Электронный измеритель-регулятор температуры (стр. 7 из 9)
Конструктивно термометр выполнен в металлическом корпусе, состоящем из основания и крышки. Все элементы термометра размещены на двух печатных платах, установленных на промежуточной рамке. Расстояние между платами определяется высотой электрорадиоэлементов. Для подключению к термометру термодатчиков и элементов внешней схемы применяется колодка с контактами-зажимами винтового типа. На верхней, лицевой части прибора находится светодиодный индикатор температуры, светодиод, сигнализирующий срабатывание реле и кнопка переключения показаний «сухого» и «влажного» датчика.
3.2 Разработка печатной платы
К печатной плате предъявляют требования:
– по внешнему виду;
– электрическим параметрам;
– устойчивости при технологических, климатических и механических воздействиях;
– надежности. Особенно важным является требования к надёжности.
1) По внешнему виду проводящий рисунок должен быть чётким, без рваных краёв, вздутий, отслоений, разрывов, протравок, тёмных пятен, загрязнений и окислов. На поверхности проводящего рисунка не должно быть технологических повреждений и посторонних включений. Сквозные отверстия должны быть чистыми и свободными от включения любого рода. Расстояния между элементами проводящего рисунка и краем платы не должно быть менее 0,3 мм. Металлическое покрытие на элементах проводящего рисунка должно иметь гладкую глянцевую поверхность. Покрытие должно быть сплошным, без трещин, пор, крупнозернистости.
Требования электрических параметров печатного монтажа должны обеспечивать правильность монтажных соединений (соответствие цепей технической документации, целостность электрических соединений, отсутствие коротких замыканий).
Требования к устойчивости при технологических, климатических и механических воздействиях. Контактные площадки должны обладать паяемостью и способностью равномерно смачиваться припоем при воздействии его на плату в течение 3 с. Печатная плата должна быть устойчива к перепайке, и выдерживать не менее двух циклов перепаек на контактных площадках. Прочность сцепления печатных проводников и контактных площадок с основанием должна обеспечиваться соответствием материала требованиям ТУ и стандартов на фольгинированые диэлектрики.
Печатная плата должна соответствовать требованиям ТУ в процессе и после воздействия на них климатических факторов.
Требования к надёжности. Печатная плата должна сохранять конструкцию, внешний вид и электрические параметры в пределах нормы, а также соответствовать техническим условиям на изделие в рабочем режиме в течение гарантированного срока службы. Надёжность печатных схем влияет на надёжность РЭА. Она проверяется в составе РЭА и определяется минимальным значением вероятностью безотказной работы. Отказом считается полная или частичная утрата работоспособности печатной платы, нарушение печатного монтажа или отклонение любого параметра печатной платы от нормы.
Основными наиболее часто употребляемыми материалами печатных
плат являются гетинакс и стеклотекстолит. Проведём сравнительный анализ этих материалов.
Гетинакс значительно дешевле стеклотекстолита. Гетинакс также легче обрабатывается, что способствует повышению технологичности платы.
По электроизоляционным свойствам гетинакс уступает стеклотекстолиту. Тангенс угла диэлектрических потерь у гетинакса 0.06, у стеклотекстолита 0.03. Гетинакс также уступает и по механической прочности и жесткости, что приводит к увеличению требуемой толщины платы. Гетинакс более подвержен воздействиям химических реактивов при химическом методе изготовления печатной платы. Это еще больше ухудшает его диэлектрические свойства
Прочность сцепления проводящего покрытия с гетинаксовом основанием невысокая и резко падает при повышении температуры. Это затрудняет производство плат высоких классов точности на гетинаксовом основании, а также практически исключает возможность замены элементов из-за отслаивания контактных площадок. При изготовлении двухсторонних печатных плат на гетинаксовом основании, практически невозможно выполнить качественную металлизацию отверстий.
Рассмотренные недостатки делают гетинакс практически непригодным для изготовления печатной платы ЭИРТ. Поэтому выбираем в качестве материала печатной платы стеклотекстолит марки СФ-2Н-50 ТУ16.503.27–86.
Таблица 3.1. Таблица основных характеристик гетинакса и стеклотекстолита
| Материал | Плотность  |  | Рабочая температура °С | Удельное сопротивление  |
| Гетинакс ГФ1–50 ГОСТ 10316–78 | 1,4 | 78 | -60 +105 |  |
| Стеклотекстолит СФ-2Н-50 ТУ16.503.27–86 | 1,5 | 294 | -60 +105 |  |
Для данного изделия достаточно использовать одностороннюю печатную плату.
