Разработка конструкции цифрового FM-приемника (стр. 4 из 5)
Этот этап является одним из ключевых этапов определяющих точность платы. Точность сверления определяется классом оборудования, а также его настройкой.Металлизация отверстий. Этот этап служит для покрытия отверстий тонким слоем металла. Для металлизации плата помещается в ванну, где плата полностью покрывается тонким слоем палладия.
Химическая обработка.
Нанесение резиста. Плата покрывается резистом, резист засвечивается через фотошаблон, Засвеченные участки удаляются. Этот аналогичен описанный ранее только лишь с одним отличием: резист будет удаляться с тех участков где наноситься слой меди. Следовательно фотошаблон должен быть позитивный.
Электролитическое нанесение меди. Медь наноситься на поверхность до толщины 0.25мм. Осажденная медь на отверстия достаточно толстая необходимая чтобы проводить, необходимый для электролитического осаждения .Оловянно-свинцовое покрытие. Оловянно-свинцовое выполняет две важные функции. Данная смесь выполняет функции резиста для последующего травления, так же защищает медь от травления.
Удаление резиста. Резист удаляется оставляя оловянно-свинцовую смесь и медь. Медь покрытая припоем выдержит процесс травления и образует собой рисунок платы.Нанесение защитного покрытия. Для защиты поверхности платы где в дальнейшем не будет производиться пайка наноситься маска. В данном случае маску будем наносить при помощи трафарет, данный метод не обладает большой точностью, однако материал более пластичен, и у данного процесса стоимость ниже.В качестве материала для печатной платы " Цифрового FM-приемника" выберем Стеклотекстолит - СФ-2-35, толщиной 1,5 мм. Данный материал обладает хорошими физическими и механическими свойствами и полностью удовлетворяет нашим требованиям .
Таблица 4.1. Фольгированные материалы для ПП.
| Наименование | Марк а | Тип печатных плат | Толщина материала с фольгой, мм |
| Фольгированный гетинакс | ГФ-1-35ГФ-2-35ГФ-1-50ГФ-2-50 | ОПП и ДПП | 1.5; 2; 2,5; 3 1; 1,5; 2; 2,5; 3 |
| Фольгироваиный стеклотекстолит | СФ- 1 -35СФ-2-35 | ОПП и ДПП | 0,8; 1; 1.5; 2; 2,5; 3 |
| СФ-1-50СФ-2-50 | 0,5; 1;1,5; 2; 2,5; 3 | ||
| СФ-1Н-35СФ-2Н-35СФ-1Н-50СФ-2Н-50 | 0,8; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 | ||
| Фольгированный стеклотекстолит повышенной нагревостойкости | СФПН-1-50 | ОПП и ДПП с повышенной нагревостойкостью | 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 |
| Стеклотекстолит | СТЭФ-1-2лк | ОПП и ДПП | 1; 1,5 |
В качестве материала для печатной платы " Цифрового FM-приемника" выберем Стеклотекстолит - СФ-2-35, толщиной 1,5 мм. Данный материал обладает хорошими физическими и механическими свойствами и полностью удовлетворяет нашим требованиям .
4.4 Выбор, обоснование и разработка способов электромонтажа и соединений модулей
Эл менты: разъем Х1, Х2,Х3 и микросхемы DA1,DA5,DA6 – будут запаяны вручную паяльником, припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Элементы поверхностного монтажа будут фиксироваться оплавлением припоя, паяльная паста ПЛ-111 АУЭО.033.012 ТУ.
Все элементы на плате соединяются при помощи печатных проводников. Соединение между платой А1,A2 и графическим дисплеем осуществляется при помощи провода МГТФ ТУ 16-505.185-71.
Критериями оптимальности трассировки являются: минимум суммарной длины всех проводников; минимум числа их пересечений; минимум изгибов проводников; минимальная длина параллельных участков соседних проводников; равномерное распределение проводников по монтажной области.
4.5 Выбор и обоснование способов защиты конструкции изделия и разработка деталей несущих конструкций
Для предохранения элементов печатного монтажа от влаги плату после сборки покрываем лаком ФП-525 ТУ 6-10-1653-78 по ОСТ 92-1709-81.
Закрепление печатной платы будет производиться с помощью винтов к основанию корпуса с предварительной смазкой винта лаком АК-113 для предотвращения самовыкручивания. Расчет на вибрационные нагрузки и удары показал, что корпус и расположенные в нем детали не требуют дополнительных систем амортизации и защиты от вибраций.
4.6 Разработка внешнего оформления конструкции, описание разработанной конструкции и оценка ее качества
Корпус представляет собой металлический корпус толщиной 1 мм изготовленный методом штамповки, фальшь панель из высокопрочного АВS пластика выполнена методом литья. Внешний вид соответствует требованиям эстетики и дизайна. Размеры корпуса – минимальные. В данной конструкции предусмотрены радиаторы для охлаждения микросхем TDA 2003(10 Вт). Данная конструкция позволяет обеспечить высокую механическую прочность, современный эстетический вид, управление приемником осуществляется непосредственно с лицевой панель конструкции. Универсальность корпуса позволяет применять его в различных транспортных средствах.
