Разработка конструкции и технологии производства охранной сигнализации на 8 объектов

курсовая работа

Автоматизация проектирования

2. Анализ технического задания

В результате анализа технического задания будут предложены несколько возможных вариантов конструкции устройства и будут выбраны материал, тип ПП и метод её изготовления.

Возможные варианты решения

Данное устройство может быть разработано в двух вариантах:

Первый вариант:

Устройство представляет собой отдельный автономный блок управления сигнализацией, который в свою очередь представляет собой корпус, в котором расположена печатная плата с элементами.

Второй вариант:

Устройство представляет собой встроенную печатную плату, на которой расположены все элементы блока управления сигнализацией.

В моем случае наиболее предпочтительно выбрать второй вариант по двум причинам:

Во первых, во время производства отдельного блока управления расходуется больше материала и времени на его сборку.

Во вторых, при установки охранного передатчика отдельный блок управления передатчиком охраны будет занимать дополнительное место, что влечёт дополнительные затраты на материал для установки блока управления кондиционера и соединения его с разъемом самого кондиционера.

Описание конструкции ПП

Выбор типа печатной платы (краткое обозначение ПП) Государственным стандартом предусмотрены следующие типы ПП: Односторонняя ПП - ОПП, на одной стороне, которой выполнен проводящий рисунок

Двухсторонняя ПП - ДПП, на обеих сторонах которой выполнены проводящие рисунки и все требуемые соединения.

Многослойная ПП - МПП, состоящая из чередующихся слоев изоляционного материала с проводящими рисунками на двух или более слоях, между которыми выполнены все необходимые соединения.

В нашей конструкции будет использоваться двусторонняя ПП, т.к на односторонней печатной плате развести дорожки невозможно, а использовать многостороннюю печатную плату не рационально.

По точности выполнения печатных элементов конструкции все ПП делят на пять классов точности.

Первый и второй классы ПП применяют в случае малой насыщенности поверхности ПП дискретными элементами и микросхемами малой степени интеграции;

Третий класс ПП - для микросхем со штыревыми и планарными выводами при средней и высокой насыщенности поверхности ПП элементами;

Четвертый и пятый классы точности используют при высокой и очень высокой насыщенности поверхности ПП элементами с выводами и без них.

Мы будем использовать второй класс точности, так как на моя печатная плата имеет небольшое насыщения дискретными элементами.

Выбор типа материала для ПП

Все необходимые данные по характеристикам материалов сведены в таблицу [2] в ней приведены ряд материалов и их характеристики

Обозначения:

С - материал стеклотекстолит.

Г - негорючие или нормированной горючести.

Ф - фольгированный материал.

Т - теплостойкий материал

Таблица 2 Таблица характеристик материалов

Критерии оценки

ГФ-1 ГФ-2

СФ-1 СФ-2

СТНФ-1, 2 СТФ-1, 2

ФДМ-1, 2

ФАФ-4Д

СТПА-5 СТАЛ

Полиимид

Поверхностное сопротивление, Ом

108*

S-IO0* 2-1012"

1 * 1012**

1014

5-10м"

10й

Удельное объем- ное сопротивле- ние, Ом м

5 107*

1,4- 1013"

2-1012**

9-10"

10 * 1016

1 * 1011"

1014

Диэлектрическая постоянная при 1 МГц (Ег)

7,0*"

5,5* 4,3"

5,4* 4,6"

4,7

2,2

5,4* 4.6"

3,5

Тангенс угла ди- электрических потерь при /= 1 МГц*

0,07*

0,035 0,014**

0,03...0,035

0,024

0,0002

0,025 0,015"

0,001-0,002

Сопротивление изоляции, МОм

103

104

106

104

Электрическая прочность, МВ/м

15...30*"

15...3S*"

15...35***

25...250***

30...200***

Предел прочности при изгибе, Н/мм2:

в продольном на- правлении

115

280

180

Критерии оценки

ГФ-1 ГФ-2

СФ-1 СФ-2

СТНФ-1, 2 СТФ-1, 2

ФДМ-1, 2

ФАФ-4Д

СТПА-5 СТАП

Полиимид

Стойкость к воздействию ванны для пайки, С/с

260/5

260/20

260/30

260/20

260/30

260/60

Водопоглощение, %

мг, менее

2,9 60

0,3 6,4

0,20-0,25 15

1,5.

