4 Разработка конструкции печатного узла

Элементы, которые содержит разрабатываемый модуль управления приведены в Таблице 4.1 – Габаритные размеры микроконтроллеров.

Таблица 4.1 – Габаритные размеры микроконтроллеров

Далее приведём габаритные размеры резисторов, конденсаторов и других элементов схемы в Таблице 4.2 – габаритные размеры элементов резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, кнопок, кварцевых кристаллов.

Таблица 4.2 – габаритные размеры элементов резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, кнопок, кварцевых кристаллов

Общая площадь, занимаемая всеми компонентами с учётом припусков вокруг каждого элемента, обусловленных шириной контактных площадок равна 6713 мм²

Теперь необходимо подобрать такой типоразмер печатной платы в соответствии со стандартом 23751-86, чтобы была возможность обеспечить коэффициент заполнения платы не менее 0,7. Этому требованию удовлетворяет типоразмер 100х160мм с площадью S= 16 000 мм². В этом случае обеспечивается коэффициент заполнения 0,53.

Выбору типоразмеров печатной платы придаётся весьма важное значение, поскольку на этом этапе проектирования закладываются потенциальные возможности достижения высокой плотности компоновки и обеспечения конструктивной и электрической совместимости. При выборе типоразмеров печатной платы учитываются прежде всего, функциональные и конструктивно-технологические требования. Первые – выражаются плотностью компоновки (3U, 4Uили 6U), вторые – отражают технологические возможности производства печатных плат. Как описывалось выше, в данный момент был выбран типоразмер печатной платы 100х160мм. При выборе типоразмера учитывались функциональные требования, выражающие плотность компоновки. Математическое представление оптимизации представляет собой коэффициент заполнения платы, который равен отношению площади, занятой элементами к общей площади печатной платы.

Решение задачи топологического синтеза с помощью пакета САПР AltiumDesigner15.0 и Circuit Design Suite 13.0 сводится к получению топологии печатных плат в соответствии с созданной схемой электрической принципиальной. При этом необходимо учитывать необходимые технологические ограничения на печатный узел, оговоренные в техническом задании данного дипломного проекта. Для задания технологических ограничений средствамиDesign/Rulesнеобходимо произвести конструкторско-технологический расчёт печатного монтажа.

Конструкторско-технологический расчёт печатных плат проводится с учётом производственных погрешностей рисунка проводящих элементов, фотошаблона, базирования, сверления. Граничные значения основных параметров печатного монтажа, которые могут быть обеспечены при конструировании и разработке для различных классов точности будут приведены в Таблице 4.3 - Граничные значения размеров основных параметров печатного монтажа.

Таблица 4.3 - Граничные значения размеров основных параметров печатного монтажа

Толщину печатной платы индикаторного устройства и блока сигнализации определяем по следующей формуле:

(1)

где и- толщина фольгированного и изолированного слоя;

I,j– число фольгированных и изолирующих слоёв.

При выполнении двух сигнальных слоёв на двусторонней печатной плате индикаторного устройства, толщина составит

= 1,5 мм.

Печатную плату будем проектировать в соответствии с третьим классом точности, т.к. данный класс наиболее оптимально подходит с точки зрения конструктивных и технологических параметров для обеспечения требуемого коэффициента заполнения при минимальном числе слоёв печатной платы.

Электрические параметры микросхем будут описаны в таблице 4.4 – Электрические параметры микросхем ИКМП.

Таблица 4.4 – Электрические параметры микросхем ИКМП

После выбора электрических параметров микроконтроллеров модуля управления климатом следует выбрать средства автоматизированного проектирования, которые будут указаны в следующем разделе дипломного проекта.