Розробка друкованої плати для електричної принципової схеми. Курсова робота з Технологія виробництва та конструювання комп'ютерів . Робота № 525856

Перехід до торгівельного партнера Binance

Розробка друкованої плати для електричної принципової схеми

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний авіаційний університет

Інститут:

Не вказано

Факультет:

КН

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2013

Тип роботи:

Курсова робота

Предмет:

Технологія виробництва та конструювання комп'ютерів

Варіант:

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Інститут аеронавігації Кафедра авіаційних радіоелектронних комплексів КУРСОВА РОБОТА (ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА) з дисципліни “Конструювання радіоелектронної апаратури” Тема: Розробка друкованої плати для електричної принципової схеми ЗАВДАННЯ до виконання курсової роботи студента Тема курсової роботи: “Розробка друкованої плат для схеми” Термін виконання ‘’ ‘’ квітня 2013 р. Вихідні дані до курсової роботи: перетворювач напруги 12/220В Схема електрична принципова перетворювач напруги 12/220В приведена на кресленні НАУ 13 000 90 000 Э3. Етапи роботи над курсовою роботою: розрахунок параметрів друкованої плати розробка малюнка провідників друкованої плати розробка розміщення елементів на друкованій платі Перелік обов’язкового графічного матеріалу: креслення малюнка провідників друкованої плати креслення розміщення елементів друкованої плати Завдання видав (підпис керівника) (П.І.Б. керівника)“__”___________ Завдання прийняв до виконання (підпис студента) Курсова робота захищена з оцінкою ____________________ Голова комісії:___________________________________ Члени комісії:___________________ _______________________ УДК 621.396 Гаркавка С. О. Перетворювач напруги 12/220В: Курсова робота / Керівник І. К. Малецький, кафедра авіаційних радіоелектронних комплексів. Національний авіаційний університет. ( К.: НАУ, 2013. У пояснювальній записці до курсової роботи наведений аналіз характеристик і технічних рішень конструювання та існуючих технологічних систем розробки РЕА. Розроблено робочий проект друкованої плати з використанням спеціалізованої програми SPRINT-LAYOUT 5.0. ДРУКОВАНА ПЛАТА, КОНСТРУКЦІЯ, ТЕХНОЛОГІЯ, ПРОГРАМА РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТРІВ Стор. 35, рис. 4, табл. 3 , список літ.: 12 джерел Перелік прийнятих скорочень ПЗ – пояснювальна записка РЕА – радіоелектронна апаратура ДП – друкована плата ОДП – одностороння друкована плата ДДП - двостороння друкована плата БДП – багатостороння друкована плата ЗМІСТ Стор Вступ 6 1. Вибір і обґрунтування основних параметрів 7 1.1. Класифікація ДП 7 1.2.Вибір матеріалу основи ДП 10 1.3. Вибір і обґрунтування кількості шарів, основних розмірів і товщини ДП 11 1.4. Вибір і обґрунтування використовуваної координатної сітки 12 2. Розрахунок геометричних параметрів друкованої плати і друкованого монтажу 14 2.1. Розрахунок мінімального діаметру металізованого отвору 14 2.2. Розрахунок діаметру контактних майданчиків 15 2.3. Розрахунок мінімальної і максимальної ширини друкованих провідників 20 2.4. Розрахунок мінімальних відстаней між елементами провідного рисунку 21 3. Розрахунок електричних параметрів ДП 25 3.1. Розрахунок паразитної ємності 25 3.2. Розрахунок індуктивності і взаємоіндукції 25 3.3. Розрахунок опору ізоляції 26 3.4. Розрахунок потужності втрат друкованої плати 26 4. Розміщення електротехнічних і радіотехнічних монтажних елементів на платі 28 Складання переліку стандартних і нестандартних елементів друкарського монтажу відповідно до принципової схеми 28 4.2.Короткі відомості про програму Sprint-layout 5.0 28 Розміщення елементів монтажу на ДП за допомогою спеціалізованої програми Sprint-layout 5.0 29 Технологія виготовлення ДП 31 5.1.