для пок­рытия печатного монтажа со стороны проводников, очень велико. Многие из них хорошо совместимы с пайкой, т. е. их не надо уда­лять перед пайкой для присоединения или отпайки компонентов.

Покрытия наносят распылением при маскировании контактов. Ча­ще всего для покрытия используются лаки на основе алкидных стиреновых смол или быстросохнущие модифицированные фенольные смолы. Эти лаки высыхают на воздухе, они достаточно хоро­шо совместимы с канифольными флюсами.

Одним из недостатков лаков является то, что они выделяют органические пары, вызы­вающие коррозию используемых металлов.

Таблица 14

Фольгированные и нефольгированные материалы

Марка материала	Материал	Толщина материала, мм	Толщина фольги, мкм
НФД-180-1 СФ-1, СФ-2 ФДТ-1, ФДТ-2 ФДМ-1, ФДМ-2 ФДМЭ-1 ОТСФ-1; ОТСФ-2 ФДМТ-1, ФДМТ-2 ФТС-1, ФТС-2 СТФ-1, СТФ-2 СПТ-3 Э	Диэлектрик низкочастотный фольги-рованный Стеклотекстолит фольгированный Диэлектрик фольгированный тонкий Диэлектрик фольгированный для многослойного печатного монтажа Диэлектрик фольгированный для микроэлектроники Стеклотекстолит фольгированный особо тонкий Фольгированный травящийся диэлектрик для многослойного печатного монтажа Стеклотекстолит фольгированный травящийся Стеклотекстолит теплостойкий фоль-гированный Стеклоткань прокладочная травящаяся Стеклоткань, пропитанная лаком ЭИФ	0,8...3,0 0,25...2,0 0,5 0,2; 0,25 0,1 0,15; 0,20 0,1 0,08; 0,15; 0,5 0,13; 0,15; 0,20; 0,25; 1,0; 2,5 0,025 0,06...0,12	50 35 и 50 50 35 35 50 35 20...35 35 - -

Кремнийорганические лаки обладают хорошими свойствами и приме-няются в случаях, когда требуется максимальная тепловая долговечность. Однако они относительно непрочны механически и неустойчивы к некоторым растворителям. Винильные лаки обра­зуют плотные пленки с характе-ристиками, удовлетворяющими ме­ханическим и электрическим требованиям.

Очень популярны лаки на основе эпоксидной смолы: они дол­говечны, обладают хорошей адгезией к соответствующим образом подготовленным поверхностям и отличными электрическими свой­ствами. Однако они не позволяют создать ремонтопригодные по­крытия, поскольку их трудно удалять, и адгезия между отдельны­ми слоями при многослойном покрытии может быть плохой.

Из современных органических материалов для покрытий наи­большее распространение получили акрилы, полиуретаны и изомеризованная резина. Акриловые лаки по общим характеристикам аналогичны виниловым. Они влагоустойчивы и имеют хорошие электрические свойства, однако их стойкость по отношению к не­которым растворителям недостаточно велика. Такие лаки не пре­пятствуют пайке. Полиуретаны очень разнородны. Следует иметь в виду, что при высокой влажности их свойства хуже, чем у ма­териалов, полученных на основе двухкомпонентной системы. Пос­ледние создают на основе полиэфирной смолы, смешанной с изоцианатными компаундами непосредственно перед использованием. Такие материалы обладают хорошей стойкостью к растворителям и внешним воздействиям, а также имеют хорошие электрические свойства.

Все лаки можно использовать для покрытия печатных плат ме­тодами погружения или распыления. Для защиты можно приме­нять также парафины и другие изолирующие материалы, напри­мер раствор кремнийорганических полимеров в ксилене, который высыхает на воздухе и образует прозрачную воскообразную гиб­кую пленку с хорошими гидрофобными и диэлек-трическими свой­ствами.

Применяют в качестве основания печатной платы [7] анодированные алюминиевые пластины, окисная пленка которых обладает хорошими электроизоляционными свой­ствами. Применение металла в качестве основания многослойных печатных плат обеспечивает надежное крепление деталей, хоро­ший теплоотвод, заземление; плата может иметь самую разнооб­разную форму: угловую, ступенчатую, цилиндрическую. Элементы конструкции такой платы удовлетворяют тем же требованиям, что и элементы конструкций плат на изоляционном основании.

