Определение компоновочных параметров ПП.

 

Если ЭРЭ, расположенные на ПП ячейки, (в данном случае все ЭРЭ – это микроэлектронные узлы) имеют одинаковые или близкие типоразмеры корпусов, что справедливо для цифровых ЭС, то компоновочные параметры ПП определяются в предположении, что все микросхемы имеют единые размеры корпусов.

Если аппарат выполнен на ЭРЭ существенно разных типоразмеров, то работа выполняется в несколько этапов: вначале определяются посадочные места для ЭРЭ с наибольшим размером корпуса, затем – со следующим меньшим значением и т.д.

 

  3.3.1.Определяются размеры монтажной зоны ПП  (рис.5)

 

                                 L1=Ln – X1 – X2;      

                                 B1 = Bn – У1 – У2,

 

где X1 – нижняя зона крепления ПП, мм;

   X2 – верхняя зона крепления ПП, мм;

   У1 – зона выходных контактов и крепления соединителя к ПП, мм;

   У2 – зона контрольных контактов и крепления передней планки к ПП, мм.

Эскиз печатной платы

 

 

Зона крепления ПП        Место установки разъёма

                                         или выходных контактов

 

 

 

    У1

 

 

Bn B1

 

 

                                                                              У2   

            

                X1             L1                     X2

                                     Ln

 

 

      Место установки контрольных контактов

 

                                        Рис.5

 

    

 3.3.2.Определяется количество горизонтальных рядов ЭРЭ

 

                 

где Во – ширина посадочного места ЭРЭ, мм;

  Всх – ориентировочный шаг установки ЭРЭ вдоль небазовой стороны ПП, мм; (для ИС, см.[5]).

 

3.3.3.Определяется количество вертикальных столбцов ЭРЭ (рис. 6)

                                 

 

  где Lo – длина посадочного места ЭРЭ, мм;

  Lcx – ориентировочный шаг установки ЭРЭ вдоль базовой стороны ПП, мм; (для ИС см.[5]).

 

При условии, что

 

 

                         Эскиз монтажной зоны ПП

 

У

           Lнач           Посадочное место ЭРЭ

 

Bнач                                                                                                             Bcx

 

 

                                                                                       B1

 

 

                    

                                                                                            

                     

                Lcx                                                                 X

                                         L1                                          

 

 

                              nх = 4, nу = 3

 

                                 Рис. 6

 

  

3.3.4.Определяется максимально возможное к установке на ПП число Nсб ЭРЭ при выбранном шаге установки

 

                         Nсб = nx × ny × Nуст

 

где Nуст – коэффициент, зависящий от способа установки ЭРЭ на ПП;

  Nуст = 1 при односторонней и Nуст = 2 при двусторонней установке ЭРЭ на ПП.

 

3.3.5.Проверяется возможность установки ЭРЭ данного типоразмера на ПП, для чего сравнивается Nсб с реальным числом Nсбi ЭРЭ данного i типа, т.е. проверяется

 

                                Nсбi < Nсб, i Î I;

 

где I – множество типов ЭРЭ (корпусов ИС).

 

3.3.6. Определяется число ПП и субблоков Nяч. В блоке

(в случае ЭРЭ одного типоразмера).

                       Nячеек

 

где JСБ - число эквивалентных вентилей внутри микросборки (корпуса ИС); заданно в исходных данных к циклу лабораторных работ.

Необходимо учесть, что в ячейке может быть несколько ПП.

 

3.3.7. Уточняется количество реально занятых рядов nур и столбцов nхр (рис.7). При этом стремятся использовать как можно больше посадочных мест в первую очередь на выделяемых рядах.

 

3.3.8. Определяются свободные площади на ПП, (рис.8)

 

          Sсв1 = (B1 – nур Bсх) L1 Nуст;

          Sсв2 = Bсх [L1 – Lсх (nур nх Nсвj) Nуст;

          Sсв3 = Bсх (nур – 1)(L1 –nхр Lсх) Nуст;

          SсвS = Sсв1 + Sсв2 + Sсв3;

 

3.3.9. Если схема РЭС выполнена на ЭРЭ с существенно разными типоразмерами корпусов, то переход к п. 3.3.10. в противном случае к п. 3.4.

       Монтажная зона ПП с указанием занятых и свободных посадочных мест ЭРЭ

                                          

                                 Занятые посадочные места ЭРЭ

 

 

                                                                                                                   В1

 

                                                     

                                                     L1

                                  

 

                Nсхi = 6, Ncх = 12, nхр = 4, nур = 2

        

                                                       Рис. 7

 

 

3.3.10. Возможны два варианта действий:

последовательно проверяют возможность компоновки ЭРЭ других типоразмеров на свободных площадях Sсв1, Sсв2, Sсв3. При этом линейные размеры свободного монтажного пространства следующие:

 

    Sсв1: L’1 = L1;                    B’1 = B1 – nур × Bсх;

   Sсв2: L’’1 = L1 – (nур × nх - Nсвj) × Lсх;  B’’1 = Bсх;

   Sсв3: L’’’1 = L1 – nхр × Lсх;    B’’1 = Bсх (nур – 1);

 

      

 

 

Свободные площади на монтажном поле ПП после компоновки ЭРЭ 1-го типоразмера

 

                   Lсх

 

Bсх                                                                           

 

 

В1

                                                                                     

 

                                             

                                                    L1

                                  

                                    Рис. 8

 

принимают условно форму свободного монтажного пространства площади SSсв в виде квадрата с линейными размерами

       

                         L1’’’’ = B1’’’’ =

 

и проверяют возможность компоновки ЭРЭ остальных типов на этой площади.

