Микроминиатюризация радиоаппаратуры

Современная радиоаппаратура все более услож­няется и при устано­­­вившихся методах конструирования становится громоздкой и ненадежной. В связи с этим возникла потребность повысить надежность, уменьшить габаритные размеры и вес ее. Эти задачи решаются путем перехода к новым направлениям конструирования и техно­логии производства радиоаппаратуры, объединяемых в об­щее понятие «микроминиатюризация».

Рассмотрим модульное и микромодульное направления микроминиатюризации. Модульное конструирование ап­паратуры заключается в уплотнении монтажа при исполь­зовании обычных малогабаритных навесных радиодеталей. Простейшим конструктивным элементом при этом является модуль, представляющий собой функционально закон­ченный узел, собранный из обычных малогабаритных де­талей при использовании печатного монтажа.

Модуль может быть плоский (в виде одноплатного печатного узла) и объемный (в виде межплатного печатного узла).

Полностью собранный модуль герметизируют путем заливки его компаундом, вследствие чего значительно повышается надежность, механическая прочность и влаго­стойкость модуля.

В случае неисправности модуль не ремонтируется, а заменяется исправным. Производство аппаратуры с уплотненным монтажом (модульной конструкции) не мо­жет быть автоматизировано и механизировано.

Показателем степени миниатюризации радиоаппара­туры является плотность монтажа (количество радиоде­талей или элементов электрической схемы, размещенных в 1 см³ объема устройства). Если для лучших конструкций радиоаппаратуры, в которых применены малогабаритные лампы и печатный монтаж, плотность монтажа достигает 0, 1 детали на 1 см³, то для аппаратуры модульной кон­струкции при использовании полупроводниковых прибо­ров она равна 1—2 элемента в 1 см³.

Микромодульное конструирование аппаратуры осно­вано на использовании в качестве простейшего конструк­тивного элемента стандартного по размерам, способу сборки и монтажа микромодуля, который представляет собой миниатюрный сменный функциональный узел. По электрической схеме микромодуль представляет собой усилитель, генератор, триггер или другой самостоятель­ный каскад.

Уменьшение габарита и веса микромодуля достигается путем доведения до минимальных размеров, применяемых в них микроэлементов и плотного размещения их в объеме.

Каждый микроэлемент представляет собой изоляционную тонкую пластинку (толщиной до 0, 3 мм), на которой смонтировано несколько (до четырех) специальной кон­струкции микро радиодеталей (резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, полупроводниковых приборов и др.).

Все микроэлементы, из которых собирается микромо­дуль, стандартной конструкции и простой геометрической формы (квадратная пластинка, диск, шестигранная пла­стинка).

Квадратная изоляционная пластинка микроэлемента содержит 12 контактных выводов, выполненных в виде металлизированных пазов (по три с каждой стороны квад­рата), к которым подведены выводы микрорадиодеталей. Микроэлементы электрически соединяются между собой в микромодуле впайкой в металлизированные пазы соеди­нительных проводников.

Собранный микромодуль подобен этажерке, горизон­тальными полками которой, являются микроэлементы, а вертикальными стоиками — соединительные проводники.

Готовый микромодуль представляет собой герметизи­рованный узел, который не ремонтируется, а в случае неисправности в нем заменяется исправным.

Герметизацией микромодулей значительно повышается их надежность, механическая прочность и влагостойкость. Благодаря правильной геометрической форме и стандарт­ным размерам микромодулей из них можно компоновать компактные микромодульные блоки (микроблоки). Микро­модули в микроблоке соединяются с помощью печатных плат.

Сборочно-монтажные работы при производстве микро­блоков можно механизировать. При этом исключаются субъективные ошибки человека и резко повышается на­дежность микромодульной аппаратуры. Плотность мон­тажа микромодульной аппаратуры достигает 10—20 дета­лей в 1 см³.

При уменьшении габаритных размеров микромодульной аппаратуры увеличивается ее нагрев, в результате чего необходимо применять специальные теплостойкие радиодетали. Вследствие большой плотности монтажа микромодульной аппаратуры возникают значительные паразитные связи между элементами, что ограничивает применение ее на высоких частотах (предельная рабочая частота не более 100 МГц). Микромодульные конструкции применяются в маломощной связной аппаратуре диапазона длинных, средних и коротких волн, а также в счетно решающих и логических устройствах.