15

2,9

Предел ацувцвцрабочих температур, *С

-60+85

-60+85

-60+105

-60+100

+113

-196+400

Горючесть

в соответствии с

UL94

_

V-0

Прочность сцеп- ления фольги с диэлектриком на полоске 3 мм, Н

2,7

3,0

4,5

3...3.6

3,6****

2,6...3,9

Ссылаясь на таблицу 2 с характеристиками материалов и спецификацию этих материалов, я выбрал материал под названием фольгированный стеклотекстолит (марка СТФ2). Так как фольгированный текстолит марки СТФ2 имеет наиболее лучшее технические характеристики и отвечает техническим требованиям моего курсового проекта.

ПП будет изготавливаться методом комбинированный позитивный метод, так как этот метод наиболее удовлетворяет технические требования моего курсового проекта.

Рис 1 Схема конструкции двухслойной печатной платы

t - ширина проводника;

b - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки (поясок);

d - диаметр отверстия;

D - диаметр контактной площадки;

S - расстояние между проводниками;

Q - расстояние от края печатной платы, выреза, паза до элементов проводящего рисунка;

Нп - толщина ПП;

Нм - толщина материала основания ПП;

Нп.с. - суммарная толщина ПП с химическим или гальваническим покрытием Печатная плата будет располагаться в корпусе кондиционера, и крепиться к нему.

3. Описание элементной базы

При разработке предыдущего проекта по данной теме были определены типы элементов. Далее будут представлены эскизы электрорадиоизделий (ЭРИ) и описания к некоторым из них. Они были взяты из различных источников, поэтому возле каждого эскиза элемента будет указан источник.

  • 3.1 Эскизы ЭРИ

Микропроцессор PIC16F84A. Корпус микропроцессора взят из справочника [7]

Рис. 2 Размеры корпуса микроконтроллера PIC16F873

Микроконтроллер PIC16F84A, имеет 8 входов и 8 выходов. Плюс к этому нужен блок питания. КМОП микроконтроллер PIC16F84A, оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ,.Микроконтроллер содержит 1 Кбайт Flash ПЗУ, 68 байтов ОЗУ, 64байт данных ЭСППЗУ- 13 линий ввода/вывода, один 8-разрядный таймер/счетчик с 8- разрядным программируемым предварительным делителем, 35 простых для изучения инструкции, сторожевой таймер (WDT) с собственным встроенным RC-генератором для повышения надежности работы, встроенные генератор и схему формирования тактовой последовательности. Программирование Flash содержит программируемую защиту кода, тактовый генератор имеет Пассивный (idle) и стоповый (power down) режимы..Я выбрал для построения схемы корпус PDIP.Изображение корпуса на рисунках 2-2.1

  • 3.2 Таблицы с указанием массы и других значений разных ЭРИ

Основные характеристики микроконтроллера PIC16F84A

Таблица 3 Размеры микроконтроллера

Быстродействие, МГц

Минимальная длительность такта нс.

Корпус

Температура

Напряжение

20

200

16-выводные корпуса PDIPh SOIC

Промышленная

(-40°С...85°С) Коммерческая (0°С...70°С)

2,0...5,0В

Особенности микроконтроллера:

Программирование на плате через последовательный порт (ICSPT) (с использованием двух выводов)

Сброс при включении питания (POR)

Таймер включения питания (PWRT) и таймер запуска генератора (OST)

Сброс по падению напряжения питания

Сторожевой таймер (WDT) с собственным встроенным RC-генератором для повышения надежности работы

Программируемая защита кода

Режим экономии энергии (SLEEP)

Выбираемые режимы тактового генератора

Пассивный (idle) и столовый (power down) режимы

Промышленный (-40°С...85°С) и коммерческий (0°С...70°С) диапазоны температур

20-выводные корпуса PDIP и SOIC

Высокопроизводительный RISC-процессор:

Всего 35 простых для изучения инструкции

Все инструкции исполняются за один такт (200 не), кроме инструкций перехода, выполняемых за два такта

Скорость работы: тактовая частота до 20 МГц минимальная длительность такта 200 не

Устройство

Память программ (слов)

Память данных ОЗУ (байт)

Память данных ЭСППЗУ (байт)

PIC16F84A

1024 FLASH

68

64

Резистор МЛТ-0,125Вт.

Эскиз взят из справочного пособия [4].

Таблица 4. Размеры резисторов

Конденсатор К10-17

Данный тип конденсатора был выбран только исходя из характеристик.

Эскиз взят из справочника [6]

Таблица 5. Размеры конденсаторов

Кварцевый Резонатор HC-49SM/HC-49S

Эскиз взят из справочного пособия [8].

Рисунок 1.2. Размеры резонаторов

Электролитический Конденсатор

Я выбрал для своего курсового проекта электролитический конденсатор С-5141 изображенный на рисунке 2.5

Диод КД102Б

Эскиз взят из [1]

Таблица 6. Размеры диода

4. Расчетная часть

4.1 Расчет конструктивных параметров

Расчет площади печатной платы

Расчет общей площади печатной платы выполняется по формуле

(1)

Для выполнения расчетов были разработаны электронные таблицы общий вид, которых показан на рисунках.

k=3

Площадь ПП=730,9

Элемент

Количество

Площадь 1 эл.

Общая площадь

Микроконтроллер

1

114,3

114,3

Резистор

11

13,2

145,2

Электролит конденсатор

2

128

256

Диод

6

18

108

Кварцевый резонатор

1

21

21

Конденсатор

3

28,8

86,4

730,9

Из учебника [2] была взята таблица 1.1 Линейные размеры ПП. Из неё таблицы выбираем типоразмер печатной платы. Выбирать необходимо в зависимости от полученной площади, и при этом надо учитывать, что площадь печатной платы не должна быть меньше рассчитанной, т.к. это может привести к невозможности расположения всех элементов на плате или к невозможности провести дорожки.

Таблица 7. Линейные размеры ПП

Ширина, мм

Длина, мм

Ширина,

мм

Длина, мм

Ширина,

мм

Длина, мм

Ширина, мм

Длина, мм

20

30

60

90

100

120

140

150

40

100

130

200

30

40

140

110

150

150

150

160

170

170

40

60

75

75

120

120

180

45

75

90

140

200

80

170

150

160

170

50

60

80

130

160

200

80

140

170

170

180

100

90

90

180

200

150

120

200

280

60

60

150

130

200

200

360

Для своей печатной платы я взял размер 40X60 мм

Ширина печатных проводников t: 0,1 мм

; (2)

где tminD - минимально допустимая ширина проводника;

Дtн.о. - нижнее предельное отклонение размеров отклонения размеров ширины печатного проводника;

Минимально допустимая ширина проводника: 0,07 мм

; (3)

Imax - максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках;

Jдоп - допустимая плотность тока;

h - толщина печатного проводника;

Расчет диаметра монтажных отверстий d:

(4)

dэ - максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ

Дdн.о. - нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия;

r - разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром устанавливаемого вывода (исходя из условий пайки, выбирают в пределах 0,1…0,4 мм

Расчет диаметров монтажных отверстий

Расчет монтажных отверстий начинается с этой формулы

(5)

где dэ - максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ;

?dн.о.- нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия;

r - разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром устанавливаемого вывода (исходя из условий пайки, выбирают в пределах 0,1…0,4 мм

Диаметр контактных площадок D:

; (6)

dв.о - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;

b - гарантийный поясок; dтр - величина подтравливания диэлектрика в отверстие;

tв.о - верхнее предельное отклонение ширины проводника;

tн.о - нижнее предельное отклонение ширины проводника

(7)

где dB.O -верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;

b- гарантийный поясок;

dтр- величина подтравливания диэлектрика в отверстий;

TB.O-верхнее предельное отклонение ширины проводника;

TH.- нижнее предельное отклонение;

Размеры монтажных отверстий и контактных площадок для каждого элемента сведены в таблицу. Все размеры приведены в миллиметрах.

Расчет диаметра контактных площадок сведены в таблицу:

Исходные данные и итоги расчётов

Наименование

d3

d

D

Микроконтроллер

0,56

0,9

1,8

Электролит- конденсатор

0,7

1,05

2

Резистор

0,7

1,05

2

Кварцевый резонатор

0,43

0,8

1,6

Конденсатор

0,6

0,95

1,8

Расстояние Q2 от края паза, выреза, металлизированного отверстия до элементов печатного рисунка: 0,6 мм

(8)

q-ширина ореола, скола в зависимости от толщины материала основания и класса точности ПП

k - наименьшее расстояние от ореола до соседнего элемента проводящего рисунка, TD - позиционный допуск расположения центров контактных площадок, Td - позиционный допуск расположения осей отверстий, tв.о. - предельное верхнее отклонение размеров элементов конструкции

k-наименьшее расстояние от ореола, скола до соседнего элемента проводящего рисунка

TD - позиционный допуск расположения центров контактных площадок

Td - позиционный допуск расположения осей отверстий в зависимости от размеров и класса точности ПП

tв.о. - верхнее предельное отклонение размеров элементов конструкции.

Наименьшее номинальное расстояние между элементами проводящего рисунка: 0,33 мм

; (9)

T1 - позиционный допуск расположения печатных проводников при n>0

n - количество проводников в узком месте

tв.о. - верхнее предельное отклонение ширины проводника

SminD - минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка

Наименьшее номинальное расстояние между центрами 2-х метализированых отверстий диаметром до 1,5 мм без КП, при n=1: 2,28 мм

(10)

D01 и D02 - диаметры отверстий вокруг отверстий свободных от печатных проводников

n - количество проводников в узком месте

t - наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника

T1 - позиционный допуск расположения печатных проводников при n>0

S - Наименьшее номинальное расстояние между элементами проводящего рисунка

Наименьшее номинальное расстояние для прокладки n- проводников между двумя отверстиями с контактными площадками D1 и D2: 2,93 мм

(11)

D01 и D02 - диаметры отверстий вокруг отверстий свободных от печатных проводников

n - количество проводников в узком месте

t - наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника

T1 - позиционный допуск расположения печатных проводников при n>0

S - Наименьшее номинальное расстояние между элементами проводящего рисунка

Класс точности

Позиционный допуск T1

T1=0,05

1

0,2

?tв.о.= 0,05

2

0,1

Smin D=0,25

3

0,05

4

0,03

5

0,02

4.2 Расчёт надежности системы

При проектировании электронной аппаратуры (ЭА) стремятся создать конструкцию, удовлетворяющую оптимальным соотношением между заданными техническими характеристиками изделия, надежностью в заданных условиях эксплуатации и технологичностью конструкции. Расчет надежности составляющих компонентов (ЭРИ, ПП, паяные соединения, соединитель) и условиями эксплуатации.

На этапе эскизного проектирования проводятся, ориентировочные расчеты, учитывающие влияние на надежность только количества и типов, применяемых ЭРИ. На этапе технического проекта расчеты проводятся на уровне ячейки с учетом реальных электрических и тепловых режимов работы. Расчет надежности заключается в определении показателей надежности ЭА по известным характеристикам надежности составляющих компонентов (ЭРИ, ПП, паяные соединения, соединитель) и условиям эксплуатации.

Расчет надежности выполняется следующим образом:

1. Сначала для каждого элемента рассчитывается интенсивность отказа по следующей формуле:

, (11)

где - номинальная интенсивность отказа элемента,

- поправочный коэффициент на условия эксплуатации

- поправочный коэффициент в зависимости от температуры

2. Рассчитывается интенсивность отказа всей системы.

(12)

Таблица 15. Расчет интенсивности отказа всей системы

Элементы

лi*10-6

n

лсум*10-6

Резисторы

0,087

11

0,957

Конденсаторы

0,04

3

0,12

Кварц

0,8

1

0,8

Микроконтроллер

0,8

1

0,8

Плата

0,7

1

1,4

Диод

0,2

6

1,2

Электролит. конденсатор

2

2

4

Итого:

7,877

t(4)=

1000

А0

7,877

То

126952

P(t)

0,992

Полученное средние время наработки на отказ полностью удовлетворяет техническим требования моего курсового проекта, поэтому дополнительных расчётов и элементов для увеличение надёжности не требуется.

Расчет на действие вибрации:

Под вибрацией понимают механические колебания элементов конструкции или конструкции в целом. Вибрация характеризуется виброперемещением, виброскоростью и виброускорением. Проводя проработку компоновки ячейки ЭА, конструктор должен обеспечить вибропрочность, виброустойчивость и отсутствие резонанса ЭРИ в рабочем диапазоне частот.

Вибропрочность - способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах после воздействия вибраций.

Виброустойчивость - способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах во время воздействия вибраций.

Целью расчета является определение действующих на ЭРИ и ПП перегрузок при действии вибраций, а также максимальных перегрузок и проверка этих ЭРИ и ПП на вибропрочность.

Условиями обеспечения вибропрочности ячейки являются:

отсутствие в конструкции ячейки механических резонансов;

ограничение амплитуды виброперемещения и виброскорости значениями, исключающими опасные напряжения и усталостные явления в ЭРИ и ПП;

допустимые значения виброперегрузок в диапазоне частот внешних воздействий должны превышать величины, определенные техническим заданием на разработку конструкции ЭА.

Таким образом, оценка вибропрочности ячейки выполняется по следующим показателям:

частоте свободных колебаний;

допустимому значению напряжения в материале ЭРИ и ПП и пре дельному числу циклов нагружения;

допустимому значению виброперегрузки.

При расчете частот свободных колебаний в качестве расчетной модели ячейки используется модель пластины с равномерным распределением массы.

Исходя из условий эксплуатации описанных в техническом задании диапазоном вибраций будем читать Гц, виброускорение

Определим частоту собственных колебаний:

(14)

где б - длина пластины

b - ширина пластины

D - цилиндрическая жесткость

Ка- коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины

(15)

где - модуль упругости для материала платы

h - толщина платы

v =0,22 - коэффициент Пуассона;

M - масса пластины с ЭРИ, кг:

= 0,0101+ 0,0204 = 0,0305 кг. (16)

Где Мпп - масса ПП:

= 0,09 кг. (17)

pпп =2,05*103 кг/м3 - плотность материала платы СФ;

MЭРИ - масса ЭРИ.

= 0,00215 кг. (18)

Где m1 - масса 1-го ЭРИ 1-го типа;

N1 - количество ЭРИ 1-го типа;

Ка - коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины, определяется по формуле:

, . (19)

Здесь k = 22,37, = 1, = 0,48, = 0,19 - Коэффициенты, соответствующие закреплению ПП.

Таблица 16. Масса ЭРИ

Элемент

Масса, г

Количество

Резистор

0,15

11

Конденсатор

0,3

3

Кварцевый резонатор

0,1

1

Конектор

0,1

5

Микропроцессор

0,5

1

Электролит конденсатор

0,5

2

Диод

0,5

6

Итого

2,15

Определение коэффициента динамичности

Для случая кинематического возбуждения, когда источник вибраций находиться вне ЭА, коэффициент динамичности рассчитывают по следующей формуле:

, (20)

Где =0,01 - показатель затухания для стеклотекстолита;

з - коэффициент расстройки.

, (21)

Здесь fmax=200 Гц - максимальная частота действующей вибрации. Для остальных частот действующей вибрации коэффициент расстройки будет меньше и соответственно коэффициент динамичности будет ближе к 1.

Определение амплитуды вибросмещения основания

Найдем амплитуду вибросмещения основания для максимальной частоты возбуждения по следующей формуле:

, м. (22)

Определение виброускорение и виброперемещение ЭРИ

Виброускорение и виброперемещение определим для элемента DD1 - микросхема, расположенная практически в центре ПП, и, следовательно, нагрузки на которую будут максимальны.

Найдем относительные координаты центра элемента DD1.

; . ; (23)

Коэффициент передачи по ускорению рассчитывается по следующей формуле:

, (24)

.

Где K1(x)= 1,29; K1(y)= 1,28 - коэффициент формы колебаний.

Определим виброускорение:

aв(x,y)=aо(x,y)(x,y), aв(x,y)=19,6 · 1,01947552 = 19,98172 м/с2. (25)

Выразим виброускорение в единицах g:

aв(x,y)=2,036873g

Где g = 9,81 м/с2.

Определим виброперемещение:

Sв(x,y)=0(x,y) = 1,241*10-5*1,01947552 = 1,265169·10-5м. (26)

Определение максимального прогиба ПП:

Будем считать виброперемещение элемента DD1 максимальный по ПП.

Тогда максимальный прогиб ПП определяется по следующей формуле:

= || = 0,023869*10-5м (27)

Проверка выполнения условий вибропрочности

Допустимый прогиб ПП определяется по формуле

дв.доп = 0,003b.

Для обеспечения вибропрочности ПП необходимо выполнить следующее условие:

дв < 0,003 b,

где b = 45·10-3 м - сторона ПП, параллельно которой установлены ЭРИ.

Допустимый прогиб равен

Sв.доп. = 0,003 · 45·10-3 = 14,1 · 10-5 м.

Подставив численные значения, получим:

дв = 0,023869 · 10-5м <1,41 · 10-4 м.

Максимальный прогиб ПП меньше допустимого, следовательно, условие вибропрочности выполняется.

Вывод: виброускорение и максимальное относительное перемещение меньше допустимых для ЭРИ ячейки, и таким образом, удовлетворяются требованиям ТЗ на вибропрочность ячейки. Следовательно, дополнительных конструкционных мер по повышению жесткости ПП на данном этапе расчета не требуется.

4.3 Расчет на действие удара

ПП в составе ячейки и блока может подвергаться ударным воздействиям при эксплуатации, транспортировке, монтаже и т. д. При ударе ПП и ЭРИ испытывают нагрузки в течение малого промежутка времени и больших значениях ускорений, что может привести к значительном их повреждениям. Интенсивность ударного воздействия зависит от формы, амплитуды и длительности ударного импульса.

Форма реального ударного импульса определяется зависимостью ударного ускорения от времени. При расчетах реальную форму заменяют эквивалентной: например, прямоугольной, треугольной, полусинусоидальной.

За амплитуду ударного импульса принимают максимальное ускорение при ударе.

Длительностью ударного импульса является интервал времени, в течение которого действует ударный импульс.

Конструкции всех элементов ЭА, работающие в условиях ударов, в том числе и ПП с ЭРИ, должны отвечать требованиям ударопрочности и удароустойчивости.

Ударопрочность -- способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах после воздействия ударов.

Удароустойчивость -- способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах во время воздействия ударов.

Конструкция ЭА отвечает требованиям ударопрочности, если перемещение и ускорение при ударе не превышает допустимых значений, а элементы конструкции обладают запасом прочности на изгиб.

Исходными данными при расчете являются: масса ПП и ЭРИ, геометрические размеры ПП, характеристики материала ПП (плотность, модуль упругости, коэффициент Пуассона), длительность удара ф, ускорение б или перегрузки при ударе, частота ударов х.

1. Определение условной частоты ударного импульса

Определяем условную частоту ударного импульса для наихудшего случая (ф=5мс):

(28)

(Определение коэффициента передачи при ударе

Коэффициент передачи при ударе для полусинусоидального импульса

К=0,096 (29)

v=0,074 (30)

где v - коэффициент расстройки;

f0 = 1852,385 Гц - частота собственных колебаний (берется из расчета на вибрационные воздействия).

3. Определение ударного ускорения

где a - амплитуда ускорения ударного импульса.

4. Определение максимального относительного перемещения

(31)

5. Проверка условий ударопрочности

Для ЭРИ

Следовательно, условие ударопрочности выполняется

Для ПП с ЭРИ

Следовательно, условие ударопрочности выполняется

Вывод: ударное ускорение и максимальное относительное перемещение меньше допустимых для ЭРИ и ячейки, таким образом, удовлетворяется требование ТЗ на воздействие удара. Следовательно, дополнительных конструкционных мер защиты от ударных воздействий не требуется.

5. Разработка технологического процесса ПП

Для изготовления элементов проводящего рисунка ПП применяются две технологии: субтрактивная и аддитивная. Субтрактивный процесс -- получение проводящих рисунков путем избирательного травления участков фольги с пробельных мест. Аддитивный процесс -- получение проводящего рисунка путем избирательного осаждения проводникового материала на нефольгированный материал основания.

Двусторонние печатные платы (ДПП) применяют практически во всех видах ЭА. ДПП 1-, 2- и 3-го классов точности изготавливают в мелкосерийном, серийном и крупносерийном производстве, 4- и 5-го -- в серийном, прецизионные -- мелкосерийном производстве. Максимальные габариты ДПП 500x600 мм, минимальный диаметр отверстий -- 0,4 мм. Для прецизионных ДПП применяют материалы с толщиной фольги 5 мкм или нефольгированные диэлектрики. Гибкие ДПП выполняют на гибком тонком фольгированном или нефольгированном основании.

При изготовлении ДПП на нефольгированном основании применяют методы, позволяющие получить ПП по 4-му и 5-му классам точности: электрохимический (полуаддитивный), аддитивный, фотоформирование, тен-тинг-метод, с использованием активирующих паст и др.

Рост степени интеграции микросхем ведет к увеличению выделяемой ими теплоты. Отвод теплоты от таких микросхем в процессе эксплуатации -- сложная конструкторско- технологическая задача. Решить ее можно использованием ПП на металлическом основании. В качестве основания применяют металлические листы из алюминия, стали, титана или меди толщиной 0,1 ...3,0 мм. Токопроводящие участки ПП получают электрохимическим или аддитивным методами. Основным при этом является необходимость обеспечения надежной электрической изоляции печатных проводников от металлического основания.

К преимуществам этого метода изготовления МПП относятся надежность межслойных соединений, большое число слоев, к недостаткам -- длительный технологический цикл, невозможность использования элементов со штыревыми выводами, высокая стоимость изготовления.

Так как в данном проекте используется двухслойная печатная плата, то для изготовления элементов проводящего рисунка будет применяться метод химического травления -- получение проводящего рисунка путем стравливания проводникового материала на фольгированньш материал основания.

Разрабатываемая двухслойная печатная плата имеет 3-й класс точности, платы этого класса изготавливают в мелкосерийном, серийном и крупносерийном производстве.

Исходными данными для разработки технологических процессов являются:

конструкторская документация на изделие (сборочные чертежи, рабочие чертежи, электрические схемы, монтажные схемы);

технические требования на изделие, где указываются дополнительные требования к изделию. Например, необходимость защиты, виды испытаний;

спецификация на входящие в изделие компоненты;

объем выпуска продукции (N)

сроки выпуска (еженедельно, ежемесячно, ежеквартально);

наличие технологического оборудования, оснастки;

справочная, нормативная литература, программы

Правила разработки техпроцессов определены в рекомендациях Р50-54-93-88. В соответствии с этими правилами разработка ТП состоит из последовательности этапов, набор и характер которых зависит от типа запускаемого в производство изделия, вида ТП, типа производства.

Таблица 18. Маршрутный технологический процесс изготовления печатного узла

Наименование и содержание операции

Оборудование, производительность

1

Монтажная: установка и подпайка соединителей

Монтажный стол

2

Монтажная: установка резисторов

Монтажный стол

3

Монтажная: установка и подпайка реле

Монтажный стол

4

Монтажная: пайка выводов соединителей

Квант 50-01

250...300 шт/ч

5

Монтажная: пайка выводов резисторов

6

Контрольная: контроль контактных соединений (визуально)

Монтажный стол

7

Монтажная: установка и подпайка ИМС

Монтажный стол

8

Монтажная: установка конденсаторов и кварцевого резонатора

Монтажный стол

9

Монтажная: пайка выводов ИМС

Полуавтомат ПНП-5, 800...1000 штУч

10

Монтажная: пайка выводов конденсаторов

Квант 50-01

250...300 шт/ч

11

Монтажная: пайка выводов кварцевого резонатора

12

Контрольная: контроль контактных соединений (визуально)

Монтажный стол

13

Промывка модулей

Линия промывки, 150 плат/ч

14

Контрольная: диагностический контроль и разбраковка

Аппаратура контроля логических блоков, цикл -- 2 мин

15

Лакирование модулей

Монтажный стол

16

Сушка модулей

Шкаф сушки

Таблица 19. Маршрутный технологический процесс изготовления печатной платы

Наименование и содержание операции

Оборудование, производительность

1

Входной контроль диэлектрика

Монтажный стол

2

Резка заготовок

Монтажный стол

3

Сверление базовых отверстий

Монтажный стол

4

Сверление монтажных отверстий

Монтажный стол

5

Подготовка поверхности: подтравливание

Гальваническая ванна

6

Термолиз и предварительное электрохимическое меднение

Гальваническая ванна

7

Подготовка: Подтравливание

Гальваническая ванна

8

Нанесение защитного рельефа: СГ

Гальваническая ванна

9

Электрохимическая металлизация: Гальваническое меднение и нанесение металлорезистора

Гальваническая ванна

10

Удаление защитного рельефа

Монтажный стол

11

Травление с удалением металлорезистора

Гальваническая ванна

12

Нанесение защитной паяльной маски: СГ

Гальваническая ванна

13

Лужение

Монтажный стол

14

Отмывка флюса

Монтажный стол

15

Сверление отверстий и фрезерование по контуру

Монтажный стол

16

Промывка ультразвуковым методом

Монтажный стол

17

Контроль электрических параметров

Монтажный стол

18

Нанесение обозначений краской

Монтажный стол

19

Сушка печатной платы

Шкаф сушки

Делись добром ;)