Разработка конструкции АЛУ (стр. 6 из 7)
д) вероятность безотказной работы устройства при t5=200000ч:
Pur5 (200000) = 1 -[0,313*10] 4 = 1 - 0,00000096 = 0,99999904
Рисунок 3.3 - График P(t)
при t,=l 0000ч, t2=50000ч, t3=l00000ч, t4=150000, t5=200000
3.4 Расчет параметров печатного монтажа платыРазрабатываемая печатная плата характеризуется следующими общими параметрами, которыми будем руководствоваться при расчете:
1) шаг основной координатной сетки равен 2,5 мм;
2) класс платы Б - повышенная плотность монтажа;
3) толщина платы 0,8±0,15 мм;
4) толщина материала 0,8 мм, толщина фольги 50 мкм;
5) сопротивление при длине проводника 1 м: 0,83 Ом;
6) толщина проводника 80 мкм;
7) ширина проводника t=0,3 мм;
8) расстояние между проводниками S=0,4 мм;
9) расстояние между контактными площадками или проводниками и контактной площадкой So=O,3 мм;
10)диаметр вывода навесного элемента не более 0,5 мм.
Величина диаметра отверстий после металлизации определяется по формуле (3.12):
d0=dв+(0,14+0,30) (3.12)
где do- диаметр отверстий после металлизации;
dв-диаметр вывода навесного элемента.
Рассчитываем диаметр отверстий после металлизации по формуле (3.12):
do = 0,5 + 0.30 = 0,8 мм
Диаметр отверстия под металлизацию определяется по формуле (3.13):
d = d0+(0,1 + 0,15) (3.13)
Рассчитываем диаметр отверстия под металлизацию по формуле (3.13):
d = 0,8 + 0,1 = 0,9 мм
Диаметр зенковки для отверстий диаметром менее 1мм определяется по формуле(3.14):
dзенк =d + 0,2 (3.14)
Рассчитываем диаметр зенковки для отверстий диаметром менее 1мм по формуле(3.14):
dзенк =0,9 + 0,2 = 1.1 мм
Диаметр контактной площадки отверстий определяется по формуле (3.15):
dK=d + c + 2b(3.15)
где dK- диаметр контактной площадки отверстий;
d - диаметр отверстия;
с-суммарный коэффициент, учитывающий изменение диаметров отверстий, контактных площадок, межцентрового расстояния и смещения слоев в процессе изготовления (с=0,5 мм);
b-ширина контактной площадки в узком месте : b=0,15 мм.
Рассчитываем диаметр контактной площадки отверстий по формуле (3.15)
dK =0,8+ 0.5+ 2-0,15 = 1,6 мм
Расстояние между центрами двух монтажных отверстий определяется по формуле (3.16):
(3.16) 
где l - расстояние между центрами двух монтажных отверстий;-kn - технологический коэффициент, обеспечивающий возможность качественного изготовления плат (kn=0,l);
n - количество проводников.
Рассчитываем расстояние между центрами двух монтажных отверстий по формуле (3.16):
Максимальное количество проводников, проходящих между соседними отверстиями, определяется по формуле (3.17):
n = ((l-2l2)/tв) + 1(3.17)
где п - максимальное количество проводников между соседними отверстиями;
l -расстояние между центрами двух монтажных отверстий;
l2 -номинальное расстояние между осями контактной площадки и проводника и рассчитывается по формуле (3.18):
l2 = Dk max + 2Smin tmax
2 (3.18)
где DKmax- максимальный диаметр контактной площадки;
Smin - минимально допустимое расстояние между проводниками;
tmax-максимально допустимая ширина проводника,
tB- шаг вспомогательной координатной сетки (tB= 1,25 мм).Сначала находим номинальное расстояние между осями контактной площадки и проводника по формуле (3.18):
l2=(1.6+2*0.4+0.6)/2 = 1.5
Рассчитываем максимальное количество проводников между соседними отверстиями по формуле (3.17)
п =(5.4-2*1.5)/1.25 = 2.92
Результат расчета округляем до ближайшего большего значения, кратного удвоенному шагу вспомогательной координатной сетки и получаем: п = 5
Расчет печатного монтажа показал, что максимальное количество проводников, проходящих между соседними отверстиями равно 5, что соответствует повышенной плотности монтажа, т.е. класс платы Б.
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Определение типа производства
Тип производства зависит от количества выпускаемой продукции и степени дифференциации технологических процессов.
При организации производства, установлении его типа, учитываются потребности общества в данном виде продукции. Если загрузка оборудования по внедряемому техпроцессу оказывается низкой (ниже 85%), то предлагается догрузка оборудования типовыми работами, что осуществляется производственно-диспетчерскими службами предприятия.
