Разработка и расчёт варианта компоновки печатной платы заданной э3.

Как известно из инженерной практики правильное размещение корпусов ИС на печатной плате конструктивной иерархии первого уровня зависят их габаритные размеры схемы, масса, помехоустойчивость и т.д. Естественно, чем плотнее будут расположены корпуса ИС на печатной плате, тем жестче будет тепловой режим, помехи при работе, и наоборот, чем больше расстояние между корпусами ИС, тем не эффективней используется объем и длина электрических связей, следовательно, возникают помехи. Поэтому на установку ИС необходимо обращать серьезное внимание с учётом назначения электрического средства и режимов его работы.

Размещение ИС проводят с определенными требованиями по помехоустойчивости и в соответствии с шагом установки. Выбор шага установки ИС определяется из условий: назначения и эксплуатации ЭС. Вне зависимости от типа ИС шаг установки применяется равным: 2,5мм, 1,25мм, 0,625мм.

Микросхемы на печатной плате располагаются линейно в ряды или в шахматном порядке. Такое расположение ИС и ЭРЭ позволяет автоматизировать процесс сборки и монтажа.

Установка ИС на печатные платы производится в соответствии ОСТа 4ГО.010.030- 97 «Установка навесных элементов на печатные платы».

Печатная плата содержит две зоны установки (Рис 1.):

1. Зону установки ИС и ЭРЭ;

2. Технологическую зону, которая в свою очередь делится на две части:

а).технологическая зона для установки (например: разъема(Х1) и экстрактора(Х2) )

б).технологическая зона для направляющих и маркировки (У1,У2)

ИС и ЭРЭ на технологических зонах не устанавливаются.

На печатной плате ИС располагаются по рядам (линейно) расстояние между ними по торцам должно быть не менее 1,5мм и по бокам не менее 1,2мм. ИС располагаемые в зоне установки должны маркироваться координатным способом, то есть зона установки делится по координатам на области, где устанавливают ЭРЭ и ИС и они обозначаются по Х и У, такое разбиение на зоны позволяет быстро находить нужный ЭРЭ и ИС расположенные на печатной плате.(Рис2.)

При конструировании печатных плат необходимо руководствоваться стандартами и НТД:

1. Выбор соотношение сторон печатной платы (для упрощения компоновки и унификации размеров рекомендуются масштабы сторон: 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 1:2, 1:3, 1:4). Печатные платы рекомендуется изготавливать в прямоугольной форме.

2. Выбор количества слоёв печатной платы. Рекомендуется стремиться к минимизации слоёв.

3. Выбор координатной сетки. Рекомендуемый шаг сетки: 2,5мм, 1,25мм, 0,625мм. Начало координатной сетки рекомендуется устанавливать в левом нижнем углу печатной платы технологического отверстия.

4. Выбор параметров печатных проводников.

5. Выполнение рисунка электрического соединения.

Исходными данными для расчета компоновки ТЭЗа по схеме электрической принципиальной являются установочные площади ЭРЭ и ИС, приведенные в таблице 1.

Таблица 1

Установочные площади эрэ и ис

Наименование элемента	Тип элемента	Кол-во	Размер			Суммарная установочная площадь
			Д	Е	А
1. Микросхемы	К561ЛН2	1	17,5	7,5	4,5	131,25
	К561ИЕ16	1	17,5	7,5	4,5	131,25
	Л176ЛА9	2	19,5	7,5	5,5	146,25
2. Транзисторы	КТ361В	3	5	2,5	6	37,5
3. Диоды	АЛ307	3	5,5	5,5	12	90,75
4. Конденсаторы	К50-35	2	5	5	13	50
5. Резисторы	МЛТ-0,25	8	13	3,0	3,0	312
Sуст= 867 мм2

С учётом минимальных расстояний между элементами на печатной плате получаем S_уст=950.

Площадь платы, необходимая для размещения элементов:

S_уст=S_{уст i}K_уст,

где К_уст=1...3 - коэффициент, учитывающий шаг установки элементов на плате.

Принимаем К_уст=1,5, тогда

S_уст=950*1,5=1425 мм²

Принимаем размер зоны для установки ЭРЭ и ИС S_уст=2000 мм² (40х50).

Зададимся размерами вспомогательных участков печатной платы. Размер участков a₁ и a₂, предназначенных для маркировки и клеймения печатной платы принимаем равными 5 мм. Размер l_b1=5 мм т.к. наша печатная плата устанавливается непосредственно в корпус. Принимаем l_b2=5 мм.

С учетом вспомогательных участков габаритные размеры платы будут 50х60 при S_платы=3000 мм². Данный размер соответствует ГОСТ 10317-84.

Следующим этапом компоновки печатной платы является размещение в заданных габаритных размерах всех элементов ЭРЭ и ИС, указанных в принципиальной электрической схеме. Эскиз печатной платы изображён в приложении 1, эскиз электрической принципиальной схемы приведён в приложении 2.

Коэффициент заполнения печатной платы равен:

В результате расчета компоновки печатной платы был выбран оптимальный вариант компоновки, коэффициент заполнения>0,5 .