7.3. Технологическая часть

Выбор метода изготовления печатных плат зависит от их назначения и конструктивно- технологических требований .

Основные методы изготовления двухсторонних печатных плат : химический , комбинированный позитивный и комбинированный негативный . Указанные методы - субтрактивные процессы , в которых проводящий рисунок получают избирательным удалением ( травлением ) участков фольги с диэлектрического основания печатной платы . В аддитивных процессах проводящий рисунок получают избирательным осаждением проводникового материала на нефольгированный материал основания .

Для изготовления печатной платы АЦП из стеклотекстолита СФ - 1,5-35 применяем комбинированный позитивный метод .

При этом методе печатные двухсторонние платы изготавливают на фольгированном диэлектрике с металлизацией отверстий . Сначала выполняются операции сверления отверстий и их металлизация , а затем травление меди с пробельных мест .

При нанесении рисунка схемы защитным слое покрываются пробельные места , а на оставшиеся открытыми проводники , контактные площадки и отверстия в дальнейшем осаждается гальванически медь и защитный слой металла , предохраняющий медь от травления .В зависимости от применяемого фоторезиста сверления отверстий ведется до нанесения рисунка схемы или после .

Операция травления выполняется после химической и гальванической металлизации. Сплошной слой фольги защищает поверхность диэлектрика от воздействия агрессивных растворов и обеспечивает электрический контакт всех элементов схемы.

Метод позволяет изготавливать печатные платы с повышенной плотностью монтажа, высокими электрическими параметрами и высокой прочности сцепления проводников . Он рекомендуется при изготовлении печатных плат для аппаратуры , работающей в жестких условиях эксплуатации . Метод является предпочтительным при новых разработках.

Пайку размещенных в соединительные места элементов производят припоем ПОС- 61 с применением флюса КЭ. Данный припой является легкоплавким, а флюс для низкотемпературной пайкой.

7.4. Расчет теплового режима платы

В настоящее время применяют следующие способы охлаждения: естественное или принудительное, воздушное, жидкостное, испарительное.

К естественному охлаждению относится охлаждению относится охлаждение наружной средой поверхности платы и перенос внутренней средой теплоты от нагретой зоны к корпусу компьютера или вентиляция протекающем через полость компьютера окружающим воздухом.

Принудительное охлаждение реализуется принудительной продувкой внутренней зоны компьютера. Принудительная вентиляция может быть приточной, вытяжной и приточно-вытяжной. Приточная вентиляция позволяет получить более высокий КПД.

Жидкостное охлаждение почти всегда является принудительным и обеспечивает более высокую эффективность, чем воздушное, за счет большей теплоемкости охлаждающей среды. Основной недостаток жидкостного охлаждения - большая сложность реализации.

Испарительная система близка к эффективности жидкостных. Охлаждение производится за счет циркуляции жидкостей с низкой температурой кипения ( спирт, фреон, кремний , органические соединения ). Испарительные системы чаще всего используются для охлаждения отдельных мощных источников теплоты и реже для общего охлаждения блока.

Выбор способа охлаждения во многом определяет конструкция микроэлектронного блока . Не неправильный выбор способа охлаждения обнаруживается на более поздних этапах, на которых можно провести более точный тепловой расчет, что может привести к переработке всей конструкции.

Разрабатываемая плата будет использоваться внутри компьютера, имеющего корпус MiniTower с габаритными размерами 180 х 400 х 325 мм, с внутренней воздушной вентиляцией.

Производим расчет теплового режима компьютера:

Поверхность теплообмена корпуса блока:

(7.0 )

S_кб =2*(L* B + (L + B)*H)

где: L, B, H - длинна, ширина и высота корпуса блока;

S_кб =2*(0,400 * 0,180 + ( 0,400 + 0,180 )* 0,325 ) = 0,521 м²

Поверхность нагретой зоны:

(7.0 )

S_нз = 2 ( a_{n *} b_n + ( a_n + b_n ) * h_n )

где: a_n ,b_{n ,}h_n - соответствующие размеры печатной платы .

S_нз = 2 * (0,35 * 0,145 + ( 0,35 + 0,145 ) * 0,002 ) = 0,10348 м²

Удельная мощность , рассеиваемая корпусом:

(7.0 )

Р_уд.к = Р_б / S_кб

где: P_б - суммарная мощность, 100 Вт

Р_уд.к = 100 / 0,521 = 191,93 Вт / м²

Удельная мощность , рассеиваемая нагретой зоной :

(7.0 )

Р_уд.нз = Р_б / S_нз

Р_уд.нз = 100 / 0,103 = 970 Вт / м²

Перегрев корпуса относительно максимальной температуры окружающей среды Тк для перфорированного корпуса определяется по источника / /. Тк=18 С

Перегрев нагретой зоны определяем по / / . Тнз = 355 С

Определим значение :

Р_уд.нз / Т_нз = 970 / 35 + 237 = 3,53 Вт / (м² *к)

Согласно источника / / при отношении Р_уд / T < 3,6 в перфорированном корпусе возможность создания нормального теплового режима не вызывает сомнений. В этом случае можно рекомендовать использование естественного воздушного охлаждения.