Унифицированные конструкции модулей второго уровня

 

Типовой конструктивной единицей ЭС, объединяющей модули первого уровня, является ячейка с каркасом или без него. 

Бескаркасные ячейки представляют собой обычные ПП или МПП и применяются в аппаратуре, к которой не предъявляются жесткие требования в отношении механической прочности. На ПП монтируются элементы 0-го и 1-го уровней, планка для крепления, часто являющаяся и направляющей для установки в микроблок, а также объемный соединитель или печатный разъем, изготовленный вместе с рисунком печатных проводников (рис.6.13).

 

 

Рис.6.11. Типовые бескаркасные конструкции.

В бескаркасных конструкциях применяют корпусированные МКС, что связано с потерями объема микроблока, возрастанием числа соединительных элементов, слоев коммутирующих плат. Применение же бескорпусных МКС является перспективной мерой снижения объема ЭС. В каркасных конструкциях несущим элементом служит металлическая рамка (алюминиевая или магниевая), повышающая прочность конструкции и служащая теплоотводом. Каркасные конструкции могут иметь одностороннюю, двухстороннюю или сдвоенную компоновочные схемы.

Пример односторонней компоновки каркасной конструкции показан на рис. 6.12. 

Несущая рамка с теплоотводами 3 имеет сквозные отверстия для межсхемной коммутации и зоны выходных отверстий или контактов. В центральной зоне рамки к ее продольным планкам-теплоотводам с помощью демпфирирующего теплоотводящего компаунда крепит бескорпусные МКС, которые выполнены на ситалловых подложках. С противоположной стороны по отношению к МКС к планкам-теплоотводам рамки через изолирующую прокладку приклеивается ПП. Электрическое соединение контактных площадок МКС с контактами ПП осуществляется золотыми перемычками диаметром 30…50 мкм.

 

 

Рис. 6.12. Односторонняя компоновка каркасной конструкции.

 

Рис. 6.13. Двусторонняя компоновка каркасной конструкции.

В двустороннем варианте компоновочной конструкции бескорпусные МКС устанавливаются с двух сторон планки несущей рамки (рис.6.13.). Соединения между МКС осуществляются через соседние контактные площадки термокомпрессий. Коммутация между МКС, расположенных с разных сторон рамки, производится с помощью печатных вставок и микропроволочного жгутового монтажа.

Сдвоенная компоновочная схема представляет собой две односторонние каркасные конструкции с многослойной печатной платой между ними. Общее крепление осуществляется развальцованными или резьбовыми втулками по краям модуля.

Рассмотренные конструктивные решения являются наиболее эффективными, т.к. они базируются на типовых, унифицированных элементах конструкции. Типовая компоновка и монтаж, унификация типоразмеров, вариантов размещения МКС повышает их эксплуатационную надежность и взаимозаменяемость, снижают трудоемкость сборки, контроля и регулировки.

Коммутацию электрических соединений модулей первого уровня осуществляют с помощью навесного проводного монтажа и печатных схем. Технической реализацией последних явились печатные платы (ПП), представляющие собой диэлектрическое основание с нанесенным на него токопроводящим рисунком схемы.

Печатный монтаж, сохраняя все возможности проводного, имеет следующие преимущества:

- получение большой плотности монтажных соединений;

- резкое уменьшение числа паянных соединений и увеличение надежности;

- повышение электрических нагрузок в коммутационных цепях;

- повышение вибропрочности, теплоотдачи, стойкости к климатическим воздействиям;

- обеспечение стабильной повторяемости параметров изделий;

- микроминиатюризация аппаратуры;

- унификация и стандартизация конструкций ЭС.

ПП представляют собой сложные изделия из разнородных материалов. Они служат основой ячейки и предназначены для размещения на них элементов с планарными и штыревыми выводами.

При разработке ПП конструктору приходится решать следующие задачи:

конструктивные (размещение элементов, трассировка проводников, минимизация числа слоев платы и т.п.);

- радиотехнические (расчет паразитных наводок, параметров линий связи и т.д.);

- теплотехнические (температурный режим работы, теплоотвод);

- технологические (выбор метода изготовления, оборудования и т.д.).

Все перечисленные задачи взаимосвязаны. Так, от выбора метода изготовления зависит точность размеров проводников и их электрические характеристики, от расположения печатных проводников – степень влияния их друг на друга и др.

Указанный комплекс задач называют топологическим проектированием ПП. Подробно он рассмотрен во многих литературных источниках.