2 Конструирование печатной платы автоматического телеграфног ключа

2.1 Компоновочный расчет площади и выбор линейных размеров

Выбор компоновочных работ на ранних стадиях проектирования позволяет рационально и своевременно использовать или разрабатывать унифицированные и стандартизированные конструкции РЭС. В зависимости от характера изделия (деталь, прибор, система) будет выполняться компоновка различных ее элементов. Основная задача, которая решается при компоновке РЭС, - это выбор форм, основных геометрических размеров, ориентировочное определение веса и расположение в пространстве любых элементов или изделий РЭС. На практике задача компоновки РЭС чаще всего решается при использовании готовых элементов (деталей) с заданными формами, размером и весом, которые должны быть расположены в пространстве или на плоскости с учетом электрических, магнитных, механических, тепловых и др. видов связи.

Методы компоновки элементов РЭС можно разбить на две группы: аналитические и модельные. К первым относятся численные и номографические, основой которых является представление геометрических или обобщенных геометрических параметров и операций с ними в виде чисел. Ко вторым относятся аппликационные, модельные, графические и натурные методы, основой которых является та или иная физическая модель элемента, например в виде геометрически подобного тела или обобщенной геометрической модели.

Основой всех методов является рассмотрение общих аналитических зависимостей. При аналитической компоновке мы оперируем численными значениями различных компоновочных характеристик: геометрическими размерами элементов, их объемами, весом, энергопотреблением и т.п. зная соответствующие компоновочные характеристики элементов изделия и законы их суммирования, мы можем вычислить компоновочные характеристики всего изделия и его частей.

Исходя из вышесказанного, проведём компоновку аналитическим методом.

Вычисляем площадь печатной платы:

, (2.1)

где    Sвсп — вспомогательная площадь;

Sэлi — значения установочных площадей отдельных ЭРЭ;

K — коэффициент дезинтеграции (1,5…3).

Параметры элементов, необходимые для расчёта приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Значения установочных площадей ЭРЭ проектируемой автоматического телеграфного ключа.

По (2.1) получим:

см2.

Исходя из полученной площади печатной платы, выбираем размеры платы 120х80 мм.

2.2 Описание выбора материала для основания печатной платы. Выбор метода изготовления печатной платы

Для изготовления перемычек и подключения элементов навесного монтажа выбираем материал:

НВМ-0,12 4 600 С, НВМ-0,35 4 600 С — провод монтажный наружного монтажа, с пластмассовой изоляцией из пластиката, изготовленный из медной проволоки, одножильный с сечением жилы 0,12 мм и 0,35 мм соответственно, класс жилы 4, на рабочее напряжение 600 В, голубой.

Материал для изготовления печатной платы должен иметь следующие показатели (в заданных условиях эксплуатации РЭС): большую электрическую прочность, малые диэлектрические потери, обладать химической стойкостью к действию химических растворов, используемых в техпроцессах изготовления платы. Для изготовления плат общего применения в РЭС наиболее широко используется стеклотекстолит. Фольгированный стекло-текстолит (СФ) представляет собой слоистый прессованный материал, изготовленный на основе ткани из стеклянного волокна, пропитанной термореактивным связующим на основе эпоксидной смолы, и облицованный с одной стороны медной электролитической оксидированной или гальваностойкой фольгой (изготавливают листами толщиной: до 1 мм - не менее 400х600мм; от 1,5 и более - не менее 600х700мм). Однако у СФ есть существенный недостаток – высокая цена. Тут на помощь приходит гетинакс.

Фольгированный гетинакс (ГФ) уступает остальным материалам как по физико-механическим, так и по электрическим свойствам. Его рекомендуется использовать для аппаратуры, работающей при нормальной влажности окружающего воздуха, например для бытовой аппаратуры.

На основании вышеприведенного, для изготовления печатной платы может использоваться следующий материал:

-         ГФ-1-35-1,5 ГОСТ 10316-78— гетинакс фольгированный односторонний, толщина фольги 35 мкм, толщина материала основания 1,5 мм.

Поверхностное электрическое сопротивление после кондиционирования в условиях 96ч/ 40°С/ 93%, Ом не менее 1010.

Покрытием для печатной платы служит лак марки УР-231, т.к. он получил наибольшее применение в производстве при сборке печатных плати имеет все необходимые свойства для защиты от внешних факторов.

В соответствии с ГОСТ 23752-79 существуют различные методы изготовления печатных плат, такие как:

-         химический;

-         комбинированный (позитивный и негативный);

-         металлизации сквозных отверстий;

-         попарного прессования;

-         и т. д.

Первый метод применяется в основном для изготовления односторонних печатных плат, комбинированные методы — для двухсторонних, а последние — для многослойных печатных плат.

Проанализировав электрическую принципиальную схему автоматического телеграфного ключа, приходим к выводу, что наиболее рациональным будет применить односторонний печатный монтаж с без металлизации сквозных отверстий.

В качестве инструмента для получения контура заготовки применяют вырубные штампы, рабочие элементы которых изготовлены из инструментальной легированной стали. Стойкость штампов при вырубке заготовок из стеклотекстолита 1,5-2 тыс. ударов.

Для удаления оксидного слоя с поверхности используют механическую очистку абразивными кругами, крацевальными металлическими щетками, щетками из капрона или нейлона, на которые подается абразивная суспензия.

Для очистки монтажных отверстий от наволакивания смолы и других загрязнений и для увеличения производительности при обработке ПП применяют гидроабразивную обработку или чистку вращающимися щетками из синтетического материала с введенными в его состав абразивными частицами. Образование шероховатой поверхности после механической обработки способствует растеканию флюса и припоя, т.к. риски являются мельчайшими капиллярами.

Химическая обработка заключается в обезжиривании, травлении. Обезжиривание изделия проводят в растворах щелочей или органических растворителей: ацетоне, бензине и т.д. путем протирки, погружения, распыления, обработки в паровой фазе или в УЗ ванне. Современное оборудование для очистки имеет блочно-модульную конструкцию с программным управлением. Оно снабжается устройствами для регенерации моющих веществ и сушки изделий. Удаление оксидных пленок осуществляется в растворах кислот и щелочей. Наиболее эффективно удаление оксидной пленки осуществляется в 10 %-ном растворе соляной кислоты.

Нанесение рисунка схемы необходимо при осуществлении процессов металлизации и травления. Рисунок должен иметь четкие границы с точным воспроизведением узких линий, быть стойким к травильным растворам, не загрязнять платы и электролиты, легко сниматься после выполнения своих функций.

Перенос рисунка печатного монтажа на фольгированный диэлектрик осуществляется следующими методами: фотографическим, сеткографичеческим, офсетной печати.

Фотографический метод позволяет получить минимальную ширину проводников и расстояний между ними 0,1-0,15 мм с точностью воспроизведения до 0,01 мм. Этот метод включает нанесение фоторезиста на подготовленную поверхность заготовки, экспонирование через фотошаблон, проявление рисунка, дубление, контроль качества рисунка, ретуширование и удаление фоторезиста .

Защитный рисунок методом сеткографии получают продавливанием краски через сетчатый трафарет вручную или на автоматическом оборудовании, которое состоит из загрузочного устройства, машины для термической рихтовки плат, сеткографического станка, сушильной печи и накопителя готовых изделий. Закрепление краски на заготовке осуществляется длительной сушкой, а удаление — промывкой в растворителе.

Полученный рисунок ПП контролируется визуально, а также посредством различных оптических приборов, регистрирующих дефекты. Незначительные дефекты (поры, трещины, отслоения) в случае их обнаружения ретушируются лаком, а при невосстанавливаемом браке рисунок на ПП наносят повторно.

При разработке нашей печатной платы будем использовать фотографический метод получения позитивного рисунка.

Сверление отверстий в плате производится на специальных одно- и многошпиндельных сверлильных станках с ЧПУ. Для обработки отверстий используются специальные сверла из металлокерамических твердых сплавов ВК-6М, ВК-8М. Их стойкость при обработке фольгированных диэлектриков составляет 3-7 тыс. отверстий, при наличии лакового покрытия на ПП стойкость инструмента уменьшается в 2-3 раза. Увеличение температуры в зоне обработки при сверлении приводит к наволакиванию размягченной смолы на кромки контактных площадок, препятствующему металлизации отверстий .

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6