Розрахунок конструктивних параметрів та надійності печатної плати

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введення

У технічному прогресі ЕОМ відіграють значну роль: вони значно полегшують роботу людини в різних галузях промисловості, інженерних дослідженнях, автоматичному управлінні і т.д. Використання великої кількості стандартних елементів. Випуск цих елементів у великих кількостях і високої якості - одне з основних вимог обчислювального машинобудування. Масове виробництво стандартних блоків з використанням нових елементів, уніфікація елементів створюють умови для автоматизації їх виробництва. Висока трудомісткість складальних і монтажних робіт, що пояснюється наявністю великої кількості з'єднань і складності їх виконання внаслідок малих розмірів. Основним напрямом при розробці і створенні друкованих плат є широке застосування автоматизованих методів проектування з використанням ЕОМ, що значно полегшує процес розробки і скорочує тривалість всього технологічного циклу.

Як відомо, при розробці друкованих плат (ПП) основна мета полягає в тому, щоб розміщення дискретних елементів електричної схеми дозволили провести всі потрібні з'єднання в площині плати без перетину. При такому плоскому монтажі ставиться, як правило, додаткова задача зменшенні габаритів ПП і практично завжди, задача зменшення загальної довжини з'єднувальних проводять доріжок. Крім того, часто потребується оптимізувати форму проводять сполук. Рішення даних завдань для складних електричних схем з великим числом елементів і призводять з'єднань вимагає значних трудовитрат. Розвиток мікроелектроніки та поява мікросхем зверхньо і надвисокій степені інтеграції призвело до різкого збільшення числа багато контактних елементів схем, і отже, до різкого збільшення числа і проводять сполучних доріжок на ПП. Це призвело до необхідності розробки багатошарових друкованих плат (МПП).

1. Виконання принципової схеми при використанні редактора «Компас»

Електромеханічна схема вибирається за номером завдання. Виконання схемі виконується в редакторі «КОМПАС» на форматі А4. Відкривається нове вікно редактора «Проект», підключаються електромеханічні бібліотеки. При необхідності створюється своя бібліотека с необхідними елементами. З бібліотеки вибирають складові елементи схеми. Потім при допомозі функціональних клавіш редактора з'єднують схематичні елементи в послідовності відповідно до схеми завдання. Виконують надписи елементів. Відповідно до вимог редактора оформляють електромеханічну схему для проведення автоматизованого створення технічної документації цього проекту. Технічну документацію зберігають в електронному варіанті під своїм ім'ям та дублюють в друкованого виді.

Автоматизоване виконання конструкторської документації в редакторі «Компас» для електротехнічній схемі.

Кожний документ системи КОМПАС-3D V9 зберігається в окремому файлі на диску і при необхідності завантажується в систему -- відкривається. Ви можете відкрити необмежене число документів будь-яких типів, а кожен документ-- в необмеженому числі вікон.

Робота з документами в КОМПАС-3D V9 практично нічим не відрізняється від подібної роботи в інших застосуваннях.

Щоб створити новий документ, викличте команду Файл -- Створити. На екрані з'явиться діалог створення документа. На вкладці Шаблони можна вибрати потрібний шаблон для нового документа. Якщо використання шаблону не потрібне, виберіть тип документа на вкладці Нові документи. Натисніть кнопку ОК для створення документа заданого типу або за заданим шаблоном. Іншим способом створення нового документа є вибір його з меню кнопки Створити. Команди цього меню можна розташувати у вигляді кнопок на окремій панелі і помістити її в будь-якому зручному місці. Для цього перенесіть - меню кнопки Створити мишею за заголовок в будь-якому напрямі. Буде сформована панель Новий документ.

Звернете увагу на відмінність панелі Новий документ від решти інструментальних панелей: склад і порядок кнопок на ній змінити неможливо.

При створенні нових документів використовуються оформлення і формат, встановлені за умовчанням. При необхідності ви можете набудувати оформлення і формат активного документа.

