Конструирование функциональных узлов

С поверхностным монтажом

Поверхностный монтаж (ПМ) как конструктивно-технологическое направление миниатюризации электронной аппаратуры позволяет уменьшить габариты конструкции, снизить расход материалов, а малая масса компонентов уменьшает их восприимчивость к воздействиям вибрации, что особенно важно для надежной работы аппаратуры. Уменьшение длины выводов и соответствующее снижение паразитных индуктивностей, емкостей и сопротивлений приводят к улучшению электрических параметров и увеличению надежности приборов [ 27,30,49].

Для ПМ в настоящее время серийно выпускаются следующие компоненты:

- резисторы, конденсаторы в чип-корпусе;

- резисторы в цилиндрическом корпусе (МЭЛФ-корпусе);

- транзисторы в SOT-корпусе;

- микросхемы в корпусах подтипов 43, 44, 45, типов 5 и 6 по

ГОСТ 17467-88.

Уменьшение размеров корпусов компонентов, безвыводные конструкции, уменьшенный шаг выводов (1,25; 1,0; 0,625 мм) естественно вызвало изменение размеров и формы элементов проводящего рисунка. Для ПМ все размеры элементов монтажного рисунка устанавливаются не ниже 4-го класса по ГОСТ 23751 (см. табл. 4.22).

Таблица 4.22

Номинальные значения для элементов проводящего рисунка при поверхностном монтаже

Форма и расположение контактных площадок под ПМИЭТ в безвыводных корпусах прямоугольной формы (ЧИП-корпусах) с двумя точками присоединения приведены на рис. 4.28,а. На рис. 4.28,б показаны параметры установки ЧИП-корпусов на контактные площадки. В таких корпусах выпускаются керамические многослойные конденсаторы (см. табл. 4.23 и рис. 4.28, в) и оксидно-полупроводниковые конденсаторы с более высокими значениями номиналов (табл. 4.24, 4.25, рис. 4.28, г).

Таблица 4.23

Параметры конденсаторов серии К10

Таблица 4.24

Параметры конденсаторов серии К53 (рис. 4.28, г)

Таблица 4.25

Параметры конденсаторов К73-31 (рис. 4.28, г)

Расчет размеров и производится по формулам, приведенным в

подразделе 4.6.4.

Безвыводные тонкопленочные конденсаторы К26-5 представлены на рис. 4.29.

На рис. 4.29,а показан корпус конденсатора К26-5, устанавливаемый приклеиванием за нижнюю поверхность. Другой вариант корпуса этого конденсатора приведенный на рис. 4.29,б, устанавливается на припойную пасту шариковыми выводами. Параметры тонкопленочного К26-5 приведены в табл. 4.26.

Таблица 4.26

Параметры конденсаторов К26-5 (рис. 4.29)

Керамические высоковольтные конденсаторы серии К15 рассчитаны на 1,6 - 4 кВ. Например, корпус конденсатора К15-32 (470 пФ, 3 кВ) имеет габариты L = 4,5 мм, В = 3,2 мм, Нмакс = 1,4 мм. Корпуса К15-20 (150пФ - 0,068 мкФ, 1,6 - 4,0 кВ) имеют размеры (5,5 х 4,0 х 2,0) - (12,0 х 10,0 х 4,0) мм.

Резисторы для ПМ изготавливаются двух типов толстопленочные (чип-корпуса) и тонкопленочные (цилиндрические корпуса).

К резисторам в прямоугольных или чип-корпусах относятся типы С6-6-1; С6-9, П1-12, Р1-8, Р1-12, Р1-16, подстроечный резистор СП3-28. Резистор типа С6-6-1 имеет два номинала 50 и 75 Ом, его габаритные размеры в зависимости от мощности меняются в интервале : L - от 4 до 20 мм, В - от 1 до 60 мм, Н = 1 мм. Резистор С6-9 имеет только одну мощность рассеяния - 0,125 Вт, а номинальные значения сопротивления - в пределах 10 - 1000 Ом. У резисторов типа Р1-8 мощность рассеяния - 0,125 и 0,25 Вт, а номинальные значения сопротивлений - в пределах 5,11 - 681 ^. 10 ³ Ом. Резисторы С2-34 и С2-36 выпускаются в блистерной ленте.

Типовой МЭЛФ-корпус резистора приведен на рис. 4.30, а параметры резисторов С2-10 и С6-11 даны в табл. 4.27 .

Таблица 4.27

Параметры резисторов С2-10 и С6-11

В функциональных узлах, выполненных на основе ПМ и в микросборках широко используются транзисторы в миниатюрных пластмассовых корпусах. На рис. 4.31,а представлен корпус транзистора типа КТ-28, его знакоместо дано на рис. 4.31,б.

В корпусах серии КТ выпускаются транзисторы:

- КТ-46: КТ3130; КТ3140;

- КТ-47: 2Т664А91; 2ДС52В1;

- КТ-48: КТ874А,Б;

- КТ-43: КТ8101А,Б; КТ8102А,Б.

На рис. 4.32,а и 4.33,а представлены корпуса транзисторов серии СОТ (ТО).

Такие корпуса широко распространены за рубежом (корпуса SOT) и их геометрические параметры совпадают с отечественными аналогами. На рис. 4.32,а представлены параметры корпуса СОТ-23 (ТО-236), на рис. 4.33,а - корпуса СОТ-89 (ТО-243). На рис. 4.32,б и 4.33,б даны параметры знакомест для установки этих корпусов. В табл. 4.28 даны размеры корпусов СОТ, в табл. 4.29 и 4.30 - размеры элементов знакомест для установки корпусов СОТ-23 и СОТ-89.

Корпуса МС, предназначенные для ПМ представлены на рисунках: корпус подтипа 43 и знакоместо для их установки - на рис. 4.34,а,б; корпус подтипа 45 и его знакоместо - на рис. 4.35,а,б. В табл. 4.31 - 4.32 приведены параметры некоторых типоразмеров корпусов типов 43 и 45 и параметры их знакомест.

В случае, если требуемый типоразмер отсутствует в таблицах, можно воспользоваться следующими рекомендациями:

- размер контактных площадок МС, предназначенных для ПМ (c x d) выбирается из интервала (1,6...2,3) х 0,6 + 0,1 мм;

- расстояние между контактными площадками, ширина печатных проводников в узких местах и расстояния между ними - по табл. 4.22 .

Корпусные МС и навесные ЭРЭ располагаются на МО с учетом определенных требований. Первое требование связано с учетом направления технологической обработки (пайки), второе - с обеспечением наилучшего теплового режима. В большинстве случаев эти два требования, при желании получить максимальную плотность монтажа, входят в противоречие. некоторый приоритет имеет требование обеспечения теплового режима.

Таблица 4.28

Параметры корпусов SOT

Таблица 4.29

Параметры знакоместа для корпуса SOT-23

Таблица 4.30

Параметры знакоместа для корпуса SOT-89

Таблица 4.31

Параметры корпусов 43-го подтипа

Таблица 4.32

Параметры знакомест для корпусов 43-го подтипа

Таблица 4.33

Параметры корпусов 45-го подтипа