Компоновочные схемы блоков цифровой МЭА IV поколения

4.4.1. Наибольшее распространение в конструкциях блоков цифровых МЭА IV поколения нашла книжная компоновка ФЯ на металлических рамках, а также объемно-плоскостная, представляющая пакет ФЯ, стянутый винтами и коммутируемых между собой микропроволочными жгутами или гибкими шлейфами. В случаях применения ФЯ на печатных платах с бескорпусными МСБ могут применятся указанные выше компоновочные схемы разъемной и кассетной (веерной) конструкции.

Отличительной особенностью блоков IV поколения является в большинстве случаев их повышенная герметичность, т.к. в составе блока применяются бескорпусные (незащищенные) МСБ. Герметизация может осуществляться как с применением резиновых уплотнительных прокладок, стягиваемых винтами, так и “паяным швом”. Последний обеспечивает выдержку давления нагнетаемого сухого азота (инертного газа) в течение 8 лет. Степень герметичности блока определяется величиной истечения газа Д [ ] из определенного объема блока V [ ] в течение заданного срока службы или хранения t [с]. Она рассчитывается по формуле:

,

где - величина перепада внутреннего и внешнего давлений (избыточное давление) газа в блоке [Па], 1 Па = 7,5мкм рт.ст.

При способе герметизации паяным швом (рис. 4.19) в зазор порядка 1...1,2мм между крышкой и стенкой корпуса укладывают резиновую прокладку (резина марки ИРП- нагревостойкая, бессернистая) толщиной 1,2...1,4мм, далее стальную проволоку диаметром 0,8мм и запаивают шов по контуру крышки припоем ПОС-61. Свободный конец проволоки выводят в параллельный свободный паз для возможного последующего вскрытия корпуса путем вырыва проволоки из шва плоскогубцами. Повторная герметизация и вскрытия для ремонта блока возможны не более 4...5 раз.

Рис. 4.19. Герметизация корпуса паяным швом: 1 - корпус,

2 - стальная проволока, 3 - припой ПОС-61,

4 - паз для выводного конца проволоки, 5 - крышка,

6 - резиновая прокладка

Прокладка центрирует крышку при пайке и не пропускает вредные для бескорпусных МСБ пары флюса и припоя внутрь корпуса при пайке. На более толстой стенке корпуса располагают (впаивают или впрессовывают) трубку откачки (штенгель-трубку). После герметизации корпуса из него откачивают воздух, проверяют на герметичность, далее корпус наполняют сухим азотом до давления 1,3 атм, трубку обжимают, откусывают и запаивают. Длина трубки выбирается с учетом повторных операций разгерметизации и герметизации корпуса.

4.4.2.Книжная компоновка блока МЭА на металлических рамках (рис. 4.20) представляет собой набор ФЯ (пакет), стянутый длинными винтами М3 к бобышкам нижней стенки корпуса.

Рис. 4.20. Книжная компоновка блока МЭА IV поколения:

1 - разъем; 2 - крышка корпуса; 3 - гибкая матрица-ремень;

4 - ФЯ на металлической рамке; 5 - стяжной винт; 6 - корпус;

7 и 8 - бобышки крепления

Для того чтобы при ввинчивании и развинчивании винтов не срывать резьбу, в верхней ячейке и в теле бобышки запрессовывают стальные или титановые втулки. Корпус блока может быть литым или сварным (при разной толщине стенок и отличающейся их конфигурации). В более толстую стенку устанавливают разъемы, трубку-штенгель , винты заземления и крепления. В рассматриваемой конструкции в левой боковой стенке, привариваемой к корпусу, установлены 4 разъема РПС, трубка-штенгель, винты крепления гибкой матрицы- “ремня”.

Разъемы распаяны на переходной печатной плате и залиты компаундом. Крепление переходной платы к корпусу осуществляется либо приклеиванием либо пайкой рис. 4.21.

