книги из ГПНТБ / Поне Ю.П. Расчет и конструирование аппаратуры проводной связи учеб. для техникумов

где е — среднеарифметическое значение диэлектрической прони­ цаемости воздуха и материала платы; / — длина участка перекры-

ную или произвольную форму. Значение индуктивности обычно не превышает 5 мкГ.

Конструкция печатной платы. Печатные платы бывают двух классов: А и Б. Платы к л а с с а А характеризуются большими

231

ливается +0,2 мм. Зенкерование односторонних плат со стороны фольги не допускается.

К о н т а к т н ы е п л о щ а д к и служат для прочного при­ соединения вывода к печатному проводнику пайкой. Допустимы произвольные формы контактной площадки, но предпочтительнее круглая форма и притом одного и того же диаметра DK п по всей плате. Площадь контактной площадки за вычетом площади от­ верстия не должна быть меньше 6 мм2 , что при круглой форме

Рис. 9.4. Узкое место на печатной плате

Диаметр контактных площадок односторонних печатных плат

с основанием, равную 25—30 кгс/см2 , но в результате последу­ ющей продолжительной и неумелой пайки (паяльник касается фольги) сила сцепления резко падает и уже через 5 с составляет едва четвертую часть первоначальной. Чрезмерное растекание припоя при групповой пайке ограничивается нанесением на поверхность платы маски с отверстиями диаметром около 3,0 мм.

У з к и м м е с т о м называют такой участок печатного мон­ тажа между двумя монтажными отверстиями, в котором расстоя­ ние s между проводниками или между проводниками и контакт­ ными площадками, ширина проводника t и ширина колечка кон­ тактной площадки Ъ выполняются меньшими,.чем рекомендуемые,, вплоть до минимально допустимых значений (рис. 9.4).

Расстояние / между двумя монтажными отверстиями, через которое можно свободно провести п проводников рассчитывают по формуле, в которую проставляют номинальные значения ре­ комендуемых величин t, s, b:

где

23$

бежных технологических погрешностей. Наибольшие допустимые отклонения ограничиваются величинами допусков, значения ко­ торых даны в технологических нормалях и зависят от способа изготовления платы, применяемого оборудования и точности •оснастки. При расчетах узких мест эти допуски надо прибавлять к наименьшим значениям ширины проводников, зазора и ширины колечка:

непроводящими красками поверх рисунка печатного монтажа или с другой стороны платы. Предпочтительнее вытравливание, так как оно не требует специальных операций, обеспечивает мини­

и децимальный номер платы (слоя). В отдельных случаях нано­

лярности конденсаторов, направлениях установки диодов, обо­ значения Б, К, Э для транзисторов. В платах с многовыводными навесными элементами первый вывод каждого элемента должен иметь отличительное обозначение номером, буквой или какимлибо другим знаком.

234

Многослойные печатные платы (МПП). Преимущественное назначение этих плат — размещение на них микросхем и микро­ модулей. МПП обеспечивают высокую плотность компоновки и способствуют миниатюризации аппаратуры.

Многослойные печатные платы с открытыми контактными пло­ щадками дешевле двусторонних, и их целесообразно применять во всех случаях, когда требуется более одного слоя печатного монтажа. Участок такой двухслойной платы показан на рис. 9.5. Можно применять максимум 8 слоев печатного монтажа, но реко­ мендуемое максимальное число слоев составляет 4 для плат

Выбранное значение округляется до ближайшего большего значения из ряда 1,8—2,0—2,4—2,6—3,0—3,6 мм. На плате рекомендуется иметь не более двух значений размеров глухих отверстий. Соосно расположенные глухие отверстия должны быть одного и того же размера.

Принципы образования и размеры контактных площадок —• такие же, как в односторонних печатных платах. Желательно защемление контактной площадки верхним слоем диэлектрика на размер с (рис. 9.5), что увеличивает силу сцепления контактной площадки с диэлектриком. Рекомендуемая величина гарантиро­ ванного защемления с ^ 0,1ч-0,2 мм.

Для расчета узкого места пользуются обычной формулой, но значения диаметров монтажных отверстий заменяют раз­ мерами глухих отверстий, а вместо минимального занижения ставят принятое значение защемления с; тогда формула (9.5)

235

Для защиты последнего слоя печатного монтажа от климати­ ческих и механических воздействий и для образования защитной маски при групповой пайке рекомендуется добавлять еще один слой диэлектрика, имеющего только глухие отверстия.

§ 9.3. Конструирование блоков

Установка навесных элементов. Чаще всего применяют кон­ струкцию блока, в которой все навесные элементы устанавливают на одной плате и преимущественно с одной ее стороны. Варианты установки навесных элементов показаны на рис. 9.6.

применяют в большинстве случаев. Навесной элемент должен

тяжелые и чувствительные элементы, например транзисторы,, диоды, конденсаторы и т. д., дополнительно прикрепить к плате клеем БФ-4 или держателями — в соответствии с требованиями

Установка элементов на прямые выводы (рис. 9.6, а) при­ годна для плат с пистонами, не рекомендуется для плат с метал-

236

лизованными отверстиями и не допускается для односторонних печатных плат без металлизации отверстий. Установка элементов

дов под элемент (как показано в правой части рис. 9.6, б) предпочтительнее.