Класифікація методів виготовлення ДП вибір і обґрунтування методу виготовлення ДП 31 Висновок 34 Список літератури 35 Додатки: Схема електрична принципова Э3 Перелік елементів схеми ПЭ3 Схема розміщення елементів Э7 Плата друкована. Схема з’єднань Э4 ВСТУП Радіоелектронна апаратура (РЕА) широко застосовується майже в всіх галузях народного господарства і стала активним каталізатором їх інтенсивного розвитку. Для успішного виконання наказаних їй функцій РЕА повинна володіти точністю, довговічністю, надійністю і економністю. Ці параметри в першу чергу забезпечуються досягнутими рівнями технології, організації і культури виробництва, відповідній елементній базі, а також розвитком ряду фундаментальних і прикладних наук. Ріст ефективності громадського виробництва, підвищення якості продукції, наукові досягнення сьогодні стають практично неможливими без широкого застосування електронної апаратури. Практично в усіх областях знань прогрес немислимий без широкого застосування електроніки. Саме тому, радіоелектроніка, що зародилась всього декілька десятиліть назад, є бурно розвиваючою областю техніки. За цей час радіоелектронна апаратура пройшла декілька етапів розвитку, кожен з яких дозволив різко збільшити кількість функцій, які виконує апаратура, підвищити їх складність і одночасно при цьому скоротити масу і розміри апаратури, підвищити її надійність і понизити споживання енергії. Вибір обґрунтування основних параметрів ДП Класифікація ДП В залежності від числа нанесених друкованих провідних шарів ДП поділяються на одно, двох та багатошарові: а) Одношарові друковані плати - ОДП: дають можливість забезпечити підвищену точність рисунку; навісні ЕРЕ розміщуються з протилежного боку, що дозволяє застосовувати прогресивні методи пайки і відпадає необхідність в ізоляції корпусів ЕРЕ; можна використовувати перемички; низька вартість; низька щільність монтажу; б) Двошарові друковані плати - ДДП без металізації отворів: можливість точного рисунку; застосування для з’єднання шарів пустотілих пістонів; більш висока щільність монтажу; невисока вартість; в) Двошарові друковані плати - ДДП з металізованими отворами: висока механічна надійність пайок; висока щільність монтажу; висока вартість; г) Двошарові друковані плати - ДДП з додатковим дротовим монтажем. Якщо ДДП не дозволяє прокласти всі траси, то щоб не застосовувати дуже дорогі БДП, відсутні провідники прокладають ізольованим дротом ПЭВТЛК (ізоляція оплавляється при пайці); д) Багатошарові друковані плати - БДП: застосовують під мікросхеми, коли поверхні ОДП чи БДП не вистачає для прокладання трас усіх провідників. Такі плати дозволяють суттєво підвищити щільність монтажу, що важливо при використанні мікросхем високої інтеграції для малогабаритних РЕА, а також для РЕА з швидкодіючими логічними схемами. Однак у порівнянні з ОДП та ДДП ці плати мають ряд суттєвих недоліків: набагато нижча технологічність, потенційно більш низька надійність, складність внесення змін до топології, низька ремонтопридатність. Вибір та обґрунтування вибору конструкції виробу. Вибір конструкції плати залежить від таких основних факторів: умови роботи приладу при його експлуатації; дії дестабілізуючих факторів на його роботу; теплові умови роботи; механічні навантаження на конструкцію; дія на пристрій електричного, магнітного та електромагнітного полів; технологія виготовлення друкованої плати на виробництві умови розташування елементів і вузлів на платі; ремонт виробу з мінімальними затратами. Основою з’єднання елементів РЕА є друкований монтаж. Друкований монтаж – це система друкованих провідників, яка з`єднує елементи схеми електричними контактами для виконання обробки інформації заданим способом. Друкований монтаж має наступні особливості: плоске розташування елементів РЕА і провідників – така конструкція вимагає спеціальних між платних з’єднань у вигляді монтажних провідників; кріплення елементів проводиться за допомогою контактних майданчиків. Такі особливості конструкції плати дають змогу: автоматизації і механізації проектування та виробництва плати; значно зменшити вагу та габарити плати; точно копіювати розташування провідників і контактних майданчиків на платі; збільшити стабільність роботи конструкції спростити захист конструкції від дії дестабілізуючих факторів; спростити ремонт і експлуатацію виробу. Технологічний метод виготовлення друкованої плати частково визначає конструкцію плати. Будемо проектувати двосторонню плату. Є наступні принципи конструювання друкованого монтажу РЕА: моно-схемний принцип – електрична схема розміщується на одній платі від входу до виходу, каскади схеми розміщуються по напрямку обробки сигналу послідовно. Сигнальні ланцюги схеми розміщуються близько один від одного, від каскаду до каскаду. Вхід і вихід максимально рознесені один від одного схемно-вузловий принцип конструювання. Електрична схема розбивається на закінчені вузли спеціального призначення, які мають конкретні вхідні і вихідні параметри; функціонально-вузловий принцип конструювання. Електрична схема ділиться на окремі функціональні вузли, які виконують тільки характерні для них функції (ці вузли можуть повністю замінити один одного). Для конструювання плати будемо використовувати функціонально-вузловий принцип конструювання. Габаритні розміри друкованої плати визначаються по вибраній елементній базі. Крок координатної сітки становить 2, 5 мм. Відстань між елементами друкованого монтажу визначається в залежності від методу виготовлення плати. Перехідні отвори повинні бути мінімального розміру. Контактні майданчики – в залежності від елементної бази Ширину провідників визначаємо в залежності від навантаження по струму. 1.2 Вибір матеріалу основи плати та провідникового шару. Як матеріал основи застосовують діелектрики або покриті діелектриком метали. Діелектрики підрозділяють на шаруваті і не шаруваті. Шаруваті бувають фольговані та нефольговані. У якості основи у шаруватих пластиках використовується електроізоляційний папір або склотканина. Їх просочують фенольною або феноло-епоксидною смолою. Фольгування діелектриків з однієї чи з двох сторін здійснюється пресуванням при температурі 160... 180°С та тиску 5... 15 Мпа. Ці діелектрики випускаються промисловістю з покриттям з тонкої мідної ( рідше нікелевої або алюмінієвої) електролітичної фольги, яка для поліпшення зчеплення з діелектричною основою з однієї сторони оксидована або покрита шаром хрому (1... Змкм). Товщину фольги стандартизовано і вона має значення 5, 18, 35, 50, 70, 105 мкм. Найчастіше застосовують гетинакс і текстоліт. Гетинакс дешевий, добре підлягає обробці, але діелектричні та інші властивості невисокі. Підходить для застосування в невідповідальній РЕА, коли механічні навантаження невисокі, а також відсутні високі температури і робоча частота не висока. Склотекстоліт має високу механічну міцність, термостійкість, низькі втрати, високий поверхневий опір, але в декілька разів дорожче гетинаксу. Нешаруваті матеріали виготовляють із полімерів з наповнювачами. Перевагою є дуже мале виділення газів при сильному нагріванні. Метали мають хороший тепловідвід, високу міцність, низьку вартість, ТКЛР узгоджений з корпусами ЕРЕ. Вибирається для друкованої плати склотекстоліт фольгований мідною електролітичною фольгою односторонній СФ-1-35-1,5 ГОСТ 10316–78. .1Вибір товщини основи друкованої плати Товщину друкованої плати вибираємо з умов: ץ = d H , (1.1) де: d – діаметр монтажного отвору , мм Звідси: H= d ץ , (1.2) H= 0,8 0,5 = 1,8 [мм]. Вибираємо найближче стандартне значення H=2 мм. 1.3 Вибір і обґрунтування кількості шарів, основних розмірів і товщини ДП Вибір кількості шарів ДП Кількість шарів обирається в залежності від функціонального призначення виробу. За основу приймається необхідна щільність монтажу, ціна виготовлення і можливість виготовлення. Для побутової радіо- і телевізійної апаратури використовуються ОДП. Для професійної апаратури: вимірювальна техніка, системи керування, системи автоматичного регулювання – частіше всього ДДП. Для бортової, космічної й комп'ютерної техніки – БДП, оскільки необхідна збільшена щільність монтажу. Для даної задачі, виходячи із простоти принципової схеми, доцільно обрати ОДП. Вибір розміру основи ДП При виборі розміру ДП, необхідно враховувати такі фактори: При збільшенні розмірів плати: збільшується короблення із-за того, що різні шари основи мають різний коефіцієнт теплового розширення; збільшується небезпека при деформаціях із-за ударів, вібрацій, прискорення; погіршується тепловіддача із центру плати; ускладнюється настройка та ін.. При зменшенні розмірів: збільшується кількість зовнішніх зв’язків між платами, що приводить до зменшення надійності виробу; збільшується трудомісткість зборки та ін.. ДП мають зазвичай прямокутну форму, але можлива й інша, якщо це необхідно. Розміри однієї із сторін рекомендується вибирати з наступного ряду: 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240 мм. При визначенні розміру другої сторони плати рекомендується вибирати наступні співвідношення сторін: 1:1, 1:2, 1:3, 2:3, 2:5. Для плат з розміром більшої сторони до 180мм допускається співвідношення сторін 1:4, а для плат з розміром більшої сторони до 360мм - 1:3. Виходячи з вимог про розміри і співвідношення сторін ДП, враховуючи фактори, якими слід користуватись при виборі плати, а також виходячи з умов даного завдання виберемо розмір ДП рівний 35×105, де сторони співвідносяться як 1:1. Вибір товщини ДП Товщина плати в більшості визначається крім інших факторів розрахунком конструктивних елементів плати. Рекомендовані товщини ОДП і ДДП: 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 мм. Так як розміри плати невеликі, то відповідно до табл.1.1. виберемо плату з товщиною матеріалу з фольгою 1,0 мм. Вибір і обґрунтування використовуваної координатної сітки Координатна сітка – це дві взаємно перпендикулярних системи паралельних ліній, розміщених на однакових відстанях один від одного. Крок координатної сітки встановлюється відповідно до ГОСТ 10317 – 72 1,25 або 2,5 мм. Дві крайні лінії з пересіченням у нижньому лівому куті приймаються як осі координат. Точка їх пересічення – початок координат. У вузлах координатної сітки розміщуються центри монтажних отворів. Якщо крок виводів багатовивідного елементу навісного монтажу не співпадає з кроком координатної сітки, то в її вузол поміщається по меншій мірі один із монтажних отворів, яке є основним. Монтажна площадка, призначена для основного виводу багатовивідного елементу, повинна відрізнятись по формі від інших. Аналізуючи елементи схеми можна сказати, що крок координатної сітки може бути рівний як 1,25 так і 2,5, але при використанні другого випадку виникають труднощі при зведенні всіх доріжок в роз'єм, а саме не вистачає висоти плати для підведення доріжок до роз’єму. Виходячи з цього вибираємо крок координатної сітки рівний 2,5 мм. 2. Розрахунок геометричних параметрів друкованої плати друкованого монтажу 2.1 Розрахунок мінімального діаметру металізованого отвору Розрахунок мішального діаметру металізованого отвору проводимо за формулою dmin=H∙ (2.1) ץ де: dmin- допустимий мінімальний діаметр металізованого отвору ץ- відносний діаметр металізованого отвору H- товщина плати dmin=0,3∙2=0,6 [мм]. 2.2 Розрахунок діаметру контактних майданчиків 2.2.1 Розрахунок мінімального діаметру контактної майданчиків для односторонньої друкованої плати та внутрішніх шарів багатосторонньої друкованої плати, виготовлених хімічним способом Мінімальний діаметр контактних майданчиків визначають з умови зберігання цілісності контактної площадки (відсутність розриву) при свердлінні плат. При цьому враховують явище під травлення та розшарування провідного шару, похибки відносного розміщення отвору і контактної площадки. Розрахунок мінімального діаметру контактних площадок для ОДП та внутрішніх шарів БДП, виготовлених хімічним методом, виробляють по формулі: Dmin=D1min+1.5∙hф, (2.2) де: D1min- мінімальний ефективний діаметр контактної площадки, мм; hф- товщина фольги, мм; hф=0,035 мм. Мінімальний ефективний діаметр контактної площадки D1min=2∙ b m + d max 2 + δ отв + δ к.п. , (2.3) де: dmax- максимальний діаметр просвердленого отвору, мм; δотв- похибка розміщення отвору, мм; δкп- похибка розміщення контактної площадки, мм; bm- відстань між краю контактної площадки, мм; bm=0,0255 мм. Максимальний діаметр просвердленого отвору: dmax=dсв+Δd, (2.4) де: dсв- діаметр свердла, мм; Δd- похибка діаметру отвору, обумовлена биттям свердла і точністю його заточки,[мм]; Δd=0,02 мм. З врахуванням товщини металізації в отворі і деякої осадки діелектричної підкладки фольгованого матеріалу приймаємо dсв=dм.отв.+0,125, (2.5) де: dм.отв- діаметр монтажного отвору, мм dм.отв1=0,9[мм]; dм.отв2=1,1[мм]; dм.отв3=1,3[мм]. Похибка розміщення отвору δотв=δ0+ δб, (2.5) де: δ0 – погрішність розташованого отвору відносно координатної сітки; δ0=0,07[мм]; δб – погрішність базування друкованої плати на станку для свердління; δб=0,02[мм]. Похибка розміщення контактної площадки при виготовленні ОДП по способу А визначають по формулі δкп=δш+δэ+ (

Курсова робота Технологія виробництва та конструювання комп'ютерів

asun23

02.03.2014 23:03-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись