SU944487A1 - Способ изготовлени тканей коммутационной платы - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТКАНОЙ КОММУТАЦИОННОЙ ПЛАТЫ, заключающийс  в переплетении расположенных по двум координатам токопроводников диэлектрическшс и термопластических нитей, образующих структуру типа тка ни, соединении проводников в местах их контакта, термообработке и выполнении сквозных отверстий, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и упругости платы, термопластические нити в слое размещают по обеим координатам на рассто ни х , равных общим делител м всех интервалов между токопроводниками цо каждой координате в отдельности гокопроводники зацепл ют за отдельнь1е гермопластические нити и вывод т на поверхность платы, а отвод сформированной ткани осуществл ют на величину, равную рассто нию между термрпласти1 ескигш нит ми, расположенными по утку , после чего ткань термофиксируют и промывают продувкой разогретого, в. пределах 100-250° влагоносител . 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что сквозные отверсти  выполн ют оплавлением ткани после соединени  токопроводников;

Description

Изобретение относитс  к области электроники, радиотехники и коммутационной техники св зи, предназначено дл  коммутировани  электрических сигналов между схемными элементами внутриблочной электронной аппаратуры и внутримодульных св зей и может быть использовано при производстве тканых коммутационных плат, дл  матричных соединителей квазиэлектронных телефонных станций, страничных плат вычислительных машин, при конструировании и изготовлении модулей с многократно повтор емостью идентичных схемных элементов , установленных на одну панель а также тканых плат, выполн ющих функции печатных плат с односторонним и двусторонним монтажом.

Известны способы изготовлени  тканых коммутационных плат, заключающиес  в переплетении диэлектрических нитей и токопроводников на ткацком оборудовании, соединении токопроводников в местах контактных узлов термопластических нитей.

Тканые коммутационные платы, полученные таким способом, не обеспечивают точных геометрических размеров между токопроводниками и контактными узлами вследствие усадки ткани особенно по координате Y в направлении наработки и отвода ткани, который св зан с плотностью слоев,

Известен способ изготовлени  тканой коммутационной платы, заключающийс  в переплетении расположенных по двум координатам токопроводников, диэлектрических и термопластических нитей, образующих структуру типа ткани , соединении токопроводников в местах их контакта, термообработке (расплавлении термопластических нитей) и выполнении сквозных отверстий.

Однако и этот способ не обеспечивает точных геометрических размеров между токопроводниками и контактными узлами платы вследствие укладки ткани после выработки, котора  зависит от многих параметров и не может быть учтена при расчете точности получаемых размеров.

Цель изобретени  - повышение точности и упругости платы - достигаетс  тем, что в способе изготовлени  тканой коммутационной платы, заключающемс  в переплетении расположенных по двум координатам токопроводников , диэлектрических и термопластических нитей, образующих структуру типа тканей, соединений токопроводников в местах их контакта, термообработке и выполнении сквозных отверстий , термопластические нити в слое размещают по обеим координатам на рассто ни х, равных общим делител м всех интервалов между токопроводниками по каждой координате в отдельности , токопроводники зацепл ют за отдельные термопластические -нити и вывод т на поверхность платы, а отвод сформированной ткани осуществл ют на величину, равную рассто нию

между термопластическими нит ми, расположенными по утку, после чего ткань термофиксируют и промьшают продувкой разогретого в пределах 100-250 влагоносител , а сквозные отверсти  в.ыполн ют оплавлением ткани после соединени  токопроводников.

На фиг. 1 приведен общий вид тканой коммутационной платы по изобретению с токопроводниками, проход щими по утку и основе и образующими на ее наружной поверхности петли, контактные узлы, удлиненные контактные выводы и другие топологические про влени , предназначенные дл  подсоединени  к схемным элементам и соединени  между собой; на фиг. 2 - структура переплетений диэлектрических нитей и токопроводников ткацой платы; на фиг.Зструктура переплетений диэлектрических нитей и токопроводников тканой платы, вариант закреплени  металлических электропроводников основы при выходе на петли за уточненные комплексные нити наружного сло ; на фиг. 4 - структура переплетений диэлектрических нитей и токопроводни-. ков в зоне контактного узла;на фиг. 5 - общий вид среднего сло  тканой платы по изобретению, формируемо1ГО в виде координатной сетки переплетением термопластических мононитей, определ ющего координатное и геометрическое (размерное) расположение