2) Метод изготовления П.П. существенно влияет на схемо-конструкторские и эксплутационно-экономические параметры. Для получения проводящего рисунка П.П. выбираем химический метод производства печатных плат из фольгинированых диэлектриков. Достоинствам химического метода являются: доступность механизации и автоматизации, возможность получения высокого качества печатных плат, которые обладают высокой агдезией печатных проводников к диэлектрическому основанию.
Способ формирования изображения рисунка печатной платы – фотографический, достигается с помощью фотошаблонов методом контактной печати.
При химическом методе, основанном на травлении фольгинированого диэлектрика, отверстия не металлизируются. Этот метод простой и обеспечивает высокую разрешающую способность и плотность монтажа.
В избежания отслаивания контактных площадок при действии механических нагрузках при химическом методе изготовления все элементы должны быть установлены вплотную к плате без зазора.
3) Конфигурация и габаритные размеры П.П. будут зависеть от габаритных размеров разрабатываемого изделия, электрической схемы, применяемых навесных элементов, эксплутационных требований, предъявляемых к изделию, технико-экономических показателей. Форма печатной платы – прямоугольная.
Навесные элементы будут размещены с учётом электрических и паразитных связей между навесными элементами; необходимо также равномерно распределить массу навесных элементов по поверхности платы. Для удобства монтажа однотипные ЭРЭ будем размещать группами.
Установочные размеры и варианты установки навесных элементов будут выбираться в соответствии с действующими стандартами на установку навесных элементов.
Проведём трассировку соединений между собой контактов каждого из элементов. При трассировке учитываются следующие параметры: суммарная длина соединений (длинна соединений между элементами, должна быть минимальной), число узлов в соединениях, взаимные наводки трасс различных цепей. Трассировка соединений после компоновки элементов должна выполняться так, чтобы обеспечивались заданные электрические параметры изделия.
Наряду с обеспечением заданных электрических параметров изделия трассировка обеспечивает проведение наибольшего числа соединений при ограниченных размерах монтажного пространства.
Проводящий рисунок печатной платы, разработанный в результате трассировки соединений, будет удовлетворять следующим требованиям: соответствовать принципиальной электрической схемы, всем конструктивным, технологическим и электрическим требованиям; обеспечивать нормальную работу схемы при соответствующих условиях эксплуатации и удобства сборочно-монтажных и регулировочных работ.
Печатная плата по плотности проводящего рисунка будет относится ко второму классу. Зависимость расстояния между проводниками и размерами элементов проводящего рисунка приведена в табл. 3.2.
Таблица 3.2. Размеры элементов проводящего рисунка, мм
| Параметры | Класс |
| 2 | |
| Ширина проводника | 0,25 |
| Расстояние: | |
| между проводниками, контактными площадками, | |
| проводником и площадкой | 0,25 |
| от края просверленного отверстия до края контакт- | |
| ной площадки данного отверстия | 0,035 |
4) Центры всех отверстий на печатной плате, располагаются в узлах координатной сетки. Центры отверстий, предназначенных под выводы многовыводных навесных элементов (микросхемы, реле и т.д., которые из-за конструктивных особенностей элемента не попадают в узлы координатной сетки), располагаются в соответствии с размерами, указанными в нормативной документации на эти элементы. Центр отверстия, принятого за основное, будет по возможности располагаться в узле сетки, остальные отверстия для этого элемента по возможности будут расположены на вертикальных или горизонтальных линиях координатной сетки.
Номинальное значение диаметров монтажных отверстий:
а) для микросхем
dэ=0,5 мм d=0,9 мм
б) для резисторов
dэ=0,5 мм d=0,9 мм
в) для диодов
dэ=0,5 мм d=0,9 мм
г) для транзисторов
dэ=0,5 мм d=0,9 мм
д) для конденсаторов
dэ=0,5 мм d=0,9 мм
е) для реле
dэ=1,5 мм d=2,1 мм
Значения диаметров сводятся к предпочтительному ряду размеров монтажных отверстий:
0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5; 2,1 мм.
Отверстия под выводы навесных элементов со стороны фольги должны иметь контактные площадки. Размеры контактных площадок будут выбираться с учётом механических нагрузок и массы устанавливаемых элементов. Площадь оставшейся части контактной площадки, за вычетом площади отверстия, должна составлять не менее 1,0 мм2 для печатных плат 2го класса плотности.