Щоб відкрити існуючий документ, викличте команду Файл -- Відкрити в діалозі, що з'явився на екрані, виберіть тип документа, покотіть ім'я файлу і натисніть кнопку Відкрити. Ви також можете відкрити документ КОМПАС-ЗD V9 за допомогою Провідника Windows (Windows Explorer). Для цього виділите в нім файл, який потрібно відкрити і двічі клацніть на нім лівою кнопкою миші або викличте з контекстного меню команду Відкрити.

Якщо ви спробуєте відкрити вже завантажений для роботи документ. КОМПАС-ЗD V9 не виконає повторне відкриття, а просто активізує вікно цією документа. Якщо ви недавно редагували документ, а потім закрили його повторне відкриття можна виконати швидшим способом. У нижній частині меню Файл відображається список декількох останніх документів, з якими велася робота. Фактично це перелік документів в тій послідовності, в якій вони закривалися. Щоб відкрити потрібний документ, просто виберіть його ім'я в меню

Кількість останніх документів, що відкривалися, імена яких відображаються в меню Файл, можна набудувати Для цією викличте команду Сервіс -- Параметри - Система -- Загальні -- Показ імен файлів.

Щоб зберегти документ на диску, викличте команду Файл -- Зберегти

При збереженні документ записується у файл з ім'ям і розширенням, які були встановлені при найпершому збереженні цього документа. Якщо документ зберігається на диску вперше те дії практично аналогічні збереженню під іншим ім'ям. Відмінність полягає в тому, що після першого збереження документа на екрані з'являється діалог інформації про цей документ.

Іноді потрібно зберегти документ нею редагування, залишивши незмінною стару редакцію файлу. В цьому випадку застосовується збереження документа під іншим ім'ям або у іншому місці на диску Викличте команду файл -- Зберегти як... У діалозі, що з'явився на екрані, вкажіть каталог, в який потрібно записати документ, введіть ім'я файлу і натисніть кнопку Зберегти. Якщо ви спробуєте зберегти документ у вже існуючому файлі, на екран буде виданий додатковий запит для підтвердження перезапису (заміни старого документа новим).

Не рекомендується змінювати без крайньої необхідності стандартне розширення у імені файлу документа, оскільки згодом це сильно утруднить пошук файлу (він не відображатиметься в списку документів даного типу в діалозі відкриття файлу).

Щоб зберегти відразу всі відкриті документи, викличте команду Файл -- Зберегти все. При збереженні документів, які записуються на диск вперше, на екрані відображатиметься діалог, в якому слід задати ім'я файлу і каталог для запису.

Щоб закрити документ, викличте команду Файл -- Закрити. Якщо документ містить зміни, які не були збережені, на екрані з'явиться запит на виконання запису документа, що закривається.

Якщо документ відображався в декількох різних вікнах, закриваються всі ці вікна. щоб закрити тільки одне вікно документа і залишити решту всіх вікон, двічі клацніть мишею на кнопці системного меню вікна, що закривається.

Властивостями документа є різні довідкові відомості про цей документ, що зберігаються разом з ним. наприклад, ім'я автора, дата і час створення, атрибути та інші Переглянути і відредагувати ці відомості можна в діалозі інформації про документ. За умовчанням відомості про автора і організацію співпадають вказаними при установці системи КОМПАС-3D № (у діалозі Зведення про користувача).

При необхідності ви можете змінити дані. Для цього викличте команду Сервіс - Параметри... - Нові документи - Властивості документа.

Шаблон КОМПАС - документа -- заготівка документа, що містить оформлення, настройки, об'єкти і ін. Шаблони документів, що поставляються в складі КОМПАС, - ЗD V9. зберігаються в підкаталозі \Templates головного каталогу системи.

Ви можете сортувати власні шаблони для всіх типів документів. Для цього створіть документ, який служитиме прототипом, оформіть і набудуйте його необхідним чином. Потім збережете документ, вибравши в списку Тип файлу рядок Шаблон.

Для збереження шаблону автоматично пропонується каталог \Templates головного каталогу КОМПАС- ЗD V9. Рекомендується зберігати шаблони в каталозі \Templates (або його підкаталогах), оскільки він є умолчательним місцем розташування шаблонів, доступних при створенні документів.

Щоб зберегти як шаблон вже існуючий документ, скористайтеся командою Зберегти як...

2. Порядок виконання роботи

Запустити КОМПАС-9

На панелі інструментів натиснути кнопку «Новый лист»

Налаштувати параметри листа. «Настройка»-«Параметры текущего листа»-«Параметры листа»-«Формат»-«А3»-«Горизонтальный»-«Ok».

Розгорнути лист на весь екран натиснувши кнопку «Показать все».

Підключити бібліотеку елементів електричних схем, для цього виконати наступні дії:

пункт меню «Сервис» - «Менеджер библиотек»;

розділ «Электроника и электротехника» - «Библиотека ESK»;

На екрані з'явилось вікно бібліотеки.

Вибрати з бібліотеки зображення потрібного елемента і активувати його. З'явиться вікно із зображеннями різноманітних видів даного елемента. Вибрати необхідний елемент. У разі потреби заповнити додаткові поля. Поставити елемент на аркуш враховуючи орієнтацію.

Аналогічно вибрати наступний елемент і поставити на аркуш.

З'єднати елементи лінією зв'язку. Для цього вибрати в бібліотеці розділ «Линии связи» і відкрити його. У вікні що з'явилось можна вибрати лінію зв'язку, вузол з'єднання, текстовий надпис або позиційне позначення елемента.

СКЛАД І ПРИЗНАЧЕННЯ БІБЛІОТЕКИ ESK 5

Бібліотека ESK 5 призначена для автоматизації проектно-конструкторських робіт. Вона рекомендується для використання конструкторами-електриками при розробці креслень електричних схем засобами КОМПАС-ГРАФІК 5.

Умовні графічні позначення виконані в модульної (координатної) сітці з кроком 1мм.

Вибраний графічне позначення зображується на екрані у вигляді "фантоми" з базовою точкою на курсор і переміщується разом з курсором. Для растеризації позначення елемента необхідно вказати точку прив'язки позначення і, якщо необхідно, у вікні завдання параметрів растеризації можна задати інші параметри растеризації. Відрисоване позначення є макроелементом і визначається як єдиний елемент. Позначення можна зруйнувати на окремі елементи командою «Зруйнувати» з меню Операції. Параметри конфігурації бібліотеки та параметри позначень можна вказати під час налаштування бібліотеки ESK.

Бібліотека має великі можливості по настройці, як вікон бібліотеки, так і загальних параметрів позначень. Параметри налаштувань зберігаються у файлі конфігурації бібліотеки.

При роботі бібліотеки можна налаштувати параметри вікон каталогів, вікон параметрів позначень, курсору, підказок, глобальних прив'язок. Настройка здійснюється у вікні "Загальні параметри бібліотеки ESK". Можна настроїти загальні параметри позначень: масштаб позначень не використовують Стиль, атрибути позначення. Настройка здійснюється у вікні "Загальні параметри бібліотеки ESK".

Деякі функції (позначення) бібліотеки мають індивідуальні параметри налаштування:

в позначенні містять текст, у вікні "Параметри шрифту позначень" можна задати параметри шрифту;

параметри функції "Лінія зв'язку" можна задати в вікні "Параметри лінії зв'язку";

параметри функції "Графічний каталог" можна задати в вікні "Параметри графічного каталогу";

параметри функції "Каталог мікросхем" можна задати в вікні "Параметри каталогу мікросхем";

- параметри функції "Каталог елементів" можна задати в вікні "Параметри каталогу елементів";

- параметри функції "Каталог проводів" можна задати в вікні "Параметри каталогу проводів".

