Произведем определение контактных площадок. Этим пунктом мы зададим размет и форму контактных площадок.
В соответствии с рассчитанными ранее параметрами площадок под контакты и переходные отверстия произведем установки. Так же надо установить отключение проводимости во внутреннем слое и установить расположение контактных площадок в узлах координатной сетки.
Определим правила прокладки проводников.
В этом пункте алгоритма воспользуемся ранее рассчитанными параметрами проводников и внесли их в данный пункт.
Определим классы цепей.
Этот раздел позволяет задать определенные цепи, которые будут разводиться особым способом.
Здесь осуществляется ввод параметров цепей питания и земли. Установим для этих цепей высокий приоритет.
Произведем описание слоев.
В этом пункте можно задать количество трассируемых слоев отличных от общего количества слоев ПП, задать предпочтительное направление трассировки для каждого из трассируемых слоев.
Далее проведем заполнение таблицы слоев, в которой каждому слою укажем направление разводки.
Перейдем к конструктору контактных площадок. В данном пункте произведем только установку имен файлов входной базы данных ПП, входной файл стратегии трассировки и имя проекта. От внесения изменений можно отказаться, нажав Exit.
Таким образом, мы провели конфигурирование файла стратегии. Оттрассировав плату по данной стратегии, мы получим плату соответствующую нашим расчетным данным.
После того, как мы развели плату, необходимо оформить ее как чертеж в соответствии с требованиями [6]. Система PCAD не позволяет полностью провести оформительскую работу, и поэтому воспользуемся системой AutoCAD. Для того чтобы AutoCAD смог прочитать чертежи слоев и печатной платы преобразуем файлы с расширением “.pcb” в файлы формата “.dxf”. сделать это можно воспользовавшись функцией PCAD.
После создания базы данных принципиальной электрической схемы целесообразно с помощью программы ElectricalRulesCheck (PC-Erc) выявить синтаксические ошибки, исправить их и затем приступить к моделированию или разработке ПП.
Выходным файлом программы PC-Erc служит файл списка электрических связей (.nlt) или (.xnl). Результаты проверки заносятся в текстовый файл с расширением .erc. Программа вызывается в разделе SchematicTools.
В появившемся меню необходимо установить контроль всех параметров на наличие ошибок.
В выходном файле приводится список количества ошибок каждого вида и их подробное описание:
FloatingPins – неподключенные связи. Это связано с тем, что в компонентах задействованы не все выводы;
NetsWithOneorNoConnections – это связано с тем, что при проверке не учитывались атрибуты компонентов (PWGD);
NetsWithNoinput/outputPins – цепи которые не соединены с входами/выходами. Связано с наличием в схеме аналоговых элементов;
NetsWithNoPull-UpResistor – цепи подключенные к “открытому коллектору”;
Components With All Input Pins Tied to Gather – компонентыукоторыхсоединяютсявходы
После проведения трассировки ПП целесообразно провести сравнение двух списков электрических связей с целью выявления в них различий с помощью программы NetlistComparison. Среди предложенных способов проверки, целесообразнее выбрать сравнение списка связей, один из которых извлечен из файла .sch, а другой – из файла .pcb [6].
Выходной файл содержит следующую информацию:
NumberofGates (Parts) – общее количество компонентов в каждом списке;
NumberofNets - общее количество цепей в каждом списке;
NumberofSuspectNets – общее количество цепей каждого списка, которые не согласуются с цепями другого списка;
NumberofSpare (Parts) – общее количество компонентов которые не соединяются ни с одной цепью в каждом списке;
NumberofFloatingNets – общее количество цепей которые не соединяются ни с одним компонентом в каждом списке.
После этого приводится полная информация о сравниваемых списках.
Теперь осуществим проверку платы на соответствие ее требуемому классу точности [6].
Утилита DesignRulesCheck (PC-DRC) проверяет разведенную базу данных ПП и выявляет не разведенные проводники, нарушение технологических требований к проектированию ПП.
Программа PC-DRC вводит в базу данных ПП новые слои $CONT, $DRC и $ATT, на которых отмечаются ошибки.
После загрузки утилиты, для редактирования технологических ограничений, на панели RuleName выбирается имя правила проверки из списка. Для создания нового правила следует выбрать команду ADD, ввести имя правила и затем задать минимальные размеры и зазоры для компонентов.
После выполнения утилита создает файл с расширением .drc, в котором будет отчет по каждому из проверяемых слоев. Плата подходит по технологическим требованиям, если в процессе проверки не было найдено ни одной ошибки.
