Рис. 8.12. Варианты установки микросхем на платы: о - гибкие платы; б - жесткие платы (1 плата; 2 - микросхема)

Бескорпусные микросборки обычно устанавливают на теплоотво-дящее металлическое основание ячейки или индивидуальные металлические шины. Размеры плат микросборок составляют от 16X7,5 до 48X30 мм, от этих размеров зависит шаг их установки. На печатные платы (а также в микросборки и гибридные микросхемы) могут устанавливаться безвыводные керамические кристаллодержа-тели или кристаллы бескорпусных микросхем. Такие кристаллы могут поставляться на ленточных носителях, представляющих собой основание, на котором установлен герметизированный кристалл и нанесен рисунок соединений, который обеспечивает коммутацию между печатной платой и кристаллом. Перед установкой часть ленты с кристаллом и соединениями вырезают и затем устанавливают на плату. Использование ленточного носителя кристаллов значительно облегчает автоматизацию монтажа, особенно когда требуется соединение с большим числом выводов.

Навесные детали устанавливают на печатных платах с использованием посадочных мест микросхем. При одностороннем монтаже эти детали крепят со стороны расположения микросхем, а при двустороннем - со стороны размещения разъемов.

В качестве навесных компонентов применяют малогабаритные керамические (КЛГ, КМ, К10-9, К10-17, К10-22) и оксидно-электролитические конденсаторы (К53-10, К53-15), резисторы СЗ-2, СЗ-3, дроссели ДМ, трансформаторы ММТИ-35, ТИГ-34, катушки индуктивности на карбонильных тороидальных сердечниках марки Р-100 либо пленочного типа на подложках малых размеров и др.

Крупногабаритные радиодетали и узлы группируют, как правило, в отдельные ячейки. При совместной компоновке микросхем и крупногабаритных дискретных компонентов рекомендуется группировать микросхемы в узлы, соизмеримые по высоте с дискретными компонентами, т. е. применять объемно-плоскостной метод компоновки (рис. 8.13).

Рис. 8.13. Компоновка узлов на микросхемах совместно с навесными деталями (1 - узлы с микросхемами; 2 - дискретные компоненты; 3 - печатная плата)

Объемно-плоскостной монтаж применяют и в случае использования готовых узлов пакетной конструкции на микросхемах. Пакеты набирают из корпусированных микросхем с пленарными выводами, располагают их одну на другой и заливают компаундом. Монтаж соединений производят на боковых гранях пакета, куда выходят выводы, с помощью напыленных проводников. Такая конструкция позволяет сравнительно просто увеличить плотность компоновки микросхем.

Ячейки чаще всего содержат одну или две платы. Число печатных плат определяется требованием функциональной законченности ячеек, их повторяемостью, а также габаритными размерами плат и ячеек.

Конструктивно ячейки могут быть выполнены в бескаркасных и каркасных вариантах. Роль несущего элемента в бескаркасном одноплатном варианте выполняет печатная плата. Такие ячейки применяют в слабонагруженпой аппаратуре. Использование бескаркасных конструкций в сильно нагруженной аппаратуре допускается при наличии в блоках дополнительных элементов конструкций, обеспечивающих необходимую механическую прочность ячеек. Примеры бескаркасных ячеек показаны на рис. 8.14,о, б.

В бескаркасном исполнении создают ячейки-модули первого уровня. Они обычно имеют типовые размеры печатной платы 170X75, 170X200. Пример конструкции модуля показан на рис. 8.14,е.

В каркасных конструкциях роль несущего элемента выполняет рамка или металлическое основание ячейки. Каркасные конструкции ячеек применяют в аппаратуре с высокими механическими требованиями, при двух- и многоплатных конструкциях ячеек, а также при использовании схем повышенной степени интеграции.

На рис. 8.15 показан пример каркасной ячейки, на литое металлическое основание -которой установлены микросхемы третьей-четвертой степени интеграции; их выводы припаивают к печатной плате, прикрепленной

снизу к металлическому основанию.

Блоки аппаратуры на микросхемах чаще всего имеют разъемную или книжную конструкцию.

