Сборочные чертежи функциональных печатных узлов

Требования к сборочным чертежам печатных узлов и к чертежам общего вида изделия в основном совпадают. Отличия отражают специфику печатного узла как изделия.

Основные составные части печатного узла — навесные и установочные ЭРЭ – являются покупными изделиями, их данные приведены в таблице принципиальной электрической схемы, поэтому на сборочном чертеже для идентификации ЭРЭ достаточно показать их позиционные обозначения на схеме.

Изображают ЭРЭ внешними очертаниями, упрощенно (рис. 8). Выводы ЭРЭ (транзистор, тиристор и т. п.) на чертеже маркируют. Наименования и обозначения составных частей изделия на чертежах общего вида указывают одним из следующих способов:

а) на полках линий-выносок, проводимых от изображений составных частей;

б) в таблице, размещаемой на листе чертежа общего вида;

в) в таблице, выполненной на отдельных листах формата А4 в качестве последующих листов чертежа общего вида.

Выбор способа определяется сложностью изделия. При небольшом количестве составных частей (примерно до десяти) приемлем первый способ. В курсовом проекте он рационален для чертежа общего вида, например несложного блока (рис. 9). Второй способ удобен, если число составных частей не превышает 25—30. Габариты изделия при таком количестве составных частей обычно невелики и на чертеже есть место для таблицы. При большом количестве составных частей применяют третий способ.

При наличии таблицы на полке линии-выноски пишут только номер позиции составной части, под которым она внесена в таблицу. Номер указывают на том изображении, на котором проекция составной части дает о ней наилучшее представление. Номера позиций располагают вне контура изображения и группируют в колонку и (или) в строчку по возможности в одну линию.

Размер шрифта номеров позиций должен быть на один-два номера больше, чем размер шрифта, принятого на чертеже для размерных чисел.

Таблица составных частей изделий

Таблицу (рис. 10) на чертеже общего вида располагают, как правило, над основной надписью. Между основной надписью и таблицей должен быть промежуток 12 мм. Вне чертежа таблицу изготовляют на листах писчей бумаги формата А4, имеющих рамку, основную надпись, и брошюруют вместе с другими листами пояснительной записки.

В графах таблицы производят следующие записи. В графе «Позиция» составным частям присваивают порядковый номер позиций. В графе «Обозначение» указывают позиционные обозначения электрорадиоэлементов на принципиальной электрической схеме, идентифицируя тем самым объекты принципиальной схемы и чертежа общего вида. В графе «Наименование» указывают полное наименование составных частей, перечисляемых только в данной таблице, и сокращенное — электрорадиоэлементов, полное наименование которых приведено в перечне элементов принципиальной схемы. В графе «Примечания» дают дополнительные сведения.

Запись составных частей в таблицу рекомендуется производить в следующем порядке:

· заимствованные изделия;

· покупные изделия;

· вновь разрабатываемые изделия.

В таблицу не записывают составные части, которые не показаны на данном чертеже.

Следует отметить, что заполнение графы «Позиция» должно идти по возрастающим номерам.

Пример выполнения сборочного чертежа и таблицы составных изделий приведен на рис. 11.

Разработка печатных плат

Печатная плата (ПП) — пластина из электроизоляционного материала, обычно прямоугольной формы, применяемая в ЭУ в качестве основания для установки и механического закрепления навесных ЭРЭ, микросборок МСБ и др., а также для их электрического соединения между собой посредством печатного монтажа.

Применение печатного монтажа в производстве ЭУ обеспечивает:

· идентичность параметров монтажа;

· высокую плотность размещения навесных элементов;

· возможность автоматизации монтажных, сборочных и контрольно-регулировочных процессов.

Наиболее широко ПП изготовляют из фольгированного диэлектрика — листового стеклотекстолита или гетинакса, на одну или обе поверхности которого наклеена медная фольга. В процессе обработки на пластине фольгированного диэлектрика создают монтажные, крепежные отверстия и проводящий рисунок (на одной или обеих сторонах). Проводящий рисунок создается на плате путем травления меди химическими растворами хлорного железа или соляной кислоты. Рисунок предварительно наносится каким-либо лаком.

Последующие термины и определения соответствуют ГОСТ 20406—75.

Печатный монтаж — способ монтажа, при котором электрическое соединение элементов электронного узла выполнено с помощью печатных проводников.

Печатный узел — ПП с подсоединенными к ней электрическими и механическими элементами и (или) другими печатными платами и с выполненными всеми процессами обработки (пайка, покрытие и т. д.).

Печатный проводник — одна проводящая полоска или площадка в проводящем рисунке.

Проводящий рисунок — рисунок ПП, образованный проводниковым материалом.

