ПЗ. Министерство науки и высшего образования российской федераци
 Скачать 0.66 Mb.
|
|
1.5.2 Выбор метода изготовления печатной платы Для изготовления печатных плат применяют следующие методы: – Химический метод. – Электрохимический метод. – Комбинированный метод. Химический метод состоит в том, что при этом методе производится вытравливание "лишних" участков фольги. Химический метод обеспечивает большую производительность и применяется в основном для изготовления односторонней печатной платы. Электрохимический метод состоит в том, что методом химического осаждения создается слой меди толщиной 1-2 мкм, наращиваемый затем гальваническим способом до нужной толщины. При электрохимическом методе, одновременно с проводниками, металлизируются стенки отверстий, которые используются как перемычки для соединения проводников, расположенных на разных сторонах платы. Комбинированный метод состоит в сочетании химического и электрохимического методов. При использовании комбинированного метода проводники получаются травлением фольги, а металлизация отверстий осуществляется электрохимическим методом. Комбинированный метод используют для получения одно- и двусторонних печатных плат в аппаратуре, к которой предъявляют более жесткие требования по надежности. 1.5.3 Выбор шага координатной сетки Размеры печатных проводников и расположение монтажных отверстий на чертежах печатных плат указываются с помощью координатной сетки в прямоугольной системе координат. Правила выполнения чертежей печатных плат предусматривают также нанесение координатной сетки в полярной системе координат и указание размеров при помощи размерных и выносных линий. Допускается комбинированный способ указания размеров. Основной шаг координатной сетки в двух, взаимно перпендикулярных, направлениях принимается равным 2,5 мм. При использовании шага следует применять шаг, равный 1,25; 0,625 мм. Координатную сетку наносят сплошными тонкими линиями. Центры монтажных и переходных отверстий должны быть расположены в узлах (точках пересечения линий) координатной сетки. Если устанавливаемый на печатную плату элемент имеет два вывода или более, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то отверстия под все такие выводы должны быть расположены в узлах сетки. Если устанавливаемый элемент не имеет выводов, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то один вывод следует располагать в узле координатной сетки, а центр отверстия под другой вывод – на вертикальной или горизонтальной линиях координатной сетки. Шаг 1,25 применяют в том случае, если на плату устанавливают многовыводные элементы с шагом расположения выводов 1,25 мм и при более плотном монтаже. На основании вышеизложенного, для печатной платы генератора импульсов, выбирается шаг координатной сетки равный 1,25 мм. 1.5.4 Выбор способа установки компонентов Установку элементов на печатной плате проводят с учетом обеспечения автоматизации и механизации сборки печатного узла. Варианты установки ЭРЭ выбираются в соответствии с ОСТ 4.010.030-81. При размещении электрорадиоэлементов на печатной плате необходимо учитывать следующее: а) полупроводниковые приборы и микросхемы не следует располагать близко к элементам, выделяющим большое количество теплоты, а также к источникам сильных магнитных полей (постоянным магнитам, трансформаторам и др.); б) должна быть предусмотрена возможность конвекции воздуха в зоне расположения элементов, выделяющих большое количество теплоты; в) должна быть предусмотрена возможность лёгкого доступа к элементам, которые подбирают при регулировании схемы. Варианты компоновки элементов представлены на рисунках 5–7. Установка элементов по типу I а (рисунок 5), то есть установка элемента вплотную к плате, является лучшим способом препятствовать механическим нагрузкам. Установка элементов по типу II а (рисунок 6), а именно, установка элемента с зазором между корпусом и печатной платой, применяют при двустороннем монтаже, при этом печатные проводники могут располагаться под навесным элементом.  Рисунок 5 – Установка элементов по типу I а  Рисунок 6 – Установка элементов по типу II а Установка элементов по типу III а (рисунок 7) предназначена для уменьшения плотности монтажа печатной платы.  