Каждый метод изготовления печатных плат предъявляет к эле­ментам их конструкции определенные технологические требования. Например, при изготовлении печатных проводников электрохими­ческим методом должны быть предусмотрены технологические про­водники, соединяющие весь монтаж между собой накоротко для обеспечения возможности отложения металла на всех соединени­ях схемы, а также намечены пути их разъединения на необходи­мые отдельные проводники. Это требует дополнительных техноло­гических отверстий на плате или каких-либо других мер.

Химический метод применяется для изготовления печатных плат из одностороннего фольгированного диэлектрика, чаще все­го гетинакса. Как правило, изготовление плат осуществляется на универсальных механизированных линиях, состоящих из отдель­ных автоматов и полуавтоматов, последовательно выполняющих операции технологического процесса. Для максимальной механи­зации и автоматизации процесса все печатные платы изготовля­ются на технологических заготовках одного габарита, на которых может быть скомпоновано до трех и более плат, т. е. использу­ется метод групповой обработки.

При конструировании печатных плат, из­готовляемых химическим методом, следует учитывать, что монтажные отверстия, как правило, выполняются без зенкования. Со стороны установки компонентов допускается зенкование монтаж­ных отверстий.

При изготовлении двусторонних печатных плат, как правило, используется комбинированный позитивный метод, при котором экспонирование рисунка соединений производится с фотопозитива (откуда и произошло название). Технологический процесс изго­товления двусторонних печатных плат комбинированным методом достаточно хорошо отработан и в значительной мере оснащен специальным оборудованием. При конструировании таких плат следует иметь в виду, что металлизированные отверстия мо­гут выполняться как с зенковкой, так и без нее. При отсутствии зенковки допускается уменьшение размеров контактных площа­док, что является одним из путей увеличения плотности монтажа.

Однако существенное увеличение плотности монтажа может быть достигнуто только при использовании многослойных печат­ных плат. Многослойные печатные платы рекомендуется изготов­лять методом металлизации сквозных отверстий. Сущность этого метода состоит в том, что необходимое число слоев, на которых тем или иным способом выполнены печатные соединения, склеи­вается (прессуется), после чего в полученной многослойной пла­те сверлят сквозные отверстия и металлизируют их. При этом те слои, которые должны быть соединены между собой, имеют кон­тактные площадки, торцевые части которых соединяются с метал­лизированными отверстиями (рис. 47, а). Рисунок соединений внут­ренних слоев многослойной печатной платы выполняется на за­готовках из одностороннего или двустороннего фольгированного диэлектрика фотохимическим способом, рисунок наружных сло­ев — комбинированным позитивным методом после прессования многослойной печатной платы.

Поскольку надежность межслойных соединений в значитель­ной мере зависит от качества соединения стенки металлизирован­ного отверстия с торцевой частью контактной площадки, исполь­зуют подтравливание диэлектрика внутри отверстия до металли­зации. При этом часть поверхности контактной площадки обнажа­ется и при металлизации отверстия получается более качественное соединение стенки отверстия с контактной площадкой данного слоя.

При необходимости повышения плотности проводящего рисунка пользуются методом металлизации сквозных отверстий с внутрен­ними межслойными переходами. При этом печатные платы следу­ет конструировать с применением двустороннего фольгированного материала. Для наружных слоев, слоев питания и экранов можно использовать и односторонний фоль-гированный материал. Конструкция печатной платы, выполненной методом металлиза­ции сквозных отверстий с внутренними межслойными переходами, приведена на рис. 47, б.

Одним из перспективных методов уве­личения плотности компоновки является использование в качестве основания керамики, на которую методом трафаретной печати наносят проводники (из проводящих паст) и резисторы (из резистивных паст). В процессе обжига подобной структуры при температуре около 600...700 происходит вжигание проводников и резисторов в основание, предварительно обожженное при температуре около 1600.