Размер партии в день - число изделий, обрабатываемых за рабочий день при односменной работе - определяется по формуле (4.1):
n = (П/Др)*К (4.1)
где n- размер партии в день;
П - годовой размер партии;
Др - количество рабочих дней в году (Др =253дн);
К- необходимый запас деталей в днях (от 2 до 30 дней).
Годовой размер партии задан в задании и равен шт. Так как в курсовом проекте разрабатывается модуль 2-го уровня, то необходимый запас деталей равен 5 дням.Подставляем значения и рассчитываем размер партии в день по формуле (4.1):n = (10000/253)*5=197
По результатам расчета делаем вывод, что размер партии соответствует среднесерийному производству.
4.2 Выбор схемы технологического процесса
В качестве заготовки для рассматриваемой ДПП используется диэлектрическое основание (фольгированный диэлектрик). На стороны основания нанесен токопроводящий слой фольги. Этот слой фольги используется для получения соединений на печатной плате. Опишем типовой технологический процесс производства печатной платы.
4.2.1 Механическая обработка печатной платы
Входной контроль фольгированного диэлектрика заключается в проверке размеров листа, состояния поверхности со стороны фольги и диэлектрика, прочности сцепления фольги в исходном состоянии и при воздействии расплавленного припоя, гальванических растворов и других факторов, способности материала к механической обработке, поверхностного сопротивления и некоторых других параметров.Получение заготовки. Заготовку отрезают с прикуском по контуру на одну плату. Резка листа из фольгированного стеклотекстолита может производиться
дисковой фрезой. Но данный метод обладает рядом недостатков (вопрос охлаждения, отсос образующейся пыли), поэтому наиболее целесообразно осуществлять резку с помощью роликовых или гильотинных ножниц. При этом повышается производительность, исключается засорение помещения пылью и сокращаются отходы материала. Фиксирующие и технологические отверстия изготовляют сверлением.Сверление монтажных отверстий. Сверление выполняют в кондукторе спиральным сверлом из твердого сплава с углом при вершине сверла 122. 1300 без охлаждающей жидкости. Заготовки при этом собирают в пакет толщиной не более 4,5мм. Монтажные отверстия сверлят на станках с ЧПУ, которые обеспечивают частоту вращения шпинделя не менее 10000 об/мин, механическую подачу не более 0,1 мм/об, биение сверла не более 0,02 мм.4.2.2 Гальванохимическая обработка
Подготовку поверхности фольги выполняют вращающимися латунными или капроновыми щетками. На поверхность фольги наносят смесь маршаллита и венской извести. Независимо от механической зачистки проводят и химическую зачистку. Ее выполняют в щелочных растворах с последующей промывкой в деионизированной воде. Для нейтрализации остатков щелочи и удаления окислов производится декопирование в растворе соляной и серной кислот. Качество очистки влияет на последующие операции.
Сенсибилизация (повышение чувствительности к меди) осуществляется в растворе двухлористого олова, соляной кислоты и металлического олова в течение 5...7 мин с последующей промывкой в дистиллированной воде. Активация проводится в водном растворе двухлористого палладия и аммиака в течение 5...7 мин. Химическое меднение состоит в восстановлении меди на активированных поверхностях из раствора, в который входят соли меди, никеля, формалина, соды и др. Время осаждения слоя меди толщиной 0,25...0,5 мкм составляет 15...20 мин. Затем проводят предварительную гальваническую металлизацию для увеличения тонкого слоя меди до толщины 5..8 мкм.
На подготовленную поверхность наносят сухой фоторезист и производят его сушку в течение 15 мин. Затем при помощи фотошаблона и яркого источника света происходит экспонирование рисунка схемы на поверхность платы. Гальваническое осаждение сплава «олово-свинец» толщиной 8...20 мкм производится с целью предохранения проводящего рисунка при травлении платы и обеспечения хорошей паяемости. После этого выполняют удаление фоторезиста с неэкспонированных участков. Травление является химическим процессом, при котором участки медной фольги, незащищенные фоторезистом, удаляются с поверхности диэлектрического основания, а покрытые фоторезистом участки сохраняются и формируют рисунок печатной платы. В результате травления получается плата с вытравленным рисунком. После травления требуется тщательная промывка платы. Следующий этап - необходимо произвести горячее лужение платы, т.е. оплавление защитного покрытия.
4.2.3 Заключительные операции
Обработка по контуру: окончательный контур платы получают вырубкой или фрезерованием после изготовления печатных проводников. Наружный контур получают отрезкой на гильотинных ножницах.
Маркировка заключается в нанесении на готовую плату ее серийного номера, даты изготовления и других данных.