Контактная площадка — часть проводящего рисунка, используемая для соединения или для подсоединения элементов ЭУ.

Односторонняя ПП — ПП, имеющая одно основание, на одной стороне которого выполнен проводящий рисунок.

Двусторонняя ПП — ПП, имеющая одно основание, на обеих сторонах которого выполнены проводящие рисунки и все требуемые соединения.

Сторона монтажа ПП — сторона ПП, на которой устанавливается большинство навесных элементов.

Сторона пайки ПП — сторона ПП, на которой производится пайка выводов большинства навесных элементов.

Перемычка ПП — отрезок проводникового материала, не входящий в рисунок ПП и обеспечивающий электрическое соединение между двумя точками проводящего рисунка на одной стороне ПП (устанавливается при невозможности выполнить соединение печатным проводником).

Монтажное отверстие ПП — отверстие, используемое для соединения выводов навесных элементов с ПП, а также для любого электрического присоединения к проводящему рисунку.

Металлизированное отверстие ПП — отверстие ПП с осажденным на стенках проводниковым материалом.

Крепежное отверстие ПП — отверстие, используемое для механического крепления ПП на шасси или для механического крепления элементов к ПП (например, переменных резисторов, электрических соединений и др.).

Координатная сетка — сетка, определяющая положение элементов рисунка ПП в прямоугольной или полярной системе координат.

Основные требования

Приступая в разработке ПП, разработчик должен учитывать следующее:

1. Если нет каких-либо ограничений, ПП должна быть квадратной или прямоугольной, а линейные размеры ее сторон— кратными (ГОСТ 10317—79):

2,5 — при длине до 100 мм;

5,0 — при длине до 350 мм;

10,0 — при длине более 350 мм.

Максимальный размер любой из сторон должен быть не более 470 мм, а соотношение линейных размеров сторон ПП — не более 3:1.

2. Толщина ПП должна соответствовать одному из чисел ряда: 0,8; 1,0; 1,5; 2,0. Толщина ПП малой площади должна соответствовать числам начала ряда, а большой площади — числам конца ряда. При недостаточной жесткости основания в печатных проводниках могут возникать микротрещины, приводящие в ряде случаев к разрыву электрической цепи.

3. Чтобы ПП была технологичной, разработку конструкции следует вести, ориентируясь на конкретный промышленный процесс ее изготовления.

4. Осуществление на ПП монтажа высокой плотности (ширина печатных проводников 1—2 мм, зазор между проводниками 0,4—1,0 мм) всегда сопряжено с большими конструкторскими и технологическими трудностями. Поэтому следует предпочитать более свободный монтаж.

5. При размещении ЭРЭ на ПП необходимо иметь в виду паразитные связи, возникающие через емкости между печатными проводниками и самими ЭРЭ. Например, для предотвращения самовозбуждения усилителя элементы его входной цепи желательно располагать возможно дальше от элементов его выходных цепей.

При заметном сопротивлении общего для схемы печатного проводника (общая шина) и неправильном выборе точки подключения его к аппаратной «земле», а также при заметном сопротивлении шины питания на этих проводниках могут возникать напряжения паразитных обратных связей, ухудшающие или даже нарушающие работу ЭУ.

6. Печатные проводники по возможности следует делать широкими, при этом в проводнике, если он шире 3 мм, предусматривают щелевидные, круглые или овальные вырезы, снижающие температурные деформации ПП.

7. Центры отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки. При применении ЭРЭ с жесткими выводами, имеющими шаг, не кратный шагу координатной сетки, в узле координатной сетки размещают отверстие, принятое за основное. Остальные отверстия располагают в соответствии с чертежом контактной группы ЭРЭ, который помещают на поле чертежа ПП. Диаметры монтажных отверстий выбирают из ряда: 0,7; 0 9 1,1; 1,3; 1,5 мм.

8. Каждое монтажное и переходное отверстие должно быть охвачено контактной площадкой. Для предотвращения отрыва контактной площадки от основания ПП в процессе травления или пайки ее минимальный диаметр должен быть не менее трех диаметров отверстий 0,5— 0,8 мм и двух диаметров отверстий 1,6—2,0 мм. Во всех случаях зазор между кромкой ПП и контактной площадкой должен быть не меньше толщины ПП.

9. Минимальный изоляционный зазор между элементами проводящего рисунка при напряжении между ними до 50 В и нормальном атмосферном давлении должен быть порядка 0,4 мм. Минимальные зазоры следует устанавливать только в тех местах, в которых физически невозможно их увеличить (узкое место).

10. По точности исполнения элементов конструкции ПП делят на четыре класса точности. ПП 1-го и 2-го классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость. ПП 1-го класса точности применяют при малой и средней плотности размещения дискретных ЭРЭ.