5. КОНСТРУКТОРСКИЕ РАСЧЕТЫ
5.1 Расчет объемно-компоновочных характеристик изделия
Рассчитываем, какую площадь занимают компоненты печатной платы.
Таблица 5.1.1
| Элемент | Площадь мм2 | Количество | Суммарная площадьмм2 |
| R1-R8, R10-R20 | 4,5 | 19 | 85,5 |
| R9 | 6,05 | 1 | 6,05 |
| C16,C17, C24-C27, C30, C31, C33, C35-C37, C40 | 31,39 | 13 | 408,07 |
| C1-C15, C18-C23, C28, C29,C32, C34, C38, C39 | 2,5 | 27 | 67,5 |
| DA1 | 42,25 | 1 | 42,25 |
| DA2 | 1600 | 1 | 1600 |
| DA3 | 111,3 | 1 | 111,3 |
| DA4 | 219,42 | 1 | 219,42 |
| DA5, DA6 | 84,8 | 2 | 169,6 |
| DA7, DA8 | 22,5 | 2 | 45 |
| DD1 | 86,1 | 1 | 86,1 |
| DD2 | 2880 | 1 | 2880 |
| VD1,VD2 | 6,12 | 2 | 12,24 |
| ZQ | 55,35 | 1 | 55,35 |
| X1 | 54 | 1 | 54 |
| X2, Х3 | 120 | 2 | 240 |
| SB1-SB8 | 81,25 | 8 | 650 |
При расчете печатной платы А1 не учитываем SB1-SB8 и DD2 так как они не будут установлены на данной плате.
Суммарная площадь
мм2 
Коэффициент заполнения примем К=3
мм2 (5.1)SПП=3·3081,93=9663мм2
Согласно ГОСТ 10317-79 принимаем размеры платы А1 110 x 92 мм (SПП = 10120 мм2).
Суммарная площадь платы А2
принимаем размеры платы А2 40 x 30 мм (SПП = 1200 мм2)
5.2 Расчёт элементов печатного монтажа
Выбирается двусторонняя печатная плата с металлизацией сквозных отверстий из стеклотекстолита СФ-2-35Г-1,5 ГОСТ 10316-78 толщиной 1,5 мм (толщина фольги – 0,035 мм). ДПП с металлизацией переходных отверстий отличается высокой трассировочной способностью, обеспечивает высокую плотность монтажа элементов и хорошую механическую прочность их крепления, она допускает монтаж элементов на поверхности и является наиболее распространенной в производстве радиоэлектронных устройств.
Точность изготовления печатных плат зависит от комплекса технологических характеристик и с практической точки зрения определяет основные параметры элементов печатной платы. В первую очередь это относится к минимальной ширине проводников, минимальному зазору между элементами проводящего рисунка и к ряду других параметров.
По ГОСТ 23.751-86 предусматривается пять классов точности печатных плат, которые обусловлены уровнем технологического оснащения производства. Принимаем класс тонности – четвертый. Метод изготовления печатной платы – позитивный комбинированный.
Диаметры выводов для переходных отверстий равны 0,3 мм – 1-я группа; для элементов DA1 и проводов равны 0,7 мм – 2-я группа; для элементов DA7, DA8, X1-X3- 1,1 мм – 3-я группа. Произведем расчет печатного монтажа с учетом созданных групп.
Расчет печатного монтажа состоит из трех этапов: расчет по постоянному и переменному току и конструктивно-технологический.
Исходные данные для расчёта:
1. Imax — максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках (определяется из анализа электрической схемы), Imax= 1 A;
2. Толщина фольги, t= 35мкм;
3. Напряжение источника питания, Uип = 12 В;
4. Длина проводника, l=0,1м;
5. Допустимая плотность тока, jдоп = 75 А/мм2;
6. Удельное объемное сопротивление ρ = 0,0175 Ом·мм2/м;
7. Способ изготовления печатного проводника: комбинированный позитивный;
Определяем минимальную ширину, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:
, (5.2.1)где bmin1 - минимальная ширина печатного проводника, мм;
jдоп - допустимая плотность тока, А/мм2;
t – толщина проводника, мм;
мм.Определяем минимальную ширину проводника, мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем:
, (5.2.2)где ρ — удельное объемное сопротивление [7], Ом·мм2/м;
l — длина проводника, м;
Uдоп— допустимое падение напряжения, определяется из анализа электрической схемы. Допустимое падение напряжения на проводниках не должно превышать 5% от питающего напряжения для микросхем и не более запаса помехоустойчивости микросхем.
мм.Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий d:
, (5.2.3)где dэ — максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ, мм;
Δdн.о — нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия, Δdн.о = 0,1 мм;