1.4 Проектирование функционального узла

В качестве заданного функционального узла рассматривается печатный узел, а именно коммутатор приемных цепей (А2).

Разработка печатного узла проводилась с применением САПР фирмы “Autodesk” (США). Разработка чертежно-конструкторской документации с применением пакета прикладных программ “Auto - CAD“.

Проектирование печатного узла производилось в системе “Personal-CAD”.

В частности были произведены следующие шаги:

- автоматическое получение исходной информации из схемы электрической принципиальной;

- смешанное автоматическое и ручное размещение (двухсторонне) элементов на печатной плате;

- трассировка печатных проводников заданной ширины в двух слоях;

- получение предварительной документации (деталировочные и сборочные чертежи).

Окончательная подготовка чертежей производилась в пакете прикладных программ ACAD.

Размещение навесных элементов.

Размещение осуществляется в соответствии с ОСТ4.ГО.010.030 и ОСТ4ГО.010.009. Выбираем вариант установки электрорадиолементов на плату в соответствии с заданными условиями эксплуатации и техническими требованиями к конструкции печатного узла. Элементы устанавливаются по ГОСТ29137-91:

- резисторы по варианту 010.02.0201.00.00.

конденсаторы:

- К50-29 по варианту 010.02.0208.00.00,

- К10-17 по варианту 180.00.0000.00.00.

микросхемы:

- планарные по варианту 380.18.1113.00.00,

- не планарные по варианту 320.00.0000.00.00.

Ниже кратко опишем процесс размещения электрорадиоэлементов на печатной плате. Схему электрическую принципиальную разбиваем на функционально связанные группы, составляем таблицу соединений, производим размещение навесных элементов в каждой группе. Группу ЭРЭ, имеющую наибольшее количество внешних связей с уже размещенной группой ЭРЭ размещаем рядом и так далее.

По ГОСТ 23751-79 производим рациональное размещение навесных ЭРЭ с учетом минимизации электрических связей между элементами и так как печатная плата изготовляется двухсторонняя, то количество переходов печатных проводников из слоя в слой кроме того, если возможно, то целесообразно выполнить равномерное распределение масс навесных элементов по поверхности печатной платы. Элементы с наибольшей массой следует устанавливать вблизи мест механического крепления платы.

Размещение навесных электрорадиоэлементов проводилось в пакете прикладных программ P-CAD комбинированно автоматическим и ручным способом.

Расчет печатного монтажа.

Проведем расчет печатного монтажа платы устройства управляющего. Исходными данными для расчета являются: толщина проводника , максимальный ток, протекающий по шине питания , максимальная длина проводника , допустимое падение напряжения на проводниках , размеры печатной платы 110170 мм, максимальный диаметр выводов устанавливаемых ЭРЭ , расстояния между выводами микросхемы .

Выбираем для изготовления ПП позитивный комбинированный метод, плата должна соответствовать третьему классу точности по ОСТ 4.010.022-85.

Определяем минимальную ширину, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

(1.8)

где максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках, А, ;

допустимая плотность тока, А/мм², ;

толщина проводника, мм, .

Определяем минимальную ширину проводника, мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем:

(1.9)

где удельное объемное сопротивление, Оммм²/м, ;

длина проводника, м, ;

допустимое падение напряжения на проводниках, В,.

4. Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий :

(1.10)

где максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ;

нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия, мм, ;

разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ЭРЭ, мм, .

Рассчитываем диаметр контактных площадок. Минимальный диаметр, мм, контактных площадок для ДПП, изготовляемых комбинированным позитивным методом:

при фотохимическом способе получения рисунка

(1.11)

где минимальный эффективный диаметр площадки;

- толщина фольги, мм, .

(1.12)

где расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки, мм, ; допуски на расположение отверстий и контактных площадок /1/;

максимальный диаметр просверленного отверстия:

 (1.13)

где допуск на отверстие, мм, ;

Максимальный диаметр контактной площадки:

(1.14)

6. Определяем ширину проводников. Минимальная ширина проводников, мм, для ДПП изготовляемых комбинированным позитивным методом:

при фотохимическом способе получения рисунка

(1.15)

гдеминимальная эффективная ширина проводника, мм,

Максимальная ширина проводников

(1.16)

Определяем минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой

(1.17)

где расстояние между центрами рассматриваемых элементов, мм,

- допуск на расположение проводников /1/,мм,.

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками

(1.18)

Минимальное расстояние между двумя проводниками

(1.19)

Учитывая технологические возможности принимаем:

- ширину проводника печатной платы для цепей питания 0,8 мм;

- ширину проводника для сигнальных цепей 0,5 мм;

- диаметр контактной площадки 2,2 мм.