 

 3.3.11. Уточняются компоновочные характеристики ПП при расположении на них ЭРЭ следующего типоразмера. С этой целью повторяются действия по п. п. 3.3.1. … 3.3.12.

В процессе работы учитывается, что на данном этапе размеры посадочного места, шаги установки и другие данные в расчётах должны соответствовать новому типоразмеру корпуса ЭРЭ.

3.3.12. Работа по п. 3.3. заканчивается, когда проверена возможность установки ЭРЭ всех типоразмеров на ПП всех ячеек.

 3.4. Определение полного комплекта компоновочных параметров ячейки.

  

3.4.1. Для блока разъёмной конструкции по максимальному количеству задействованных выводов выбирается разъём ячейки. 

 

3.4.2. На основании соответствующих нормативных документов /ГОСТ, ОСТ, нормали предприятий / выбирается тип и схема компоновки субблоков /ячеек/. (рис.9). (Рекомендуется вариант «а»).

 

3.4.3. Для разъёмной конструкции при односторонней установке ЭРЭ и соединителей ориентировочная высота ячейки определяется

 

                                 Нс + Нп + Нк

            Ня’ = max Нп + Нсх + Нк.

                                 Нкар

 

где Нк – высота выступов крепёжных изделий, мм;

   Нс - высота электрического соединителя, мм;

   Нп - толщина ПП, мм;

   Нсх - максимальная высота ЭРЭ, мм;

   Нкар - высота каркаса ячейки, мм.

 

3.4.4. В случае односторонней установки ЭРЭ и использовании соединителей, выступающих по обе стороны ПП, ориентировочная высота ячейки определяется по формуле

                                     Нс

              Ня’’ = max  Нкар                            .

                                     Нсх + 0.5(Нс + Нп)

 

        

                    Схемы компоновки ячейки

                                     3         1                             2     4

 

а)

 

                                                                              

                                         1            3                  2

 

 

б)

 

 

                                                                                                      2

                                            1              3                2

 

 

в)

 

 

                                            1            3              2

 

 

                                                                                             2

 

1 – ЭРЭ; 2 – разъём; 3 – ПП; 4 – каркас /рамка/

 

                                           Рис. 9

 

  

 3.4.5. В случае двухсторонней установки ЭРЭ и односторонней установки соединителей ориентировочная высота ячейки определяется

 

                                 Нс + Нсх + Нп

          Ня’’’ = max 2Нсх + Нп       .

                                 Нкар

 

3.4.6. В случае двухсторонней установки ЭРЭ и использовании соединителей, выступающих по обе стороны ПП, высота определяется как

 

 

                                 Нс 

         Ня’’’’ = max 2Нсх + Нп       .

                                 Нкар

 

3.4.7. (Высота ячейки аппаратуры стационарных ЭВМ и аппаратуры дискретной автоматики рекомендуется равной 15 мм.)

 

3.4.8. Для книжной конструкции ориентировочная высота ячейки определяется по тем же формулам, что и для разъёмной, с учётом крепления колодки /скобы/ электрического соединителя с одной стороны ПП.

 

3.4.9. Шаг установки ячеек определяется как

 

                              Ня = Ня‘ + Нр

 

где Нр – расстояние между ячейками, мм;

             рекомендуется Нр ³ 6мм.

 

3.4.10. Масса ячейки находится как

 

          

 

где Gп – масса ПП, кг;

Gсхi - масса ЭРЭ i – го типа, кг;

Gс - масса разъёма или колодки, кг;

Gкар - масса каркаса, кг;

i - типоразмер ЭРЭ, i Î I1;

I1 - множество типов ЭРЭ в ячейке I1 Ì I.

 

3.4.11. Объём заполнения ячейки определяется как

 

         

 

где Vп – объём ПП, м;

Vсхi - объём ЭРЭ i – го типа, м;

Vс - объём разъёма или колодки, м;

Vкар - объём каркаса, м.

 

3.5. Уточнение типоразмеров субблоков и ПП.

 

Данный пункт выполняется в случае неудачного предварительного выбора либо размеров ПП, либо ориентации положения ЭРЭ на ПП, либо каких-то других решений. В таком случае необходимо самостоятельно предложить новое решение и проверить его, повторив п. п. 3.2. – 3.4. методики.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ

 

Отчет представляет собой комплект конструкторской документации /КД/ на конструкцию субблока ЭС и состоит из:

1) пояснительной записки, включающей в себя:

-постановку задачи разработки;

-указание совокупности исходных данных на разработку;

-укрупнённую схему алгоритма работы с указанием действий анализа, синтеза и принятия решений;

-распечатки /протокол/ решения;

-выводы по работе.

2) комплекта графических материалов:

-эскиз печатной платы в масштабе с разметкой под колодку, разъём и другие элементы, располагаемые на плате;

-эскизы субблока, рамки /каркаса/, колодки, разъёма, гибкого печатного кабеля и других деталей субблока.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

 

Из каких этапов состоит процесс компоновки субблоков

Какие факторы определяют ориентировочную площадь ПП

Какова процедура предварительного выбора типоразмеров корпуса блока, субблока, печатных плат

Какова процедура предварительного выбора разъёма субблока в блоке разъёмной конструкции

Чем определяется количество субблоков в блоке

От чего зависят габаритные размеры субблоков

Чем определяется ориентировочная длина ячейки

Чем определяется ориентировочная ширина ячейки

Чем определяется ориентировочная высота ячейки

Каковы критерии оптимальности выбора типоразмера ПП

Укажите действия анализа, синтеза и принятия решений в данной работе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3