Конструирование блока управления

Появление печатных плат (ПП) в их современном виде совпадает с началом использования полупроводниковых приборов в качестве элементной базы электроники. Переход на печатный монтаж даже на уровне одно- и двухсторонние плат стал в свое время важнейшим этапом в развитии конструирования и технологии электронной аппаратуры.

Разработка очередных поколений элементной базы (интегральная, затем функциональная микроэлектроника), ужесточение требований к электронным устройствам, потребовали развития техники печатного монтажа и привели к созданию многослойных печатных плат (МПП), появлению гибких, рельефных печатных плат.

Многообразие сфер применения электроники обусловило совместное существование различных типов печатных плат:

− односторонние печатные платы

− двухсторонние печатные платы

− многослойные печатные платы

− гибкие печатные платы

− рельефные печатные платы (РПП)

− высокоплотная односторонняя печатная плата

Бывают различные типы производства.

Единичным называется такое производство, при котором изделие выпускается единичными экземплярами. Характеризуется: малой номенклатурой изделий, малым объёмом партий, универсальным оснащение цехов, рабочими высокой квалификации.

Серийное – характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых повторяющимися партиями сравнительно небольшим объёмом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии различают: мелко средне и крупно серийные производства.

Универсальное – использует специальное оборудование, которое располагается по технологическим группам, Техническая оснастка универсальная, Квалификация рабочих средняя [21].

Массовое производство характеризуется: узкой номенклатурой и большим объёмом изделий, изготавливаемых непрерывно; использованием специального высокопроизводительного оборудования, которое расставляется по поточному принципу. В этом случае транспортирующим устройством является конвейер. Квалификация рабочих низкая. Также различной может быть серийность:

В зависимости от габаритов, веса и размера годовой программы выпуска изделий определяется тип производства.

Тип производства и соответствующие ему формы организации работ определяют характер технологического процесса и его построение.

Достоинствами ПП являются:

– увеличение плотности монтажа;

– стабильность и повторяемость электрических характеристик;

– повышенная стойкость к климатическим воздействиям;

– возможность автоматизации производства.

Все ПП делятся на следующие классы:

а) ОПП – односторонняя печатная плата;

Элементы располагаются с одной стороны платы. Характеризуется высокой точностью выполняемого рисунка.

б) ДПП – двухсторонняя печатная плата;

Рисунок располагается с двух сторон, элементы с одной стороны. ДПП на металлическом основании используются в мощных устройствах.

в) МПП – многослойная печатная плата.

Плата состоит из чередующихся изоляционных слоев с проводящим рисунком. Между слоями могут быть или отсутствовать межслойные соединения;

г) ГПП – гибкая печатная плата;

Имеет гибкое основание, аналогична ДПП.

д) ППП – проводная печатная плата.

Сочетание ДПП с проводным монтажом из изолированных проводов.

Достоинства МПП: уменьшение размеров, увеличение плотности монтажа, сокращение трудоёмкости выполнения монтажных операций.

Недостатки МПП – более сложный ТП.

Существует три метода изготовления многослойных печатных плат:

а) металлизация сквозных отверстий;

Данный метод основан на том, что слои между собой соединяются сквозными, металлизированными отверстиями.

Достоинства: простой ТП, высокая плотность монтажа, большое количество слоёв.

б) попарно прессование;

Применяется для изготовления МПП с четным количеством слоёв.

Достоинства: высокая надёжность, простота ТП, допускается установка элементов, как со штыревыми, так и с планарными выводами.

в) метод послойного наращивания.

Основан на последовательном наращивании слоёв.

Достоинства – высокая надёжность.

МПП изготавливают методами, построенными на типовых операциях используемых при изготовлении ОПП и ДПП [22].

Заготовки для жестких печатных плат представляют собой несколько спрессованных слоев стекловолокна (обычно 8 слоев), покрытых медной фольгой. Пространство между слоями заполнено наполнителем. Самый простой способ расположения стеклянных волокон – когда они перпендикулярны друг другу. При различной ориентации волокон в слоях прочностные характеристики материала становятся одинаковыми по всем направлениям. Толщина материала оценивается без учета медной фольги. Толщина фольги одинакова с обеих сторон.

Основа: бумага, стекловолокно, керамика, арамид. Наполнитель: фенольная смола, эпоксидная смола, полиэстер, полиамидная смола, бисмалеинимид-триазин, эфир цианата, фторопласт. Существует множество материалов для печатных плат. Они выполняю роль диэлектрика и различаются своими электрическими , механическими и температурными особенностями. Наиболее важные характеристики, которые учитываются при выборе диэлектрика, являются диэлектрическая постоянная (особенно для высокоскоростных пп) и температура стеклования Tg.

Таблица 4.1 – Материалы для печатных плат