а б

Рис. 47. Многослойная печатная плата (а) и многослойная печатная плата с внутренними межслойными переходами (б): 1 - сквозное металлизированное отверстие; 2 – проводник; 3 – контактная площадка; 4 – диэлектрик; 5 – прокладочная стеклоткань; 6 – переходное металлизированное отверстие

В результате получают прочную, герметичную, химически инертную монолитную структуру со стабильными при эксплуатации размерами и высокой теплопро­водностью; ТКЛР (тепловой коэффициент линейного расширения) подобной структуры близок ТКЛР кремния, что позволяет непосредственно монтировать на такую подложку бескорпусные кристаллы БИС или кристаллы, помещенные в керамический микрокорпус (кристалл-лоноситель, кристаллодержатель). Недостатками многослойных керамических подложек яв­ляются большая масса и трудно контролируемая усадка при спекании, что затрудняет повторяемость геометрических размеров подложек и волнового сопротивления линий связи. Кроме того, большая диэлектрическая проницаемость керамики (= 8,5...9,5) обусловливает значительную паразитную связь между проводни­ками, расположенными в разных слоях, что особенно нежела­тельно для быстродействующих схем.

Конструкции межконтактных соединений из объемного провода [6]. Несмотря на худшие массогабаритные и экономические параметры (по сравнению с печатным монтажом), электрические соединения из объемного провода используются в опытном производстве (не надо изготовлять фотошаблонов), для выполнения навесных электричес­ких соединений в ИС (в дополнение к планарному монтажу и для соединения контактных площадок ИС с внешними выводами), для осуществления длинных или высокочастотных связей и т. д. В настоящее время промышленность выпускает обширную номенкла­туру объемных проводов: одножильные без изоляции (золотые, алюминиевые, медные, медные луженые); с изоляцией (волокнис­той, пласт-массовой, резиновой, лаковой); экранированные; коакси­альные кабели; многожильные кабели (опрессованные, тканые, клееные, собранные и увязанные в круглый жгут).

Провода без изоляции диаметром 10...150 мкм используют в основном для электрических соединений ИС и микросборок [6]. Параметры проводов из золота, алюминия и его сплавов приведены в табл. 15 и 16. Выбор конкретного проводника зависит от ряда факторов: силы протекающего тока; возможности автоматизированного монтажа (в этом случае относительное удлинение должно быть не более 3...7 %); требований по прочности, стоимости, методу контактирования (пайка, сварка), допустимости провисания провода. Золотая проволока более дорогая, но хорошо поддается пайке и сварке, совместима практически со всеми материалами контактных площадок, но менее прочная. Провода из алюминия и его сплавов более дешевые, лучше совместимы с алюминиевыми контактными площадками, но способствуют возникновению трещин на границе раздела провода и контактной площадки, что особенно опасно при дополнительных механических нагрузках, например из-за внутренних напряжений в герметизирующем полимере. Для золотых проводов используется в основном термокомпрессионная сварка, а для алюминиевых — ультразвуковая. Если провисание недопустимо, то используют более прочный провод, пред­усматривают его промежуточное крепление каплей компаунда (если длина перемычки превышает 3 мм).

Провода с изоляцией [6]. Для реализации электрических соединений в пределах платы, блока, шкафа наряду с печатным монтажом широко используют монтаж объемными проводами с изоляцией и их сборками в виде скрученных пар (бифиляров), скрученных троек, плоских кабелей и круглых жгутов. В ряде случаев монтаж объемными проводниками экономичнее, чем с помощью печатных плат (например, если плата большая и насыщенная, а монтаж объемным проводом выполняется автоматизированным методом). Электрические соединения объемным проводом по­зволяют вносить изменения и облегчают ремонт, но затрудняют воспроизводимость параметров электри-ческих связей (волнового сопротивления, паразитных параметров). Провода, предназначен­ные для скруток, могут быть одножильными (МНВ) и мно­гожильными (МНВ-Г). В первом случае контактирование осу­ществляется накруткой (рис. 46), во втором — пайкой.

