|
| |
|
Слаботочка Книги стояний между ними отражает компоновочная схема. Компоновочная схема может быть выполнена в виде сборочного чертежа либо (упрощенно) в виде эскизного рисунка. Для РЭА компоновочная схема отражает характерные особенности той или иной конструкции или ее варианта. При разработке РЭА часто говорят о модульном методе конструирования (или компоновки), понимая под этим совершенно разное, поэтому и бытуют такие термины, как «модульный», «функционально-модульный», «модульно-ячеечный», только путающие читателя. На наш взгляд, в широком смысле слова термин «модульный метод» надо понимать как совокупность принципов проектирования и конструирования, в основе которых заложено одно общее требование: так расчленить электрическую схему устройств на функциональные устройства (ФУ), функциональные ячейки (ФЯ) и блоки, чтобы они были как функционально, так и конструктивно законченными и чтобы при этом их конструктивные размеры либо повторяли друг друга, либо были кратны одним базовым размерам, т. е. были унифицированными. В размерном отношении модульная компоновка получается путем членения объема взаимно параллельными и перпендикулярными плоскостями. Расстояние между смежными плоскостями в каждом из трех измерений для устройства в целом и для отдельных его частей принимается равным или кратным размеру основного модуля М, как показано на рис. 1.5. Модульная компоновка позволяет «сворачивать» и «вытягивать», «разрезать» и «разносить» в пространстве электрические схемы отдельных модулей в самых разнообразных вариантах и пропорциях. Общий признак модульной компоновки -• прямоугольность объема и его частей упрощает стандартизацию модулей, позволяет установить закономерные соотношения и типовые сопряжения между целыми и отдельными его частями. Таким образом, модульный метод компоновки можно считать одним из общих принципов конструирования РЭА. К частным принципам компоновки следует отнести принципы пространственной (объемной) и поверхностной (планарной) ко.м-поновки устройств и их частей. Первый был реализован в так называемом блочном методе компоновки устройств, характерном для РЭА первого поколения. Основные его черты, достоинства и недостатки достаточно известны. Главное, что при этом полностью отсутствовала возможность автоматизации конструирования i) унификации изделий. Второй принцип, зак.!1ючающийся в функционально-узловом методе компоновки, характерен для конструкций РЭА второго н третьего Рис. 1.5. Геометрическая модульность конструкций поколении. Основная его особенность состоит в том, что практически все элементы конструкций оказалось возможным размещать на одной плоскости при соизмерных высотах комплектующих изделий. При этом стало легче обеспечивать требования унификации и стандартизации модулей и автоматизировать процессы проектирования, конструирования и изготовления устройств. Однако в аппаратуре второго поколения большое число элементов самой разнообразной формы препятствовало автоматизации компоновочных работ. Криволинейная форма большинства элементов плохо согласовывалась с прямоугольной формой поверхности монтажной плоскости модуля. Разнообразие форм элементов не позволяло эффективно использовать поверхность монтажной плоскости модуля. Существенным недостатком компоновки модулей аппаратуры второго поколения являлось отсутствие регламентации ориентирования элементов на поверхности монтажной плоскости модуля. Введению такой регламентации препятствовало разнообразие форм элементов модуля. С появлением аппаратуры третьего поколения при разработке корпусов ИС в основном отказались от использования элементов цилиндрической формы, приняв за основу прямоугольную; проекции всех элементов модуля стали прямоугольными, что способствовало улучшению компоновки ячеек. Существенным шагом в этом направлении явилось введение координатной сетки, привязанной к сторонам печатной платы. Формулировка требования установки одного из выводов элементов в точке пересечения координатной сетки стала первым шагом на пути автоматизации компоновки МЭА. Спецификой компоновки ячеек с применением ИС явилось разделение печатной платы модуля на соответствующие конструктивные зоны (рис. 1.6). При этом компоновка элементов ячейки (за исключением разъема) регламентировалась только монтажной зоной. Технологическая зона, состоящая из четырех краевых полей вокруг монтажной зоны, предназначалась для крепления печатной платы в технологической оснастке при сборке, монтаже и контроле ячейки, а также для крепления несущей конструкции (рамки), если она предусматривалась, установки разъема с выводами (и при необходимости - планки с контрольными гне.здами). Если для модулей аппаратуры второго поколения характерно достаточно произвольное расположение элементов, то специфика ячеек с применением ИС - выделение участка монтажной зоны, на которой концентрировались преимущественно микросхемы. При этом привязка выводов корпусов ИС к точкам пересечения координатной сетки печатной платы привела к упорядочению расположения ИС в виде горизонтальных рядов и вертикальных столбцов. Это позволило в некоторых случаях характеризовать печатную плату максимальным числом рядов и столбцов микросхем определенной серии, скомпонованными на этой печатной плате. Рис. 1.6. Геометрия печатной платы: Lr -п - длина и ширина печатной платы; Ь„, Во - длина и ширина корпуса ИС: ЬедВо ~ шаг устанозки ИС; Ьг, В, -длина и ширина зоны установки ИС (S); Уи yi, х,, лгг -крае-1вые поля печатной платы, соответствующие зонам, указанным на рис. 6.6 Однако даже при самой высокой степени регулярности структуры компонуемой части МЭА она не может быть реализована только на ИС. Требование помехозащищенности ячейки приводит к необходимости введения в нее наряду с микросхемами фильтра цепей питания. Этот фильтр, как правило, состоит из резисторов и конденсаторов. Поскольку цепи питания обычно выводятся на крайние выводы разъема через крайние концевые контакты, элементы фильтра устанавливаются на месте крайних микросхем, расположенных на пересечении крайних столбцов с рядом, ближайшим к концевым контактам. Применение навесных ЭРЭ в сочетании с ИС не дает полностью реализовать все преимущества последних. Особенно резко этот недостаток стал проявляться по мере роста степени интеграции ИС. Для борьбы с этим недостатком было предложено упаковывать навесные ЭРЭ в МСБ, корпуса которых конструктивно и технологически согласуются с корпусами ИС высокой степени интеграции. В аппаратуре четвертого поколения при компоновке ячеек уже однозначно используется разделение монтажной зоны на отдельные участки для компоновки ИС и МСБ. Дальнейшее развитие аппаратуры четвертого поколения привело к появлению конструкций ячеек и блоков с общей герметизацией, в которых применяют бескорпусные МСБ в сочетании с бескорпусными микросхемами и компонентами. Здесь также наблюдается деление НК основания на участки, на каждом из которых скомпонованы МСБ на подложках одного типономинала. Конструкция с общей герметизацией характеризуется известной гибкостью компоновочных решений. Наряду с компоновкой бескорпусных ИС и компонентов на коммутационной пленочной пла- 0 1 2 3 4 5 6 7 [8] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |