Разработка конструкции и технологии изготовления печатного узла

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова

Кафедра Н2

Курсовая работа

на тему: Разработка конструкции и технологии печатного узла

Студент:

Группа:

Преподаватель: Акимов Г.А.

Санкт-Петербург

200 год

Содержание

1. Исходные данные.

1.1. Условия эксплуатации.

1.2. Годовая программа выпуска.

2. Конструкторско-технологический расчет платы.

2.1. Расчет параметров проводящего рисунка с учетом технологических

погрешностей получения защитного рисунка.

2.2. Расчет параметров проводящего рисунка с учетом технологических

погрешностей получения защитного рисунка.

2.3. Расчет проводников по постоянному току.

2.4. Расчет проводников по переменному току.

3. Анализ технического задания и выбор конструкции узла с учетом

параметров печатной платы и вида соединителя.

3.1. Расчет механической прочности.

3.2. Расчет теплового режима.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1. Условия эксплуатации.

Цифровой октан-корректор применяется в автомобильной РЭА (возимая РЭА на транспорте).

Данная РЭА обладает следующими основными характеристиками:

1) Окружающая температура, К: Т_MIN = 233К;

Т_MAX = 333К;

2) Относительная влажность при 298К, %: 93%;

3) Удары:

а) длительность, мс:

= 5 … 10мс;

б) ускорение, м/с²: а_Н 147м/с²;

в) частота, мин^-1:

= 40 … 80мин^-1;

4) Вибрации:

а) диапазон частот, Гц: f_H … f_B = 4 … 80Гц;

б) виброускорение, м/с²: а = 78,5м/с²;

5) Линейные ускорения, м/с²: 3,12м/с²;

6) Пониженное атмосферное давление, кПа: Н = 61кПа;

7) Дополнительные условия:

Возникновение инея и росы, дождя, воздушного потока,

ГОСТ 16019 – 78.

1.2. Годовая программа выпуска.

Технология сборки и монтажа печатного узла разрабатывается для массового и крупносерийного производства.

1.3. Анализ электрической принципиальной схемы.

Описываемый ниже электронный цифровой октан-корректор позволяет оперативно, с рабочего места водителя, менять ОЗ от 0 до 16,8⁰ относительно начального угла, определяемого механическим октан корректором; шаг регулирования – 1,4⁰. Технические характеристики электронного октан-корректора практически не зависят от температуры окружающей среды. Возможные колебания установленного угла не превышает ±0,1⁰. Устройство предназначено для работы совместно с любой системой электронного зажигания. Угол ОЗ регулируют малогабаритным галетным переключателем на 12 положений.

Устройство состоит из узла, устраняющего влияние дребезга контактов прерывателя (VT1, DD3.1, DD3.4), генератора прямоугольных импульсов (DD1.1, DD1.4), счетчика DD4 с переменным коэффициентом счета, реверсивного счетчика (DD5 – DD7), триггера (DD2.1, DD2.2), одновибратора (DD3.3, DD1.2) и усилителя, формирующего выходной импульс (VT3, VT4).

После включения питания триггер DD2.1, DD2.2 может установиться в любое положение. Предположим, что на выходе элемента DD2.2 будет высокий уровень. Тогда импульсы частотой около 640кГц с выхода генератора DD1.1, DD1.4, пройдя через счетчик DD4, делитель частоты на счетчике DD8, элемент DD2.3, попадут на вход +1 реверсивного счетчика DD5 – DD7. При появлении на выходах 4,8 счетчика DD7 сигнала высокого уровня элемент DD1.3 запретит работу счетчика DD4 и заполнение счетчика DD5 – DD7 прекратится.

После первого размыкания контактов прерывателя на выходе одновибратора DD3.1, DD3.4 сформируется импульс длительностью около 500мкс, необходимый для устранения влияния дребезга контактов при их размыкании. После дифференцирования цепью C5R13R14 этот импульс переключит триггер DD2.1, DD2.2 и обнулит счетчик DD8, триггер своими выходными сигналами обнулит счетчик DD4, запретит прохождение импульсов с генератора на вход +1 реверсивного счетчика и разрешит прохождение импульсов через делитель частоты DD8 и элемент DD2.4 на вход –1 счетчика DD5 – DD7. В момент обнуления реверсивного счетчика на катодах диодов VD6 – VD17 появится сигнал низкого уровня. Выходной импульс эмиттерного повторителя на транзисторе VT2 запускает одновибратор DD3.3, DD1.2.

В корректоре использованы резисторы: R6 – МЛТ-2, остальные МЛТ-0,125; конденсаторы: С15 – К52-1, остальные – КМ6-Б или КМ5. Переключатель SA1 – ПГ2-8-12П4НВ, SA2 – МТ-3. Вместо КД522А (VD1 – VD4) можно применить любые кремниевые маломощные диоды, рассчитанные на прямой ток не менее 100мА (например, КД102А, КД509А). Остальные диоды можно заменить на КД503А, КД509А.

Транзистор КТ817Б можно заменить на КТ801А, Кт815А.

1.4. Выбор типа и технологии печатной платы, класса точности, габаритных размеров, материала, толщины и шага координатной сетки.

Наименование воздействующего фактора		Значение воздействующего фактора по группе жесткости
Наименование воздействующего фактора		1	2	3	4
Температура окружающей среды	Повышенная Пониженная Время выдержки	85	-60	100	120
Повышенная влажность	Относ. влажность Температура Время выдержки	2 суток	93 40 4 суток	10 суток	21 суток
Циклическое воздействие температур	Верхнее значение Нижнее значение Число циклов	55 -40 2	85 4	120 9
Давление, кПа/мм рт ст		53,6/400	0,67/5

Приведенная таблица – группы жесткости по ОСТ 4.077.000. Нашей схеме соответствует 3 группа жесткости по значениям воздействующих факторов.

Выбираем двухстороннюю печатную плату (ДПП) с металлизированными монтажными и переходными отверстиями, так как она обеспечивает достаточно высокую плотность монтажа (больше, чем при односторонней) и низкую себестоимость) меньше, чем у многослойных). Также обеспечивается повышенная ремонтопригодность и прочность.

Выбираем полуаддитивный метод формирования проводящего слоя, так как он обеспечивает достаточную точность при наименьшей из всех методов себестоимости при массовом и крупносерийном производстве.

Выбираем сеткографический метод нанесения защитного покрытия, как обеспечивающий высокую производительность и экономичность в массовом производстве, а также имеющем высокую точность.

Выбираем 3 класс точности:

а) ширина проводника – 0,25мм;

б) расстояние между элементами – 0,25мм;

в) гарантированный поясок – 0,1мм;

г) отношение диаметра отверстия к толщине – 0,33.

Габаритные размеры платы 100x60мм. Материал основания печатной платы – стеклотекстолит, так как он обеспечивает необходимый запас по прочности без применения специальных методов увеличения прочности.

Шаг координатной сетки 2,5мм.

2. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПЛАТЫ

2.1. Расчет параметров проводящего рисунка с учетом технологических погрешностей его получения.

Номинальное значение диаметра монтажного отверстия (для установки навесного элемента):

d_Э = 1мм – максимальное значение диаметра вывода навесного элемента;

r = 0,25мм – разность между минимальным значением диаметра отверстия и

максимальным диаметром вывода устанавливаемого элемента;

d_HO = - 0,15мм – нижнее предельное отклонение номинального значения

диаметра отверстия;

d = 1,4мм – диаметр монтажного отверстия.

Номинальное значение ширины проводника:

t_МД =0,25мм – минимально допустимая ширина проводника;

t_HO = - 0,08мм – нижнее предельное отклонение ширины проводника;

t = 0,33мм – номинальное значение ширины проводника.

Номинальное значение расстояния между элементами проводящего рисунка:

S_МД = 2,35мм – минимально допустимое расстояние между элементами

проводящего рисунка;

t_ВО = 0,1мм – верхнее предельное отклонение ширины проводника;

Диаметральное значение позиционного допуска расположения центров отверстий относительно номинального положения узла координатной сетки:

Диаметральное значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно их номинального положения:

Минимальный диаметр контактной площадки:

d_ВО = 0,05мм – предельное отклонение;

b_П = 0,1мм – ширина гарантированного пояска;

d_ТР = 0 – глубина подтравливания диэлектрика;