Зазор между корпусами элементов и платой способствует теплоотдаче и облегчает нанесение на плату влагозащитного по­ крытия, но при больших значениях зазора резко ухудшается прочность закрепления элементов. Рекомендуемая величина за­

параллельно друг к другу (рис. 9.6, в) обеспечивает высокую

от корпуса элемента до первого гиба вывода — должно быть не менее величины, оговоренной ТУ или ГОСТ на данный элемент. При отсутствии сведений оно должно быть не менее 2 мм. Радиус гибки выводов г рекомендуется равным 1 мм, но не меньше диа­ метра вывода.

Под плату выводы должны выходить на 1,5—2 мм. В вибронагруженных конструкциях выводы подгибают под элемент, но не за пределы контактных площадок. Подгибка у многбвыводных элементов не допускается.

При любом варианте установки элементов расстояние /п — от корпуса элемента до места пайки — должно быть не менее величин, оговоренных ТУ или ГОСТ на данный элемент. При

от разности потенциалов, условий теплоотвода и влагозащиты. Расстояние между корпусами соседних элементов в собранном блоке должно быть не менее 0,5 мм, между выводами и корпусом — не менее 1 мм.

237

3. Расстояние между корпусами навесных элементов и корпу­ сами рамок, разъемов, угольников и деталей крепежа должно быть не менее 1 мм. Если рамки нет, то корпуса элементов не должны выходить за пределы печатной платы.

4. Объемные перемычки устанавливают по тем же правилам, что и навесные элементы. Перемычки изготовляют из медной луже­ ной проволоки диаметром 0,5—0,8 мм; они должны быть прямыми

Рис. 9.7. Блок навесных элементов К З АТС на печатной плате:

/ — рамка; 2 — винт крепления блока к стативу; 3 — гнездная ко­ лодка разъема; 4 — колодка контрольного разъема; 5 — печатная

плата; 6 — навесные элементы; 7 — ловитель

и при длине более 40 мм их надо заключать на всю длину в изоля­ ционную трубку, например из линоксила или полихлорвинила.

Равномерное расположение навесных элементов по плате способ­

элементы с радиаторами желательно располагать за пределами печатной платы. Эти элементы, устанавливаемые при необходи­ мости непосредственно на печатную плату, следует располагать рядом с местами крепления платы к раме.

238

Конструкции блоков на печатном монтаже. Наиболее техно­ логичны конструкции с расположением всех входящих в блок электронных и электромагнитных элементов на одной общей пе­ чатной плате. Пример такой о д н о п л а т н о й - конструкции показан на рис. 9.7. Блок этой конструкции обладает высокой жесткостью и хорошо защищает печатный монтаж и навесные элементы от механических воздействий при сборке, транспорти­ ровке и эксплуатации.

При отсутствии несущей рамки всю механическую нагрузку воспринимает сама печатная плата, в связи с чем ее приходится делать либо увеличенной толщины, либо небольших размеров. При врубных конструкциях безрамных блоков направляющими служат края печатной платы, что требует придания им достаточ­ ной прямолинейности.

М н о г о п л а т н ы е конструкции обеспечивают размещение больших функциональных узлов в одном конструктивно замкну­ том блоке с общим разъемом.

§ 9.4S Последовательность конструирования блока

на печатном монтаже

В комплекс работ по разработке блока на печатном монтаже входят: выбор конструкции и габаритов блока, выбор типа печат­ ной платы, расположение на плате навесных элементов, трасси­ ровка печатных проводников, оформление рабочих чертежей печатных плат и блока, проверка конструкторской документации^ отработка всей документации по результатам изготовления пер­ вого образца платы.

Расположение элементов. Исходя из требований функциональ­ ной замкнутости отдельных блоков, всю электрическую схему разбивают по отдельным платам. Возможность размещения кон­ кретных частей схемы на конкретных платах проверяют по коли­ честву внешних связей блока, проходящих через разъем, и по коэффициенту заполнения k3, характеризующему плотность раз­ мещения навесных элементов на плате:

п

где F, — площадь платы, занимаемая i-м элементом, см2 ; п — количество навесных элементов на. плате; Fn„— общая площадь печатной платы, на которой могут быть расположены навесные элементы.

Площадь Fh занимаемая на плате каждым навесным элементом, определяют по наибольшим размерам элемента, к которым по> периметру добавляют зону шириной 0,5 мм. На рис. 9.8 штрихо­ выми линиями показана площадь, занимаемая резистором МЛТ;

239

значения площадей, занимаемых некоторыми навесными элемен­ тами, приведены в табл. 9.3.

обычно приводят к двусторонним печатным платам или к двумтрем слоям многослойных печат

Расположить навесные элементы в один прием не всегда удается. В первом (прикидочном) варианте расположения вычер­ ченные в масштабе 1 : 1 навесные элементы располагают как на электрической схеме. Затем их места расположения уточняют

240