Таблица 15

Прочностные параметры золотых проводов

Таблица 16

Прочностные характеристики алюминиевых проводов

Монтаж накруткой [6], [12]. Этот метод монтажа представляет собой механическое постоянное соединение металлического штыревого вывода с острыми гранями с накрученным одножильным оголенным проводом. Накрутку оголенного провода производят с определенным натягом, вследствие чего в местах соприкосновения провода и штыря возникают упругие напряжения. Соединение двух металлов с большим постоянным натягом обеспечивает хороший электрический контакт и стабильность его во времени.

Существуют два вида монтажа накруткой. В первом электрическая связь осуществляется между штырем вывода и накручиваемым проводом (рис. 48). Во втором (бандажирование) электрическая связь осуществляется между двумя штырями (штырем и выводом радиоэлемента, штырем и одножильным проводом), последние прикручиваются друг к другу проводом (рис. 49).

Количество витков накручиваемого провода обычно не превышает шести. Концентрация напряжения в точках контактирования оценивается средним давлением около Па. Для повышения надежности к виткам из неизолированного провода добавляют один-два витка провода с изоляцией, что практически в два раза повышает общую надежность соединения.

Как показали испытания и эксплуатация устройств, где использовался монтаж накруткой, надежность их на один-два порядка превышала надежность соединения пайкой. Кроме того, осуществление монтажа накруткой может быть легко автоматизировано, его выполняют при нормальных температурах, не вызывая локальных перегревов; при необходимости монтаж накруткой может быть легко демонтирован. Недостаток монтажа накруткой – сравнительно невысокая плотность размещения соединений.

Рис. 48. Схема монтажа накруткой (а) и варианты сечения штырей (б) для монтажа накруткой: 1 – сжатие; 2 – выемка; 3 – провод; 4 – штыревой вывод; 5 – сосредоточенные контактные усилия; 6 – угол скручивания

Монтаж пружинными захватами [12]. Этот монтаж, как и монтаж накруткой, является одним из методов механического контактирования. Здесь пружинные захваты прижимают жесткий или многожильный провод к имеющему специальное покрытие контактному штырю с такой силой, что образуется вакуум – плотное соединение. При этом с провода удаляется изоляция. На рис. 50 схематически представлен этот вид монтажа для случая, когда на один контактный штырь монтируются с помощью захватов по три проводника. Каждый из захватов с помощью несложного приспособления может быть легко снят или расслаблен, передвинут вдоль штыря и снова зажат. Фирма «Ampex Inc», впервые применившая этот вид монтажа, разработала автоматические станки с программным управлением, осуществляющие монтажные соединения с шагом 1,9...2,5 мм.

Рис. 49. Схема монтажа бандажированием

Рис. 50. Схема монтажа пружинными захватами: 1 – штырь; 2 – пружинный захват; 3 – многожильный провод

Использование ленточных (плоских) проводов и кабелей (рис. 51) позволяет снизить габариты и массу электрических соединений на 40...60 % и более при значительном увеличении плотности компоновки, а также уменьшить трудоемкость монтажа на 20...40 % благодаря применению средств механизации и автома­тизации [6]. Прочность ленточных проводов на разрыв в 3...5 раз выше, чем прочность обычных монтажных проводов; расположе­ние жил в одной плоскости увеличивает гибкость соединительных устройств. У ленточных кабелей лучше теплоотвод и выше стабильность электрических параметров, особенно при применении экрана из фольгированного диэлектрика. В производстве удобны плетеные кабели, представляющие совокупность проводов, переп­летенных изолирующей нитью (рис. 51, в). Изготовляются они на станках типа ткацких, могут включать провода различных сечений и типов: скрученные пары, одно- или многожильные провода, экранированные и без экрана, коаксиальные кабели. Например, тканый кабель типа 12В-ЗН-0,35 содержит 12 высо­кочастотных проводов и 3 низкочастотных провода сечением 0,35 мм²; длина кабеля 25 м. Разрезанием скрепляющих нитей можно освободить нужный проводник в том или ином месте кабеля.

Иногда в ЭС применяют кабели, основой которых является резиновый ремень (рис. 52) с перфорированными отверстиями [6]. Монтажные провода типа ГФ, ГФЭ, МГТФ, МГТФЭ пропускают через отверстия и распаивают на платах. Монтаж гибких матриц на основе резиновых ремней поддается автоматизации.

