Разработка печатного узла телеграфного ключа (стр. 4 из 6)
В данном разделе проводится расчет параметров печатного монтажа плат автоматического телеграфного ключа. Односторонняя печатная плата изготавливается химическим методом и имеет 2-й класс точности.
Печатные платы в зависимости от размеров элементов печатного монтажа делятся на пять классов.
Платы 4-го класса обеспечивают самую высокую плотность монтажа. Эти платы следует применять только в отдельных, технически обоснованных случаях.
Плотность монтажа по классу 3 следует применять только на платах с размерами до 240Х240 мм, по классу 4—с размерами до 170Х170 мм.
Чертежи печатных плат выполняют на бумаге, имеющей координатную сетку, нанесенную с определенным шагом. Наличие сетки позволяет не ставить на чертеже размеры на все элементы печатного проводника. При этом по сетке можно воспроизвести рисунок печатной платы при изготовлении фотооригиналов, с которых будут изготовлять шаблоны (например, фотонегативы) для нанесения рисунка платы на заготовку.
Координатную сетку наносят на чертеж с шагом 2,5 или 1,25 мм. Шаг 1,25 мм применяют в том случае, если на плату устанавливают многовыводные элементы с шагом расположения выводов 1,25 мм. Центры монтажных и переходных отверстий должны быть расположены в узлах (точках пересечения линий) координатной сетки. Если устанавливаемый на печатную плату элемент имеет два вывода или более, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то отверстия под все такие выводы должны быть расположены в узлах сетки. Если устанавливаемый элемент не имеет выводов, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то один вывод следует располагать в узле координатной сетки, а центр отверстия под другой вывод — на вертикальной или горизонтальной линиях координатной сетки.
Диаметр отверстий в печатной плате должен быть больше диаметра вставляемого в него вывода, что обеспечит возможность свободной установки электрорадиоэлемента. При диаметре вывода до 0,8 мм диаметр неметаллизированного отверстия делают на 0,2 мм больше диаметра вывода; при диаметре вывода более 0,8 мм — на 0,3 мм больше.
Диаметр металлизированного отверстия зависит от диаметра вставляемого в него вывода и от толщины платы. Связано это с тем, что при гальваническом осаждении металла на стенках отверстия малого диаметра, сделанного в толстой плате, толщина слоя металла получится неравномерной, а при большом отношении длины к диаметру некоторые места могут остаться непокрытыми. Диаметр металлизированного отверстия должен составлять не менее половины толщины платы.
Чтобы обеспечить надежное соединение металлизированного отверстия с печатным проводником, вокруг отверстия делают контактную площадку. Контактные площадки отверстий рекомендуется делать в виде кольца. Диаметр контактной площадки можно определить по формуле:
dк= d+ 2b+ с, (2.3.1)
где d—диаметр отверстия;
b—необходимая минимальная радиальная толщина контактной площадки;
с— коэффициент, учитывающий влияние разброса межцентрового расстояния, смещение фольги в разных слоях и ряд других факторов.
Для плат класса 1 величину b берут равной 0,3 мм;
для плат класса 2 — 0,2 мм.
Для многослойных и сложных плат классов 2 и 3 устанавливают допуск на межцентровое расстояние, равный ±0,1 мм. В этом случае коэффициент с выбирают равным 0,4—0,5 мм. Для плат класса 1 допуск на межцентровое расстояние берут ±0,2 мм и с=0,6—0,7 мм.
У плат, предназначенных для автоматизированной сборки, расстояние между центрами отверстий выполняют с допуском ±0,05 мм, а номинальный диаметр отверстия берут на 0,4 мм больше диаметра вывода; допуск отверстия берут по Н12.
Для неметаллизированных отверстий и торцов плат шероховатость поверхности делают такой, чтобы параметр шероховатости Rz=40.
Отверстия на плате нужно располагать таким образом, чтобы расстояние между краями отверстий было не меньше толщины платы. В противном случае перемычка между отверстиями не будет иметь достаточно механической прочности.
Контактные площадки, к которым будут припаиваться выводы от планарных корпусов, рекомендуется делать прямоугольными. Чтобы при установке ИМС не было ошибок, на контактной площадке, к которой будет припаиваться вывод № 1 ИМС, делают «усик».
Печатные проводники рекомендуется выполнять прямоугольной конфигурации, располагая их параллельно линиям координатной сетки.
Проводники на всем их протяжении должны иметь одинаковую ширину. Если один или несколько проводников проходят через узкое место, ширина проводников может быть уменьшена. При этом длина участка, на котором уменьшена ширина, должна быть минимальной.