Электрические соединения между узлами, ячейками и блоками осуществляют плоским кабелем, гибким печатным кабелем или монтажными проводниками. Плоский кабель (тканый или спрессованный)-это совокупность проводов (до 60), расположенных параллельно в одной плоскости и скрепленных нитями и оплеткой или опрессовкой полимерными материалами. Максимальная ширина кабеля 65 мм, длина не менее 40 мм. Кабель устанавливают с одной стороны печатной платы (рис. 8.16,а).

Гибкий печатный кабель (рис. 8.16,6) представляет собой совокупность печатных проводников, расположенных параллельно друг другу в одной плоскости на гибком электроизоляционном основании. Максимальная ширина печатного кабеля может быть 150 мм, толщина 0,1 - 0,5 мм, длина - не более 350 мм. Электрические соединения между платами одной ячейки выполняют обычно гибким печатным кабелем, между ячейками в блоке - гибким печатным или плоским кабелем. Иногда применяют объемный монтаж проводами сечением не более 0,2 мм2, имеющими специальную изоляцию (ГФ, МГТЛ, МГШВ и др.). Электрические соединения между ячейками могут осуществляться с помощью коммутационной печатной платы, на которой распаивают кабели ячеек. Соединения между блоками чаще всего осуществляют монтажными проводами,

* 1 г

bL а

Р

□ииц

у ППППР щ

Рис. 8.14. Конструкция бескаркасных ячеек:

а - ячейка с микросхемами и дискретными компонентами (штыревой разъем) (1 -

печатная плата; 2 - микросхемы; 3 - дискретные компоненты; 4--колодка для контроля; 5

- вилка разъема); б - ячейка с микросхемами (печатный разъем); в - ячейка модуль первого уровня (6 - розетка разъема СЙП34)

Электрические соединения на печатной плате ячейки и между ячейками в значительной мере определяют помехоустойчивость аппаратуры. Помехоустойчивость зависит от величин паразитных связей, имеющих в основном емкостный характер. Наличие паразитных емкостей между проводниками может вызвать наведение сигнала в соседних соединительных линиях между элементами и, как следствие этого, ложное срабатывание микросхем или сбой полезного сигнала. Кроме того, с увеличением емкости на выходе микросхемы снижается ее быстродействие, коэффициент усиления и т. п.

Рис. 8.15. Каркасная ячейка для микросхем ИСЗ, ИС4 и микросборок (1 микросхема; 3 - литое основание)

печатная плата; 2

Погонная емкость межсоединений составляет при двустороннем печатном монтаже (толщина диэлектрика 1,5 мм и относительная диэлектрическая проницаемость е=3,6) 60 - 120 пФ/м; при многослойном монтаже (на той же плате) 100 - 250 пФ/м; для проводника при навесном монтаже 30 - 40 пФ/м; для проводника в объемном жгуте (плотность 10 - 40 проводов на 1 см2 сечения) 40-70 пФ/м. Значения допустимых емкостей между двумя соседними сигнальными проводниками составляют при длительности импульсных сигналов (2 - 5)1здрср для серии 133 - 10 - 50 пФ, для серии 137 5 - 80 пФ, для серии 217 5 - 20 пФ.

Значения допустимой паразитной емкости между проводниками входа и выхода при условии снижения коэффициента усиления на 10% составляют для серии 140 - 10 пФ, для серии 740 - 25 пФ.

2

Рис. 8.16. Соединительные кабели:

а - плоский тканый кабель (1 - кабель; 2 - плата: 3 - скоба для крепления кабеля); б - гибкий печатный кабель

На помехоустойчивость также оказывает влияние индуктивность печатных проводников, особенно шин питания и заземления. Погонная индуктивность печатного проводника при его толщине 0,05 мм составляет 0,018 - 0,009 мкГн/см в диапазоне ширины проводника от 0,2 до 6 мм. Допустимая индуктивность шин заземления зависит от протекающих з них импульсных токов и составляет, например для серии 133, 0,04 - 0,63 мкГн (при перепаде тока 160 - 80 мА).

По допустимым и погонным значениям паразитных емкостей и нндуктив. ностей рассчитывают допустимую