Рис. 51. Конструкции плоских кабелей: а – клееные; б –

опресованные; в - плетеные

Характеристики некоторых типов проводов и кабелей приведены в табл. 17...19 [6]. Иногда используются жгуты круглого сечения, которые получают увязкой некоторого количества одиночных проводников. Длинные проводники укладывают с наружной стороны жгута, экранированные проводники и проводники малых сечений — внутри жгута.

Автоматизированные методы электромонтажа [6] различаются в основном способами контактирования: накруткой, сваркой, пайкой. Наиболее распространен монтаж накруткой (см. рис. 48...49). Ис­пользуют изолированные провода с медной посеребренной жилой диаметром 0,16 ... 0,5 мм. При ручной работе производительность монтажа 175 соед./ч, при автоматической - 900...1000 соед./ч. Недостатком метода является большой объем контактного узла (необходимо 4...6 витков на одно соединение и до трех соединений на одном штыре), что также ухудшает частотные характеристики узла. Контактные штыри располагают с шагом 2,5(2,54) и 1,25(1,27) мм. Минимальное сечение штырей 0,3 х 0,3 мм.

Стежковый монтаж основан на автоматическом прокладывании трасс и контактировании их пайкой или сваркой [6]. При контактировании пайкой трассы прокладываются с помощью полой иглы с медным проводом диаметром 0,16...0,32 мм, проходящей через отверстия в плате. Пайке подвергаются пет­ли, выходящие с противоположной от трасс стороны.

Рис. 52. Конструкция монтажа с использованием перфорированного резинового ремня: а – конструкция ремня с полками для крепления плат; б – конструкция монтажа со сложенным ремнем; 1 – печатная плата; 2 – резиновый перфорированный ремень; 3 – провода типа ГФ-100 или МГТФ; 4...6 – крепление платы

Таблица 17

Параметры плоских кабелей для ЭС

Ско­рость монтажа пайкой при ручной работе 150 соед./ч, а в автоматическом режиме 375 соед./ч. При контактировании свар­кой он осуществляется со стороны проложенных трасс из ни­келевого провода к стальным штифтам, запрессованным в печат­ную плату, или к печатным

Таблица 18

Характеристики изолированных проводов, используемых для

электрических соединений ЭС

Таблица 19

Параметры кабельных изделий для ЭС

контактным площадкам из ме­ди, имеющим покрытие из нержавеющей стали (рис. 53). Ско­рость контактирования в автоматическом режиме 400...500 соед./ч.

Метод протыкания изоляции основан на непрерывной прокладке и прижиме медного повода диаметром 0,25 мм к контактам, имею­щим вырезы.

Особо следует остановиться на методе Multiwire (рис. 54), при котором медная проволока диаметром 0,1...0,16 мм накла­дывается на адгезионный слой, затем с помощью металлизирован­ных отверстий соединяется с печатной схемой. Производитель­ность метода 800 соед./ч. При диаметре провода 0,1 мм уклады­вается 39,4 см провода на 1 см² площади платы.

Конструкции контактных соединений [6]. Число контактов ЭС соизмеримо с числом основных функ­циональных элементов (и даже превышает это число). По­этому стоимость производства и надежность эксплуатации ЭС в значительной степени определяются конструкцией контактов и технологией их реализации в производстве. Ос­новным назначением контактного соединения является переда­ча электрической энергии от одного проводника к дру­гому. Кроме того, контакт является: элементом конструкции, предназначенным для крепления элементов; точкой возможного разрыва цепи, облегчающей ее монтаж и обслуживание; точкой испытания схемы; каналом передачи тепла, выделяемого в элементах.

Рис. 53. Структура площадки Рис. 54. Монтаж методом Multiwire:

под сварку на печатной плате: 1 – изолированные проводники диаметром

1 – основание платы; 2 – слой 0,16 мм; 2 – слой клеящего вещества; 3 –

меди (38...51 мкм); 3 – нержаве- медные шины питания и заземления; 4 –

ющая сталь (76 мкм); 4 – слой металлизированные отверстия; 5 – слой

никеля (3...4 мкм) изолированных проводников с другой

стороны платы; 6 – пересечение изоли-

рованных проводников

Основные виды контактных соединений (неразъемные, ограни­ченно-разъемные, разъемные) появились задолго до появления ЭС в микроэлектронном исполнении. Однако создание микро­электронной аппаратуры потребовало их дальнейшего развития с целью минимизации габаритов и массы, увеличения надежности; снижения стоимости производства и эксплуатации, обеспечения работы с милливольтовыми и микроамперными сигналами; повышения граничной частоты, обеспечения минимума излучения в окружающее пространство и т. д.