Рис. 4.21. Герметизация корпуса в месте расположения разъема: 1 - герметизированный разъем РПС; 2 - печатная плата; 3 - компаунд; 4 - паяный вакуум-плотный шов

В последнем случае печатная плата должна иметь со стороны установки в корпус металлизированный кант шириной 1...2мм, а сама левая стенка – гальваническое покрытие для пайки, например для алюминиевых сплавов АМц и АМг- Н.12.0-Ви9, для Д16 и В95 -Н.24.0-С.18, для стали (10,10КП,20,45,А12) –М.3.0 –Ви.3 и титана (ВТ1-0, ВТ1-1) – хим.Н.3М.3Ср.9. Сплавы Д16, В95, титан и указанные для них покрытия применяют в жестких и особо жестких условиях. Тонкие стенки корпуса и крышка имеют толщину 2...4мм, а толстая – 6...10мм. Монтаж между ФЯ и разъемами РПС осуществляется с помощью гибкой матрицы- “ремня”. Последний представляет собой лист вулканизированной бессернистой резины марки ИРП с пробитыми в нем отверстиями диаметром 1,5...2мм. В эти отверстия прошиваются жгуты из провода ГФ-100М по 16...20 штук в отверстие. Жгут, идущий вдоль ремня, называется трассой. Часть жгута может ответвляться в поперечном направлении и через отверстия выходить на контактные штыри и контактные выходные площадки ФЯ. Ремень, имеющий ширину 70мм, способен объединить до 250 проводников. Ремень может быть плоским и с выступающими высотой 5...8мм и шагом между ними 8...12мм в зависимости от толщины ФЯ. В выступах имеются такие же отверстия, как и в плоской части ремня, с шагом 4...5мм. Ширина ремня определяется шириной ФЯ (но не более 220мм), а длина их количеством и длиной соединения с корпусом. При плоском ремне ФЯ крепятся через него в торец, а при ремне с выступами ФЯ вставляются между ними и крепятся к ним с помощью винтов и металлических планок (рис. 4.22.). В поддоне корпуса между бобышками могут располагаться рассредоточенные винты.

Рис. 4.22. Гибкая матрица- “ремень”: 1 - жгут трассы;

2 - резиновый “ремень”; 3 - винт; 4 - металлическая прокладка; 5 - печатная плата с корпусированными ИС1

Рассмотренная книжная конструкция блока МЭА с применением ремня позволяет при вынутых стяжных винтах разворачивать ФЯ подобно листам книги и осуществлять легкий доступ к любому элементу конструкции при контроле и ремонте во включенном состоянии схемы.

4.4.3.В тех случаях, когда вместо гибкого ремня применяют гибкие шлейфы (рис. 4.22, 4.23), пакет ячеек также можно разворачивать во включенном состоянии, однако при этом жесткость “переплета книги” отсутствует и необходимо прибегать к дополнительным мерам удержания ФЯ в этом положении.

При малом числе и простоте соединений ФЯ и разъемов блока монтаж осуществляется непосредственно шлейфами от ФЯ к разъемам (рис. 4.22), а при значительном их числе и сложности используется дополнительная коммутационная печатная плата рис. 4.23.

Рис. 4.23. Блок книжной конструкции при малом количестве ФЯ: 1 - ячейка, 2 - разъем РПС, 3 - место соединения шлейфа с контактными площадками печатной платы ФЯ, 4 - шлейф

4.4.4.Пример объемно-плоскостной компоновки блока МЭА IV поколения показан на рис. 4.24. Сами ФЯ и их объединение в пакет ничем не отличаются от предыдущей конструкции. Отличие заключается лишь в том, что вместо гибкого ремня или гибких шлейфов используется жгутовой микропроволочный монтаж и колодки с выводными штырями. Крышка герметичного корпуса на рисунке условно снята.

Рис. 4.24. Этажерочная конструкция блока цифровой МЭА IV поколения: 1 - рамка; 2 - МСБ; 3 - межъячеечная коммутация; 4 - разъем; 5 - корпус со снятой крышкой