1.6. Принципы построения изделий на мс-ах и Микро Сборках (мсб)

В пр-ссе создания РЭА осн. з-чей разработки конструкции явл-ся выбор принципов компоновки.

Под компоновкой понимают взаимную ориентацию изделий относительно др. друга в ограниченном пространстве.

Установление осн. геометрических форм и расстояний между эл-тами отражает компоновочная схема, к-рая м.б. выполнена в виде сборочного чертежа или упрощённо в виде эскизного рисунка. Для РЭА компоновочная схема отражает хар-рные особенности той или иной конструкции или её варианта.

При разработке РЭА исп-ся модульный метод конструирования или компоновки.

Термин ”модульный метод” понимают как совокупность принципов конструирования и проектирования, в основе к-рых лежит одно общее требование: макс-но расчленить эл. схему устр-ва на ф-нальные устр-ва, ф-нальные ячейки и блоки, чтобы они были как ф-нально, так и конструктивно законченными и чтобы при этом их конструктивные размеры либо повторяли др. друга, либо были кратны одним базовым размерам, т.е. были бы унифицированными.

В размерном отношении модульная компоновка получается путем расчленения объёма вза­имно //-ными и взаимно -ными плоскостями. Расстояние между смежными плоскостями в каж­дом из 3-х измерений для устр-ва в целом и для отдельных его частей принимается равным или кратным размеру основного модуля [М].

Модульная компоновка позволяет сворачивать и вытягивать, разрезать и раз­носить в пространстве эл. схемы отдельных модулей в самых разнообразных вариантах и пропорциях.

Общий признак модульной компо­новки: прямоугольность объёма и его частей упрощает стандартизацию модулей, позво­ляет установить закономерные соотноше­ния и типовые сопряжения между целыми и отдельными его частями.

Модульный метод компоновки явл-ся одним из базовых принципов конструиро­вания РЭА.

К частным принципам компоновки можно отнести принципы пространствен­ной (объёмной) и поверхностной (планар­ной) компоновки устр-в и их частей.

Пространственный (объёмный) принцип компоновки был реализован в блочном методе компоновки устр-в хар-рном для аппа­ратуры 1-го поколения.

Гл. недостаток принципа – полное отсутствие возможности автоматизации конструирова­ния и унификации изделий.

Поверхностный принцип компоновки закл-ся в ф-нально узловом методе компоновки и хар-рен для аппаратуры 2-го и 3-го поколения. Осн. его особенность заключается в том, что практически все эл-ты конструкции оказалось возможным размещать на одной плоскости при соизмеримых высотах комплектующих изделий. При этом легче обеспечить требования унифи­кации и стандартизации модулей и автоматизировать пр-ссы проектирования, конструирования и изготовления устр-в.

Недостаток компоновки модулей аппар-ры 2-го поколения: отсутствие регламентации ори­ентирования эл-тов на пов-ти монтажной пл-ти модуля. Существенный шаг в этом направлении – введение координатной сетки, привязанной к сторонам печатной платы (ПП).

Формулировка установки одного из выводов эл-та в точке пересечения линий координат­ной сетки стала первым шагом на пути к автоматизации компоновки РЭА.

Спецификой компоновки ячеек с применением ИС явилось разделение ПП модуля на соот­ветствующие конструктивные зоны.

Рис. Геометрия Печатной Платы (ПП).

L_П и B_П – длина и ширина ПП;

L₀ и B₀ – длина и ширина ИС;

Lx₀ и By₀ – шаг установки ИС;

L₁ и B₁ – длина и ширина зоны установки ИС;

y₁, y₂, x₁, x₂ – краевые поля ПП.

Компоновка эл-тов в ячейке (за исключением разъёма) регламентировалась только монтажной зоной (L₁*B₁).

Технологич. зона, состоящая из 4-х краевых полей вокруг монтажной зоны предназначалась для крепления ПП в технологической оснастке при сборке, монтаже и контроле ячеек, а так же для крепления НК-ции (рамки), если она предусматривалась для установки разъёма с выводами и при необходимости планки с контрольными гнездами.

Если для модулей аппар-ры 2-го поколения хар-рно достаточно произвольное расположение эл-тов, то специфика ячеек с применением ИС - это выделение уч-ка монтажной зоны, на к-ром концентрируются преимущ-но МС-ы. При этом привязка выводов корпусов ИС-м к точкам пересечения коор-ной сетки ПП-ы привела к упорядочиванию расположения ИС-м в виде горизонтальных рядов и вертикальных столбцов. Это позволило в нек-рых случаях хар-вать ПП-ы макс. числом рядов и столбцов МС-м определённой серии, скомпонованными на этой плате.

Однако даже при самой высокой степени регулярности структуры компонуемой части РЭА, она не м.б. реализована только на ИС.

Требования помехозащищенности ячеек приводит к необходимости введения в них наряду с МС фильтров цепей питания, к-рые состоят, как правило, из р-ров и к-ров.

Поскольку цепи питания обычно выводятся на крайние выводы разъёма через концевые контакты, эл-ты фильтра устанавливаются на месте крайних МС-м, расположенных на пересечении крайних столбцов с рядом, ближайшем к концевым контактам.

Применение навесных электрорадио-элементов (ЭРЭ) в сочетании с ИС-ми не позволяет полностью реализовать все преимущества ИС. Для этого было предложено упаковать навесные ЭРЭ в МСБ, корпуса к-рых конструктивно и технологически согласуются с корпусами ИС-м высокой степени интеграции.

В аппаратуре 4-го поколения при компоновке ячеек однозначно исп-ся разделение монтажной зоны на отдельные уч-ки для компоновки ИС и МСБ.

Дальнейшее развитие 4-го поколения привело к появлению конструкций, ячеек и блоков с общей герметизацией, в к-рых применяют бескорпусные МСБ в сочетании с бескорпусными МС и компонентами. Здесь также наблюдается деление НК-ии основания на уч-ки, на каждом из к-рых скомпонованы МСБ на подложках одного типономинала.

Разделение монтажного пространства на зоны хар-рно для более высоких уровней компоновки аппаратуры, таких как блок, прибор и шкаф. Центральную часть конструкции составляет зона ячеек, в к-рой располагается пакет ячеек, выдвигаемых при контроле и профилактике. С левой стороны блока предусмотрена зона коммутации ячеек, где сосредоточены розетки разъёмов. Эти розетки либо впаиваются в объединительную ПП (кросс-плату), либо устанавливаются на специальную раму. В задней части блока предусмотрена зона коммутации вых-ых разъёмов.

Таким образом, спецификой компоновки аппар-ры на МС и МСБ явл-ся строгая ориентация расположения всех эл-тов с привязкой выводов МС-м и МСБ-к к точкам пересечения координатной сетки ПП-ты и разделение монтажной обл-ти на уч-ки или зоны компоновки эл-тов по принципу объединения в одной зоне однотипных эл-тов. Эти факторы оказывают существенное влияние на автоматизацию производства.