Неразъемные контактные соединения являются наиболее распрост-раненными в конструкциях ЭС ввиду их высокой надеж­ности, малых габаритов и низкой стоимости. Малые габариты обусловливают также хорошие частотные свойства контактов. Неразъемные контактные соединения реалии-зуются пайкой, свар­кой, клейкой. Преимуществами контактирования пайкой являются простота процесса и хорошая ремонтопригодность. Технология накладывает ограничения на конструкцию. Так, для того чтобы припой заполнил зазор между металлизацией отверстия в плате и вставляемым в это отверстие выводом, зазор должен составлять 0,1...0,15 мм. При меньшем зазоре припой будет пористым, при большем - он может не проникнуть на всю толщину платы. В первом случае капиллярный эффект будет велик, а во вто­ром — слишком мал. При контактировании сваркой необходимо обеспечить локализацию тепла. Сварка с медной фольгой не дает стабильного качества из-за высокой теплопроводности меди (10...20 % сварных контактов могут быть перегреты или недогреты). Поэтому материал контактной поверхности под сварку выбирается с меньшей, чем у меди, теплопроводностью (никель, нержавеющая сталь). Плакирование (плакировка) (от франц. plaquer — накладывать, покрывать) - нанесение методом горячей прокатки или прессования на поверхность металлических листов, плит, труб, проволоки тонкого слоя другого металла или сплава (например, латунного покрытия на стальные листы).

Иногда для контактирования несущей конструкции из литого алюми-ниевого сплава используется аргонодуговая сварка (рис. 55, а). В этом случае место контакта защищается от коррозии компаундом.

Контактирование клейкой осуществляется с помощью токопроводящего клея, состоящего из мелкодисперсного серебра и эпоксидной связки. Ввиду высокой стоимости, неконтролируемого размера контактного соединения, низкой стабильности во времени этот метод широкого применения не нашел [6].

Контактные соединения, осуществляемые методом фрикционно-пластической деформации (для контактирования корпусов из легких, например магниевых, сплавов), выполняются с помощью металлических заклепок или самонарезающих винтов (рис. 56...57). Для защиты от коррозии место контакта защищается компаундом.

Ограниченно-разъемное контактное соединение может осущест­вляться прижимом контактируемых поверхностей с помощью жесткого (земляная клемма на несущей конструкции), упругого металлического (рис. 58) или эластичного полимерного контакта (рис. 59).

Рис. 55. Соединение сваркой контактного лепестка из плакированного медью алюминиевого сплава с помощью аргонодуговой сварки (а) и точечной электросварки (б): 1 – место сварки; 2 – лепестки; 3 – корпус; 4 – плакированная поверхность; 5 – компаунд

Рис. 56. Соединение лепестка с листовым корпусом холодной сваркой: 1 – корпус; 2 – плакирующий слой; 3 - лепесток

Рис. 57. Присоединение лепестка к литому корпусу с помощью самонарезающего винта: 1 – корпус; 2 – лепесток; 3 – винт; 4 – компаунд

Рис. 58. Упругий металлический контакт, выполненный гибкой скобой (а) и с помощью прокалывающего изоляцию контакта (б): 1 – контакт; 2 – печатная плата; 3 – плоский кабель

Эластичный контакт может быть получен путем нанесения на сили-коновую резину или покрывающую ее полиамидную пленку проводящих линий (рис. 59, г...д), а также с помощью эластомера с наполнителем из мелкодисперсного серебра, меди, никеля, графита (рис. 59, з). В зависимости от количества наполнителя переходное сопротивление для эластомера с наполнителем может меняться от 0,1 до 1000 Ом. Эластомерные контакты могут выпол­няться и в разъемном варианте. Пре­имуществами эластомерных контактов являются исключение арматуры; простота сборки и разборки; улучшенные частотные характеристики (работоспо­собность вплоть до частот 3...5 ГГц); повышенная виброустойчивость (при достаточном при­жиме).