Рисунок 7 – Установка элементов по типу III При изготовлении печатного узла генератора импульсов установку элементов будем выполнять по типу I а. 1.5.5 Выбор способа защиты печатного узла Надежное защитное покрытие для печатных плат и блоков должно обладать хорошим сопротивлением к влажности и истиранию, а также хорошими диэлектрическими свойствами. Для выбора покрытия необходимо исследовать свойства различных материалов в зависимости от климатических и рабочих условий, в которых будут применяться схемы. Как правило, используются покрытия следующих типов: – покрытие платы только со стороны проводников; при этом защищают проводящие дорожки, соединения и обрезанные края платы; – двустороннее покрытие, или герметизация блока полностью, включая компоненты; – заливка блока в целом. Первые два метода предпочтительны, если плата должна быть ремонтоспособна; в этом случае целесообразно использовать прозрачное покрытие. Третий метод обычно применяют для неремонтоспособных плат, хотя имеются прозрачные заливочные смолы, которые позволяют проводить необходимый ремонт. В настоящее время число материалов, пригодных для покрытия печатного монтажа со стороны проводников, очень велико. Многие из них хорошо совместимы с пайкой, т. е. их не надо удалять перед тем, как использовать паяльник для присоединения или отпайки компонентов. Как правило, для покрытия используются пленки толщиной от 0,6 до 0,76 мм. Их наносят распылением при маскировании контактов. Технология нанесения влагозащитных покрытий в настоящее время наиболее оптимально обеспечивает надежность функционирования изделий в жестких климатических условиях и при воздействии иных агрессивных сред. Традиционно для влагозащиты печатных плат применяют лаки на основе уретановых, акриловых и эпоксидных смол. Лак – раствор, способный после испарения растворителя образовывать на поверхности прозрачное однородное покрытие, а формирование полимерной пленки на поверхности печатных плат происходит чаще всего в результате одновременно протекающих процессов испарения растворителя и реакции поликонденсации связующего. Лаковое покрытие работает как дополнительный диффузионный барьер на пути влаги к поверхности печатных плат, а эффективность этого барьера будет тем выше, чем ниже его диффузионная проницаемость. Кроме диффузионного барьера, полимерное покрытие выполняет также и не менее важную функцию защиты поверхности печатных плат от загрязнений и случайных замыканий проводников. Для влагозащиты печатных плат наибольшее распространение на российских предприятиях получил эпоксидно-уретановый лак УР-231 ТУ6-21-14-90. В состоянии поставки это двухкомпонентная система, состоящая из раствора алкидно-эпоксидной смолы Э-3О, изготовленной на смеси тунгового и льняного масел, и отвердителя (70% раствора уретана ДГУ в циклогексаноне). Необходимо отметить, что отвердитель лака УР-231 — диэтиленгликольуретан ДГУ токсичен и обладает высокой реакционной способность изоцианатных групп. Для защиты печатного узла генератора импульсов после проверки и настройки покрыть с обеих сторон лаком УР231 ТУ 6-21-14-90. 1.6 Расчет размеров печатной платы 2.1.9 Расчет размеров печатной платы Для всех ЭРЭ, используемые для разработки печатного узла, из справочников выписываем габаритные размеры и массу, на основании которых будем производить расчет размеров печатной платы и вес печатного узла. Данные для расчета размеров печатной платы занесем в таблицу 2 -Габаритные размеры элементов Таблица 2 – Габаритные размеры ЭРЭ
Продолжение таблицы 2
Расчет размера и массы печатной платы разрабатываемого устройства произведем следующим образом: Sобщ = К*Sобщ где К - коэффициент плотности компоновки элементов на печатной плате Выбираем для наших расчетов К – 1,6. Общая площадь печатной платы для разрабатываемого нами устройства равна: Sобщ = 1,6 * 3327,329 = 5327,7264 Далее необходимо определить размеры сторон печатной платы – а длина платы; – в ширина платы. Размеры выбираем на основании ГОСТ 10317. Отношение размеров должно быть меньше или равно 3:1. Размеры «а» и «в» должны быть кратными: – 2,5 мм при длине до 100 мм; – 5,0 мм при длине до 350 мм; – 10,0 мм при длине до 470 мм. С учетом вышеизложенного выбираем следующие размеры печатной платы разрабатываемого устройства: а = 90 мм, в= 60 мм. 1.7 Разработка конструкции устройства Важной частью изделия является корпус устройства, он во многом определяет эксплуатационные и технические характеристики. Корпус устройства должен удовлетворять следующим требованиям: а) определять взаимное расположение всех составных частей изделия; б) обеспечивать заданный тепловой режим (вентиляция деталей прибора); в) иметь прочную и жесткую конструкцию и обеспечивать защиту всех элементов прибора от механических повреждений; г) иметь минимальный вес и габариты; д) позволять легко и быстро подключать устройство к другим устройствам, связанным с ним; е) обеспечивать защиту изд елия от влаги и пыли в ряде случаев. Обслуживание устройства (периодические профилактические и ремонтные работы должно быть простым. Для этого должны быть обеспечены: а) удобный монтаж и демонтаж аппарата; б) легкий доступ к узлам прибора; в) возможность быстрой замены узлов и деталей, обладающий наи-меньшим сроком службы. Для изготовления генератора импульсов выбираем корпус с закрытой крышкой, покупной марки Ensto (100x100x60), изготовленный из поликарбоната и доработанный для установки входных и выходных устройств, который удовлетворяет нашим требованиям. |