Следует иметь в виду, что узкие проводники (шириной 0,3—0,4 мм) могут отслаиваться от изоляционного основания при незначительных нагрузках. Если такие проводники имеют большую длину, то следует увеличивать прочность сцепления проводника с основанием, располагая через каждые 25—30 мм по длине проводника металлизированные отверстия или местные уширения типа контактной площадки с размером 1x1 мм или более.
Если проводник проходит в узком месте между двумя отверстиями, то нужно прокладывать его так, чтобы он был перпендикулярен линии, соединяющей центры отверстий (рис.). При этом можно обеспечить максимальную ширину проводников и максимальное расстояние между ними.
Возможность прокладки в узком месте требуемого количества проводников (рис. 13.8) следует проверять по следующей формуле:
(2.3.2) 
Рисунок 2.3.1 - К расчету возможности прокладки печатных проводников в узком месте.
По формуле (2.3.1) рассчитываем диаметры всех контактных площадок:
1) dк = 0,8+ 2·0,2+ 0,4 = 1,6 мм.
2) dк = 1 + 2·0,2+ 0,4 ≈2 мм.
3) dк = 1,3 + 2·0,2+ 0,4≈2,2 мм.
3. Анализ климатических факторов,воздействующих на автоматический телеграфный ключ. Защита от них
3.1 Анализ климатических факторов
Изделия должны сохранять свои параметры в пределах норм, установленных техническими заданиями, стандартами или техническими условиями в течение сроков службы и сроков сохраняемости, указанных в техническом задании после или в процессе воздействия климатических факторов, значения которых установлены ГОСТ 15150-69.
Изделия предназначают для эксплуатации в одном или нескольких макроклиматических районах и изготавливают в различных климатических исполнениях.
Разрабатываемое устройство предназначено для эксплуатации в районах с умеренным и холодном климатом.
К макроклиматическому району с умеренным климатом относятся районы, где средняя из абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже + 40°С, а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше - 45°С.
К макроклиматическому району с холодным климатом относятся районы, в которых средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха ниже - 45°С.
Исходя из вышесказанного, автоматический телеграфный крючь будет изготавливаться в климатическом исполнении УХЛ.
Следует отметить, что изделия в исполнении УХЛ могут эксплуатироваться в теплом влажном, жарком сухом и очень жарком сухом климатических районах по ГОСТ 16350-80, в которых средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха выше 40°С, и сочетание температуры, равной или выше 0°С, и относительной влажности, равной или выше 80%, наблюдается более 1 часов в сутки за непрерывный период более двух месяцев в году.
Изделия в различных климатических исполнениях в зависимости от места размещения при эксплуатации в воздушной среде на высотах до 4300 м изготавливают по категориям размещения изделий.
Разрабатываемое устройство предназначено для эксплуатации в помещениях (объемах) с искусственно регулируемыми климатическими условиями, например, в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных и других помещениях (отсутствие воздействия атмосферных осадков, прямого солнечного излучения, ветра, песка, пыли наружного воздуха, отсутствие или существенное уменьшение воздействия рассеянного солнечного излучения и конденсации влаги), а конкретнее - в лабораторных, капитальных жилых и других подобного типа помещениях. Следовательно, проектируемый блок относится к категории исполнения 4.2.
Нормальные значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации изделий принимают по ГОСТ 15150-69 равными следующим значениям:
- верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации, °С 35;
- нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации, °С +2;
- верхнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации, °С +40;
- нижнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации, °С - 10;
- величина изменения температуры окружающего
воздуха за 8 ч., °С 40;
- верхнее значение относительной влажности при 25 °С, % 80;
- среднегодовое значение относительной влажности при 20 °С, % 60;
- среднегодовое значение абсолютной влажности, гм 10;
- верхнее рабочее значение атмосферного
давления, кПа (мм рт. ст.) 106,7 (800);
- нижнее рабочее значение атмосферного
давления, кПа (мм рт. ст.) 86,6 (650);
- нижнее предельное рабочее значение атмосферного давления, кПа (мм рт. ст.) 84,0 (630).
Указанное верхнее значение относительной влажности воздуха нормируется также при более низких температурах; при более высоких температурах относительно влажность ниже.
Так как нормированное верхнее значение относительной влажности 80%, то конденсация влаги не наблюдается.
Содержание в атмосфере на открытом воздухе коррозионно-активных агентов:
- сернистый газ, мг/м2•сут., не более 20;
- хлориды, мг/м2•сут., не более 0,03.
Содержание коррозионно-активных агентов в атмосфере помещений категории эксплуатации 4.2 в 2-5 раз меньше указанных и принимаются равными 30-60 % по ГОСТ 15150-69.