Разъемные контактные соединения [6], [12] позволяют увеличить ремонтопригод­ность при эксплуатации и упростить сборку ЭС. Однако при этом увели­чиваются масса, габариты и стоимость контактного соединения. Кроме того, ресурс разъемных соединений не пре­вышает нескольких тысяч соедине­ний/разъединений, а устойчивость к механическим и климатическим воздей­ствиям значительно хуже, чем у не­разъемных соединений. В конст-рукции ЭС широко применяются низко- и высокочастотные разъемные соеди-нители. Различают низкочастотные соединители непосредст­венного контак-тирования (печатная плата — розетка соединителя, рис. 60), косвенного контактирования (вилка — розетка соедини­теля, рис. 61), с нулевым усилием сочленения (рис. 62).

Необходимость использования соединителей с нулевым уси­лием сочленения обусловлена: увеличением контактного давления с целью снижения переходного сопротивления; недопустимым увеличением усилия стыко-ки/расстыковки соединителя при числе контактов более 50; короблением плат, вызывающим неравно­мерное поджатие контактов и затрудняющим стыков-ку/рассты­ковку соединителей. Использование таких соединителей позволяет замыкать контакты в нужном порядке, например шины заземле­ния— шины питания—сигнальные шины при включении и в обратном порядке при выключении.

Соединение радиочастотных кабелей между собой и с РЭС или их частями осуществляется с помощью высокочастотных (коаксиальных) соеди-нителей (рис. 63), которые различаются по типу соединения (резьбовое, врубное, байонетное) и по примене­нию (кабельное, приборное, переходное, разветвительное).

Требования к контактным соединениям [6]. Одни требования являются общими для разъемных и неразъемных соединений, а часть — специфичными для того или иного вида контактных соединений. Общими требованиями являются: минимальное пере­ходное сопротивление соединения и его нестабильность, доста­точная механическая прочность.

Разъемные контактные соединения характеризуются дополнитель-ными параметрами: переходным сопротивлением (Ом) после заданного числа сое­динений / разъединений: 0,01 (20...30) % для новых кон­тактов; не более 0,02 Ом после заданного числа соедине­ний/разъединений; отсутст­вием гальванических пар при работе с микротоками; отсутствием перегрева при работе с большими тока­ми (=+ 10...150⁰С; при 200...220 ⁰С происходит разло­жение оксидов серебра); ми­нимальным усилием соедине­ния/разъединения контактов.

Рис. 59. Варианты конструкции эластомерных контактов: а – соединение печатных плат контактами с проводящими дорожками; б – кнопка; в – соединение ИС с гибкой печатной платой; г – соединение линий СВЧ; д – соединитель с проводящими дорожками; е – эластомерный носитель ИС со столбиковыми выводами; ж – соединение печатных плат контактами с проводящим объемом; з – эластомерный соединитель из чередующихся проводящих и непроводящих объемов; 1 – печатная плата; 2 – тело эластомерного контактирующего элемента; 3 – проводящая дорожка; 4 – гибкая печатная плата; 5 – ИС с планарными выводами; 6 – прижимный эластомер; 7 – подложка со схемой СВЧ; 8 – кристалл ИС со столбиковыми выводами; 9 – объемный проводник; 10 – проводящий объем

Контактные пары, предназна­ченные для разъемного соединения коаксиальных кабелей, характеризуются следующими дополнительными параметрами: максимальной граничной часто­той (превышение частоты может вызвать перегрев контактов); допустимой и номинальной мощностью; коэффициентом стоячей волны по напряжению; степенью излучения энергии.

