Выбор габаритов и конфигурации печатной платы

Габариты и конфигурация печатной платы задаются в частном техническом задании (ЧТЗ) одним из следующих способов:

Жестко - указанием всех необходимых размеров, определяемых конфигурацией платы.

Ориентировочно – указанием размеров других плат изделия с целью их унификации;

Ориентировочно - указанием площади платы;

Ориентировочно - указанием площади платы и соотношения сторон.

По конфигурации наиболее предпочтительна прямоугольная форма ПП. Круглая и другие формы должны применяться только в технически обоснованных случаях. Так в ПП нередко приходится делать вырезы различной формы, определяемые конструкцией устройства (например, для размещения громкоговорителя, электроизмерительного прибора, батарей питания и т.п.).

На конфигурацию ПП существенное влияние оказывает выбор способа соединения ПП с оставшейся частью схемы РЭС - будет ли это соединение выполняться с помощью разъема или без него.

Неразъемные контактные соединения (рис.3.6) отличаются высокой надежностью, малыми габаритами, простотой выполнения и низкой стоимостью.

Разъемные контактные соединения позволяют увеличить ремонтопригодность при эксплуатации и упростить сборку РЭС. Однако при этом увеличиваются переходное сопротивление, масса, габариты и стоимость контактного соединения. Кроме того, ресурс контактных соединений ограничен (обычно не более нескольких тысяч соединений / разъединений), а устойчивость к механическим и климатическим воздействиям значительно хуже, чем у неразъемных соединений.

Определяя способ соединения ПП, необходимо также выбрать и способ крепления ПП, обеспечивающего ее надежную фиксацию в РЭС. Для крепления ПП можно использовать:

разъем (тот же, что и для соединения);

зажимы;

направляющие;

крепежные винты и т.п. детали.

Отметим, что элементы проводящего рисунка следует располагать от края печатной платы, паза, выреза, неметаллизированного отверстия (диаметром свыше 1,5 мм) на расстоянии, равном номинальной толщине печатной плата с учетом допуска на линейный размер печатной платы.

Независимо от способа задания габаритов предварительно определяется необходимая площадь печатной платы. Однако если для первого способа этим должна быть подтверждена возможность реализации печатного монтажа на заданной площади ПП, то для остальных нахождение площади, занимаемой ЭРЭ, - основание для выбора численных значений габаритных размеров.

Площадь, занимаемая ЭРЭ (

), вычисляется как сумма установочных площадей ЭРЭ

. Расчетная площадь печатной платы

, необходимая для расположения N-го количества ЭРЭ (рабочая или монтажная зона), определяется как

( 3.1)

где L, B – длина и ширина ПП;

- коэффициент заполнения по площади.

Установочной площадью называют контур площадки, занимаемой на ПП i-м навесным элементом. На (рис. 3.7) условно представлены возможные зоны, влияющие на величину

В зону коммутации помимо выводов ЭРЭ входят и контактные площадки, необходимые для обеспечения электрического контактирования.

Зона для возможности применения автоматизированной сборки определяется применяемым инструментом. Границы тепловой зоны и зоны электромагнитного влияния вычисляются при анализе теплового режима и электромагнитной совместимости и учитываются, как правило, при окончательном размещении ЭРЭ.

Площадь ПП состоит из рабочей (монтажной) зоны и зоны краевого поля, предусматриваемого для вспомогательных целей (размещения разъемов, крепежных отверстий, зон для направляющих элементов и т.п.) (рис. 3.8).

Ширина краевого поля есть расстояние от края ПП до первого ряда посадочных мест (рис. 3.8). Она состоит из четырех зон:

- ширина краевого поля по оси X (как правило, одинакова слева и справа), которая определяется направляющими элементами конструкции, конструкцией выводов устанавливаемых на ПП ЭРЭ, крепежными изделиями и т.д.;

- ширина краевого поля нижней кромки ПП, предназначенного для установки соединителя. Размер краевого поля

зависит от типа выбранного соединителя;

- ширина краевого поля на верхней кромке ПП, где размещаются лицевая панель для модулей кассетной конструкции (рис. 3.9) и контрольные гнезда.

Для штыревых выводов величину х принимают равной 5 мм, для планарных - 2,5 мм. Величина

при отсутствии контрольных гнезд равна 2.5 мм, а при их наличии - 12,5 мм. При установке лицевых панелей

увеличивается примерно на 5 -10 мм и зависит от конкретного конструктивного исполнения.

При вычислении габаритов ПП необходимо учитывать и то, что от края платы до центра крепежного отверстия должно быть не менее 5 мм. Кроме того, крепёжные изделия (шайбы, гайки и т.п.) или их элементы (головки винтов, болтов и т.д.) не должны выступать за габариты печатной платы.

Если конфигурация и габариты платы не определены жестко базовой несущей конструкцией, то полученные численные значения размеров длины и ширины ПП следует выбирать в соответствии с ОСТ 4.010.020-83 (табл. 3.6).

Таблица 3.6 - Линейные размеры ОПП, ДПП, МПП на жестком основании

Размеры сторон печатных плат, мм
Ширина	Длина	Ширина	Длина	Ширина	Длина
22,5	60	70	(70); (90); 110, 120; (140); 150	120	140; (160); 180; 200; 220; 240; 280
30	40; 55, 60, (90)	75	170	130	150; 170; 200; 300
35	100	80	80; 90; 100; (110); (120); 140; 160; 200; 240	140	(140); 150; 220; 240; 280
40	(40); 50; 60; (80); 100, (120)	85	150	150	170; (180), 200; 240; 280
50	(50); 60; (70); 75; 80; 100	90	(90); 100; 110; 120; 130; 150; 160; 170, (180), 200; 260	160	200, 210; 240; 320
60	60; (75); 80; 90; (100); 110; 120; (160); 180	100	100; 110; 120; 150; 160; (170); 180; 200	170	170; 200, 240; 250; 270; 280; 300, 340
62,5	125	105	125; 130	185	205; 270
65	90; 100	110	150; (160); 170; (200); 260	200	220; 240; 320
				240	300; 320

Примечание. Размеры ПП без скобок являются предпочтительными.

Максимальный размер любой из сторон должен быть не более 470 мм. Соотношение линейных размеров сторон ПП должно быть не более 3:1, предпочтительное - 2:1.

Размеры каждой стороны печатной платы должны быть кратными:

2,5 - при длине до 100 мм;

5.0 - при длине до 350 мм;

10 - при длине более 350 мм.

Допуски на линейные размеры сторон печатной платы должны соответствовать ГОСТ 25346-82 и ГОСТ 25347-82. Для сопрягаемых размеров ПП (например, при установке по направляющим) устанавливается допуск по 12-му квалитету, для несопрягаемых - по 14-му. Отклонение от перпендикулярности печатных плат не должно быть более 0,2 на 100 мм длины.

Рекомендуемое количество типоразмеров ПП в изделии не более трех.

Таким образом, можно рекомендовать следующую последовательность в предварительном определении габаритных размеров ПП:

вычисление площади монтажной зоны по формуле (3.1),

определение длины и ширины монтажной зоны. В первом приближении их можно определить как

;

учет габаритных размеров зон подключения внешних выводов;

учет габаритных размеров зон размещения элементов контроля;

учет зон механического крепления ПП и зон, определяемых несущей конструкцией блока (направляющие и т.п.);

приведение полученных значений размеров к стандартным (табл. 3.6).

Содержание раздела