3.6 Защита конструкции синтезатора от внешних и внутренних дестабилизирующих факторов
Защита конструкции проектируемого устройства от внешней среды
В процессе эксплуатации ЭВА под влиянием внешней среды происходит разрушение металлов и сплавов. Это явление называется коррозией. Оно заключается в окислении металла и превращении его в соответствующее химическое соединение.
Для защиты металлов конструкции от коррозии, получения требуемой декоративной отделки или придания поверхностному слою необходимых свойств применяются различные виды покрытий [12].
Покрытия подразделяются по назначению на три группы:
- Защитные
- защитно-декоративные
- специальные
Защитные покрытия предназначаются для защиты основного материала деталей от коррозии и других процессов, вызывающих выход аппаратуры из строя.
Защитно-декоративные покрытия используются для защиты от вредного влияния окружающей среды деталей, требующих красивой внешней отделки.
Специальные покрытия придают поверхности деталей особые свойства или защищают основной материал деталей от влияния особых сред.
В зависимости от способа получения покрытия и материала различают металлические и неметаллические покрытия.
К металлическим относятся следующие покрытия: гальванические, нанесенные горячим способом, диффузионные и металлические на диэлектриках.
К неметаллическим относятся покрытия эмалями, лаками, грунтовками. К ним же можно отнести и противокоррозионные покрытия пластмассами.
Покрытия выбираются в зависимости от функционального назначения деталей, материала, способа изготовления и условий дальнейшей эксплуатации.
Специальные покрытия обладают следующими свойствами: улучшение светопоглащающей или отражательной способности поверхности, улучшение электропроводности, а также многими другими.
Гальванические покрытия представляют собой пленки, осаждаемые на металле при выделении из растворов солей металлов под действием электрического тока. Вследствие этого, деталь покрывается чистыми металлами и сплавами.
Химическое покрытие представляет пленку определенного химического состава, которая образуется на поверхности металла в результате действия на него химических реагентов. Наибольшее распространение получили окисные и фосфатные пленки.
Лакокрасочные покрытия основаны на образовании пленки из органического вещества и пигмента, определяющего цвет покрытия. Эти покрытия, нанесенные на поверхность металла в виде одного или нескольких слоев эмали или лака, после высыхания образуют защитно-декоративные непрерывные пленки. Выбор лакокрасочного покрытия определяется условиями эксплуатации, материалом покрываемого изделия, качеством и цветом его поверхности, требуемой точности покрытия, допустимой температурой сушки изделия.
Исходя из вышеуказанных требований и разновидности покрытия можно сделать вывод о том, что для нашего устройства, в качестве защитного покрытия можно выбрать лакокрасочное покрытие лаком УР-231 ГОСТ 9754-76. Оно применяется для деталей, эксплуатируемых на открытом воздухе умеренного климата, а также в промышленной атмосфере.
Проблема обеспечения электрической прочности ЭВА, особенно актуальна для элементов в интегральном исполнении и печатных плат, где зазоры между токоведущими дорожками малы и напряженность электрического поля может достигать больших значений при небольших напряжениях. Кроме того, пробивное напряжение снижается при повышении температуры диэлектрика, при сорбции влаги пылью и полимерными материалами.
Явление образования, под действием электрического поля проводящего канала в диэлектрике, называется электрическим пробоем. У твердых диэлектриков кроме пробоя по объему, возможен пробой по поверхности в окружающей среде. напряжение такого пробоя зависит от природы окружающей диэлектрик Среды, содержания влаги, формы проводников, наличия загрязнения на поверхности диэлектрика и наличия веществ, способных поглощать влагу (например, разнообразные пыли). Для повышения пробивного напряжения платы покрывают лаком, исключают острые углы при трассировке печатных проводников, производят сушку плат перед нанесением лака, следят за содержанием пыли и влаги в газовой среде технологических помещений, увеличивают пробивной промежуток благодаря установке дополнительных ребер (высоковольтных изоляторов).
Обеспечение электрической прочности тесно связано с проблемой влагозащиты. На выбор способа влагозащиты большое влияние оказывает объем производства.
Расчет конструкции на виброзащищенность
Для того чтобы проверить насколько хорошо защищено проектируемое устройство от механических воздействий, необходимо провести расчет собственной частоты вибраций платы. В данном случае плата является единственной колебательной системой. Жесткость платы зависит от материала, формы, геометрических размеров и способа закрепления.
Печатная плата имеет прямоугольную форму следующих размеров:
axbxh=280 мм x 150 мм x 1.5 мм
При расчете собственной частоты вибрации печатной платы используют следующие допущения:
плата представляется в виде модели распределенными массами и упругими демпфирующими связями;