Рис. 60. Низкочастотный соединитель непосредственного контакти-рования: 1 – печатная плата ячейки; 2 – розетка соединителя; 3 – плата для межъячеечной коммутации

Основными параметрами неразъемных контактных соединений являются: незначительное воздействие технологических факторов на соседние участки; хорошая ремонтопригодность; возможность механизации и автоматизации технологического процесса контак­тирования. Неразъемные контактные соединения ИС должны отвечать следующим дополнительным требованиям: прочность соединения должна быть не ниже прочности соединяемых элементов; возможность соединения элементов из различных материалов и различных типоразмеров (например, золотой проволоки диаметром 40 мкм и алюминиевой контактной площад­ки толщиной 1 мкм).

При разработке конструкций электрических соединений оп­ределяют [6]:

- сечение жил связей;

- конструкцию проводников (од­ножильный, многожильный, серебряный, луженый, с изоляцией или без нее, коаксиальный, экранированный, высоковольтный, низковольтный, печатный, пленочный и т. д.);

- конструкцию со­вокупности проводников (скрутка проводников, жгут круглого сечения, плоский кабель, печатный монтаж платы и т. д.);

- ме­тоды крепления отдельных проводников и их совокупности;

- расстояние между отдельными проводниками;

- взаимное расположе­ние проводников (ортогональное, под углом, параллельное);

- конструкцию контактных соединений (разъемные и неразъемные); расположение элементов согласования и фильтрации.

Рис. 61. Низкочастотные соединители с гиперболическими контактами: а – вилка штепсельная соединительная ГРПМ2; б - вилка соединительная ГРПМ9; в – гиперболоидное гнездо соединителей типа ГРПМ; 1 – кольцо; 2 – гильза; 3 – упругая проволока; 4 – штепсельное гнездо

Рис. 62. Соединитель с нулевым усилием сочленения для печатной платы: 1 – кулачковый ключ; 2 – замок; 3 – печатная плата; 4 – розетка соединителя

При этом учитываются не только схемотехнические, но и технологические факторы: номенклатура используемых технологических процессов, их стабильность, характеристики оборудования и оснастки, параме­тры материалов конструкции; их устойчивость к технологическим воздействиям.

Конструкция межплатных и межблочных электрических соеди­нений [6] в значительной степени зависит от характера взаимно­го расположения плат и блоков (централизованное расположе­ние ячеек в блоке, децентрализованное расположение блоков), мощности, амплитуды, частотного диапазона сигналов, поме­хоустойчивости элементной базы. При централизованном рас­положении ячеек в блоке контактирование ячеек осуществляет­ся либо с помощью печатных контактных площадок, либо разъемными соединителями, установленными на платах. Ответ­ные части соединителей устанавливаются на коммутирующем основании блока, которое часто выполняется в виде печатной платы. Такая плата может быть либо двусторонней, либо многослойной, содержащей до 12 слоев коммутации. В ря­де случаев в дополнение к печатному может быть использован монтаж объемным проводом (например, для подвода питания). Неразъемное контактирование межблочных соединений осущест­вляется пайкой или накруткой. В последнем случае габариты его увеличиваются, но появляется возможность автоматизации монтажа, что особенно актуально для сложных наземных стаци­онарных ЭС.

Рис. 63. Конструкция соединителя ВЧ (а) и схема монтажа в блоке без экрана (б) и с экраном (в): 1 – ВЧ-соединитель; 2 – панель или стенка шасси; 3 – шасси аппаратуры; 4 – скоба крепления; 5 – коаксиальный кабель; 6 – прокладка; 7 – изоляционная трубка; 8 – лепесток заземления; 9 – экран

Как при централизованном, так и при децентрализованном расположении блоки обычно объединяют с помощью объемного провода, а контактирование осуществляется разъемными соеди­нителями (низко- или высокочастотными). При большой длине межблочных связей необходимо учитывать возможность искаже­ния и затухания сигналов, а также перекрестные помехи, что ограничивает длину связей и требует использования кабельных усилителей. Мощность, амплитуда и частотный диапазон сигналов влияют на выбор конструкции проводников (экранированный провод, коаксиальный кабель, одиночный провод без экрана, скрученная пара или тройка и т. д.) и сечения проводящей жилы. В плоском кабеле для уменьшения взаимной связи сигнальные проводники часто отделяют друг от друга проводниками с нулевым потенциалом, а если рядом расположено несколько плоских кабелей, то между ними размещают экранирующие прокладки из медной фольги.