Аль-Араджи Зайнаб Хуссам Моса1, И.С. Бобылкин2, А.В. Турецкий3, Ю.А. Пирогова4, Р.Н. Хорошайлов5

1 Багдадский университет (г. Багдад, Республика Ирак)

1-4 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. Современные радиоэлектронные модули на многослойных печатных платах (МПП) имеют очень сложную конструкцию. При их создании необходимо учитывать требования по размещению компонентов на поверхности с учетом тепловых критериев, а также требования к вибрационной прочности и электромагнитной совместимости. Радиоаппаратура специального назначения часто размещается в блоках «кассетной» конструкции, в которых фиксации МПП имеет определенные особенности. В отличие от обычных печатных плат МПП закрепить в такой конструкции можно только на краях, поэтому размещение компонентов, особенно большой площади (например, микросхемы в корпусах BGA, QFP, QFN, PLCC), требует бо́льшего внимания, поскольку это влияет на механическую прочность и работоспособность устройства.

Цель. Провести исследование возможности повышения эффективности процесса проектирования радиоэлектронных модулей путем рационального размещения компонентов на МПП «кассетной» конструкции и определить области с наиболее повышенными механическими напряжениями и прогибами.

Результаты. Выявлено, что на МПП «кассетной» конструкции при ее закреплении только по периметру существуют области с повышенными прогибами, где установка компонентов, имеющих большую площадь, нежелательна, так как это приводит к разрушению паяного соединения и выходу устройства из строя. Установлено, что МПП можно условно разделить на девять областей с соотношением сторон a/4 и b/4, где а и b - длина и ширина платы соответственно. Экспериментальным путем установлены наиболее нагруженные области МПП и области, имеющие наименьшее воздействие на компонент при внешней вибрации.

Практическая значимость. Предложенный способ размещения компонентов на МПП «кассетной» конструкции позволяет уменьшить негативные воздействия при внешних вибрациях и статических нагрузках.

Аль-Араджи Зайнаб Хуссам Моса, Бобылкин И.С., Турецкий А.В., Пирогова Ю.А., Хорошайлов Р.Н. Оптимальное размещение компонентов на многослойной печатной плате в блоках «кассетной» конструкции // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 8. С. 88-93. DOI: https://doi.org/10.18127/ j00338486-202308-14

1. Zhang C., Kan C. The Reverse Reconstruction and Finite Element Analysis of the UAV Impeller // Int. J. Sci. Res. 2016. V. 5. № 3. Р. 595–597.
2. Fatemi A., Yang L. Cumulative fatigue damage and life prediction theories: a survey of the state of the art for homogeneous materials // International Journal of Fatigue 20. 1998. V. 20. Is. 1. P. 9-34.
3. Аль-Араджи З.Х.М., Макаров О.Ю., Турецкий А.В., Худяков Ю.В. Оптимизация способа закрепления печатной платы для минимизации механических напряжений // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 6. С. 5-11. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202106-01.
4. Аль-Араджи З.Х.М., Муратов А.В., Турецкий А.В., Худяков Ю.В. Моделирование механических характеристик многослойных печатных плат средствами CAE анализа // Труды междунар. симпозиума «Надежность и качество». г. Пенза. 2018. Т. 1. С. 224-227.
5. Лозовой И.А., Турецкий А.В. Методика анализа радиоэлектронных модулей на механическую прочность // Радиотехника. 2013. Т. 77. № 3. С. 85-88.
6. Белецкая С.Ю., Иевлев П.В., Муратов А.В., Тураева Т.Л. Турецкий А.В., Худяков Ю.В. Средства инженерного анализа конструкций радиоэлектронных модулей третьего уровня // Труды междунар. симпозиума «Надежность и качество». г. Пенза 2017. Т. 2. С. 82-85.