0 токопроводников, образующих в определенных кодированных точках закрепленные за отдельные мононити дл  образовани  петель, контактируемых узлов , контактных выводов и других технологических про влений; на фиг. 6 общий вид тканой коммутационной платы после ее изготовлени ; на фиг.7 схема операционной последовательности изготовлени  тканых коммутационных плат, способ изготовлени ; на фиг. 8 - общий вид тканой коммутаци .онной платы-с односторонним монтажом (вариант применени ); на фиг. 9 - об щий вид тканой коммутационной платы с односторонним монтажом; на фиг.10общий вид тканой коммутационной платы с двусторонним монтажом (вариант применени ); на фиг. 11 - общий вид тканой коммутационной платы с двусторонним монтажом; на фиг. 12 - общий вид модул  с установленными ткаными коммутационными платами и схемными элементами, имеющими групповое расположение и осевые выводы (вариант применени ). Ткана  коммутационна  плата выполнена из диэлектрических нитей 1-2 проход щих по основе и утку, образую щих внешние слои а и с, и термопластических мононитей 3 и 4 основы и утка, расположенных на рассто нии ty (шаг по утt (шаг по основе) ку) , формирующих средний слой Ь,  вл ющийс  координатной сеткой, кото рый определ ет геометрическое и точностное расположение неизолированных токопроводников 5 и 6, проход щих по разные стороны сло  Ь, во взаимно перпендикул рных направлени х. Токопроводники 5 и 6 в определенных кодированных точках зацеплены за отдельные термопластические нити сло  или нити слоев внешних сторонах платы образуют петли 7, контактные выводы 8, контактны узлы 9 и другие топологические про в лени , предназначенные дл  подсоединени  к схемным элементам и штепсель ньм разъемам. Соединение слоев а, 40 и с осуществлено перев зочньми нит ми 10. Контактные узлы 9 пропа ны , а напротив петель 7 соосно им име ютс  отверсти  11. Способ изготовлени  тканых коммутационных плат включает в себ : выработку (ткачество) на ткацком автомате 12, пропайку волной припо  или точечную сварку на установке 13, термофиксацию и промывку на установке 14, формование отверстий на установке 15 и разрезку на установке 16. Ткана  коммутационна  плата выполн етс  на автоматическом ткацком станке путем переплетени  диэлектрических комплексных нитей .1 и 2 (стеклонить, павсан, капрон, аремид и др.), которые образуют внешние слои платы а и с, вырабатываемые с максимальной плотностью, так как предназначены дп  защиты токопроводников 5 и 6 от пр мых механических воздействий и воздействий окружающей среды. Тип переплетений (меткаль, саржа, репс ев а и и др.), материал самих нитей 1 и 2 и их количественные сложени  могут быть различны и завис т от конструктивных требований, предъ вл емых к штате условий эксплуатации, режимов упрочнени  (пропайки), контактных узлов (температура припо , врем ), а также места их расположени , например контактные узлы 9 располагаютс  на внеш- ней поверхности сло  с, пропайка производитс  припоем ПОС 60-ПОС 90 (Т 260-290С), в этом случае слой с предпочтительно вырабатывать из лавсана , аремида или полифена. Средний слой bV тканой платы полотн ного переплетени  формируетс  из термопластических нитей (мононитей 3 и 4 (лавсанова  мононить 0 0,20 ,). Нити 3 основы располагаютс  на рассто нии - t (шаг между нит ми по основе) друг от друга (размер t устанавливаетс  в процессе проборки и определ ет номер берда), а нити 4 утка на рассто нии t (шаг между нит ми по утку), причем величина отвода сформированной ткани об зательно равна t (отвод ткани периоД ческий ) Нити 3 и 4 при переплетении с требуемой точностью образуют основную, размерную координатную сетку платы (фиг. 5) с определенной делимостью пол  сло  Ь по координатам Y соответствующую общему делителю шагов расположени , токопроводников 5 и 6 -02 03- Т.Д. по основе и Т., Т, , Т и т.д. по утку, т.е. нити 3 И Т.Д. ПО утку, т.е. основы располагаютс  на рассто ние t друг от друга, а завис щем от размеров шагов Т , Т , и кх общего делител , например: размеров шагов между токопроводниками 5, 7 S вы Т, 6,25, Т,5 оь т.. 2,5 мм, тогда, учитыва , что тркопроводники располагаютс  между нит ми 3, общий делитель координатной сетки сло  (шаг между нит ми 3 и 4 по основе) может равн тьс  1,25; 0,625 или 0,25 мм. Уточные нити 4 располагаютс  на рассто нии t друг от друга, эта величина также зависит от общего делител  размеров шагов между токопроводниками 6, по утку Т , 1, , Т и т.д. Например, размер шагов между токопроводниками 6 утка Ту 5 мм, T,,, мм, Т 4 мм, Т, 7 мм, тогда общий делитель координатйой сетки сло  Ь по утку t, (шаг межд нит ми по утку) может равн тьс  1 мм, 0,5 мм или 0,25 мм. В зависимости от величины . , и требуемой жесткости платы выбираетс  диаметр нити утка и основы. Не изолированные токопроводники 5 и 6 проход т по разные стороны координатной сетки сло  Ь и при выходе на наружную поверхность тканой платы цепл ютс  за отдельные мононити 3 и 4 утка или основы сло  Ь (см. фиг. 2) или за отдельные комплексны нити 1 и 2 (см. фиг. 3) слоев а и с, соединеннее переплетени ми только с нит ми сло  Ь. Поэтому точность расположени  самих токопро водников и их топологических про влений - петель, контактных узлов, контактных выводов и др. зависит от величины t , и t, тем более, что токопроводники удерживаютс  от смещени  сло ми а и с за счет соединени  последних перев зочными нит ми 10 и в переплетение с диэлектрическими нит ми 1 и 2 слоев а ;и с не вход т, а только изолируют с  ими от воздействи  внешней среды и фиксируютс  прижатием к слою Ь выполн ющему роль координатной (ра меточной) сетки, определ ющей размерные точностные расположени  ток проводников, одновременно  вл  сь и изолирующим разделительным слоем В определенных кодированных мес тах в процессе формировани  тканой платы основные токопроводники 5 за цепл ютс  за отдельные уточные нити 4 и выход т на наружную поверхность сло  а в виде петель 7 или . удлиненных контактных выводов 8 дл подсоединени  к контактным выводам схемных элементов и штепсельных раз емов (фиг. 8-12). Уточные токопроводники 6, предназначенные дл  соединени  электрических цепей и токопроводников 5 в контактных узлах 9 в цепи определенной электросхемь или дл  подсоединени  к схемным элементам, вывод тс  на наружную поверхность сло  а или причем соединение токопроводников 5 и 6 в контактном узле (фиг.4) роизводитс  вне наружных слоев путем вывода токопроводников петл ми расположени  друг над другом без ереплетени . В конечном виде ткана  оммутационна  плата дл  односторонего монтажа после выработки (ткаества ) с внешних сторон представл т собой (фиг. 6) сплошное изол ционое поле с петл ми на одной стороне, онтактными узлами на другой и конактными выводами токопроводников а периферии дл  подсоединени  к тепсельным разъемам, а дл  двустооннего монтажа соответственно имеет топологические про влени  дл  подсодинени  с обеих сторон. В процессе формировани  ткань периодически отводитс  с ткацкого автомата 12 (фиг. 6) на величину t и после выработки в виде непрерывной ленты 17, проходит на установку 13, где производитс  соединение токопроводников утка и основы 5 и 6 в узловых точках в монолитные контактные узлы 9, причем при изготовлении тканых плат дл  одностороннего монтажа производитс  пропайка контактных узлов Волной припо  (узлы располагаютс  с одной стороны платы фиг. 8,9), а при изготовлении плат дл  двустороннего монтажа производитс  контактна  или конденсаторна  сварка (узлы располагаютс  с двух сторон платы J см. фиг. 10и11). После пропайки или сварки лента 17 термофиксируетс  и промываетс  разогретым до температуры 100-260с теплоносителем на установке 14. Температурные пределы разогрева теплоносител , его химический состав и количественное содержание конденсата определ етс  в каждом конкретном случае исходными материалами тканых плат, степенью их загр зненности, содержанием замасливателей в нит х, видом покрыти  токопроводников (полуДа или флюсующий лак) и др. Например, дл  тканых плат, выполненных из лавсановых комплексных нитей (внешние слои а и с), лавсановых мононитей (средний слой Ь)и неизолированных луженых (медных) токо55 ПРОВОДНИКОВ, теплоносителем  вл етс  вод ной пар, разогретый до температуры 220+10 С (при давлении 3 атм). В процессе разогрева структуры платы продувкой подаваемого под давлением теплоносител  производитс  сн тие упругих деформаций, возникших в нит х, образующих каркасный (координатный ) слой в процессе его формировани  за счет их термопластичности Одновременно с этим, учитыва  наличи конденсата в теплоносителе, производитс  удаление замасливател  из комплексных нитей, частичек пыли и металла , возникших от натира в процессе выработки. Формование отверстий производитс  разогретыми пуансонами на установке 15 за счет выплавлени  участков тканых плат с геометрией, соответствующей форме поперечного сечени  пуансонов (круг, эллипс, квадрат и др. Температура разогрева пуансона подбираетс , исход  из конкретных условий, определ емых в основном материалом .нитей отдельных слоев и тол щиной платы. Например, дл  тканых плат, вырабаты ваемых из лавсановых нитей, температура разогрева пуансонов ЗОО-ЗЗО С. После формоват1  отверстий непрерывна  лента 17 разрезаетс  на отдельные тканые коммутационные платы на установке 16, которые затем идут на монтаж. Учитыва  неприемлемость линейной усадки тканых плат, лента 17 от момента формировани  на ткацком автомате до операции формовани  отверстий находитс  в нат нутом положении, т.е. только после термофиксации лента 17 освобождаетс  от специальной продольной нагрузки. Так как формова ние отверстий несет только точечный разогрев, данна  операци  на усадочные и точностные характеристики тканых плат не вли ет. -выполнение тканых коммутационных плат по предлагаемому способу изготов лени  с учетом возможности их выработки с высокой точностью позвол ет их применение взамен печатных плат в различных вариантах монтажа (одностороннего , двустороннего) и типах модулей и блоков, например, на фиг. 8 и 9 представлена ткана  плата дл  одностороннего монтажа схемных элементов 18 с осевыми или формованными выводами (диодов сопротивлений, интегральных схем), причем все элементы располагаютс  с одной стороны платы, а их контактные выводы через имеющиес  в плате отверсти  11 проход т в петли 7 (токопроводников основы 5) на другую сторону платы, где они соедин ютс  между собой волной припо . Периферийные контактные выводы 8 тканой платы подсоедин ютс  к штепсельному разъему 19 накруткой или подпайкой. -. . На фиг. 10 и 11 представлена ткана  коммутационна  плата дл  двустороннего монтажа схемных элементов с различными вариантами их подсоединени , контактные выводы элемента 20 распа ны на контактных узлах (площадках ) 9, элемент 21, имеющий осевые вывода, приклеиваетс  к плоскости платы, а его подсоединение осуществл етс  с помощью петель 7, контактные выводы элемента 22 проход т через отверсти  платы 11 и подсоедин ютс  к петл м, подсоединение элемента 23 производитс  формовани ° выводов и расцайкой на контактных узлах (площадках) 9, контактные выводы элемента 24, перед монтажом формуютс  и их подсоединение производитс  на противоположной стороне платы; элемент 25 приклеиваетс  к плоскости платы, а его выводы формуютс  на другой ее стороне и подпаиваютс  к контактным площадкам 9. На фиг. 12 представлена конструкци  модул  на тканых платах одностороннего монтажа. Тканые коммутационные платы 26 и 27 устанавливаютс  на жестком основании 28 с помощью колонок 29, к которым они креп тс  винт.ами. Схемные элементы 30 и 31 своими осевыми выводами проход т через отверсти  11 в петли 7, соединение выводов и петель производитс  пропайкой волной припо . Контактные выводы 8 тканых плат распаиваютс  на штепсельных разъемах 32. В тканой коммутационной плате, изг;отовленной по описанному способу, точность расположени  токопроводников , точность и жесткость самой платы достигаетс  за счет введени  термопластических нитей (мононитей) расположенных их на рассто ни х, равных общим делител м всех интервалов между электропроводниками периодического отвода сформированной ткани на величину рассто ни  между монони- . г ми по утку и термофиксации структуры после выработки; расширение диапазона вариантов ко тактировани  реализуетс  формованием отверстий по площади платы соосно по одной из координат топологическим про влением токопроводников (петл , вывод, контактный узел и др.); повышение стойкости тканой платы от внешних воздействий достигаетс  возможностью выработки наружных слоев максимальной плотности из нитей любого исходного материала дл  каждого сло  в отдельности, не зависимо от усадочных характеристик этих слоев, и расположени  токопроводников . так как последние проход т под внешними сл(з ми, не взаимодейству  с ними, т.е. наружные слои могут смещатьс  относительно термофиксированного среднего сло  в мойент усадки , так как соедин ютс  между собой перев зочными нит ми; применение увлажненного теплоносител  позвол ет не только термофиксировать структуру платы, но и в значительной степени повысить ее диэлектрические характеристики, так как при этом производитс  вымывание и удаление замасливателей и инородных частичек из структуры ткани.

и

21

2J

iPuZ-10

2

JS

29

К

29

27

2S

Put 12

Claims (2)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТКА-

НОЙ КОММУТАЦИОННОЙ ПЛАТЫ, заключающийся в переплетении расположенных по двум координатам токопроводников, диэлектрических и термопластических нитей, образующих структуру типа ткани, соединении проводников в местах их контакта, термообработке и выполнении сквозных отверстий, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упругости платы, термопластические нити в слое размещают по обеим координатам на расстояниях, равных общим делителям всех интервалов между токопроводниками до каждой координате в отдельности^ гокопроводники зацепляют за отдельные; гермопластические нити и выводят на поверхность платы, а отвод сформированной ткани осуществляют на величину, равную расстоянию между термопластическими нитями, расположенными по утку, после чего ткань термофиксируют и промывают продувкой разогретого, в. § пределах 100-250° влагоносителя. |_

2. Способ по π. 1, отличаю- К щ и й с я тем, что сквозные отверс- If тия выполняют оплавлением ткани пос- | ле соединения токопроводников; g