Деякі позначення бібліотеки використовують стилі:

- стиль позначення "Клемник" можна настроїти у вікні "Параметри стилю клемника";

- стиль позначень "Логічний елемент" можна настроїти у вікні "Параметри стилю логічного елемента";

- стиль позначення "Мікросхема" можна настроїти у вікні "Параметри стилю мікросхем";

- стиль об'єктів функції "позиційне позначення" можна настроїти у вікні "Параметри стилю позиційного позначення";

- стиль "Переліку елементів" можна настроїти у вікні "Параметри стилю переліку елементів".

При підключенні бібліотеки автоматично перевіряються параметри налаштування каталогів (робочих папок і файлів). Якщо папки та файли не знайдені здійснюється налаштування за замовчуванням. При неможливості автоматичної настройки видається повідомлення про неможливість налаштування конфігурації бібліотеки.

Виконання печатної плати у программі « P-CAD ».

Для створення схеми принципової електричної запустіть редактор схем і завантажте в нього шаблон «Настройки». Виберіть необхідні настройки використовуючи команду Option/configure. Введіть інформацію про проект. Виберіть в основному меню команду File/design Info і відкрийте закладку Field (поля) панелі Design Info. Використовуючи кнопку Properties (властивості), встановіть необхідні значення полів «Назва проекту», «Децимальний номер» і ін.

Збережіть проект на диску. Активізуйте команду File/save As. У каталозі D:/p-cad2000 створіть теку «Проекти», а в ній теку «Проект 1». Збережете в теці «Проект 1» проект під своїм ім'ям. Перед введенням і розміщенням компонентів на схемі необхідно підключити до проекту бібліотеки з необхідними елементами і відключити непотрібні. Підключіть необхідні бібліотеки до проекту командую Library/setup. Встановіть крок сітки 5 мм. Виберіть з бібліотеки і розмістіть на кресленні необхідні елементи схеми. У вікні Refdes задайте початкове значення для позиційного позначення елемету, а у вікні Value вкажіть його номінал. Розмістіть на кресленні символи «землі» - і вхідні контакти Відредагуйте взаємне положення елементів на схемі, розташування і значення їх атрибутів. Для полегшення роботи з кресленням на кресленнях часто використовують лінії групового зв'язку. Оскільки в системі P-CAD провідники, що підводяться до цих ліній, набувають необхідного вигляду автоматично, лінії групового зв'язку необхідно розташовувати на кресленні перед з'єднанням елементів проводами.

Останній введений сегмент ланцюга можна видалити клавішею BACKSPACE. За умовчанням система привласнює імена ланцюгам у форматі Net00006, послідовно нумеруючи їх. При необхідності можна перейменувати ланцюг, вказавши будь-яке інше ім'я. Осмислені імена ланцюгів можуть бути корисні при подальшій роботі з проектом. На панелі Wire Properties в закладці Wire встановите прапорець Display для відображення імені ланцюга на схемі. Для з'єднання ланцюгів що мають рознесені на кресленні сегменти використовуються спеціальні елементи - порти (Ports). Для нанесення адресного позначення листа продовження лінії на схему необхідно нанести текст. Відмітимо, що для адресного позначення, мабуть, слід використовувати той же стиль тексту, що і для імен ланцюгів (портів), а саме - Portstyle.

Створення супроводжуючих файлів та елементів потрібних для виконання печатної плати.

Перевірка схеми. Введена схема може бути автоматично перевірена системою на наявність синтаксичних помилок. Для проведення верифікації схеми. Активізуйте команду Utils/erc. На панелі Utils Electrical Rules Check в рамці Design Rule Checks (нормоконтроль) встановите необхідні види перевірок і звітів. Натисніть на кнопку Filename... для вказівки місця положення і імені текстового файлу звіту. Виберіть для нього теку з поточним проектом. У рамці Report Options встановите прапорці View Report - для автоматичного перегляду файлу звіту після закінчення перевірки, Summarize Ignored Errors - для створення резюме по ігнорованих помилкам, Summarize Overridden Errors - для створення резюме по відмінених помилках. Установка прапорця Annotate Errors (анотувати помилки) включає режим відображення помилок на схемі. Включите його. Натисніть кнопку Severity Levels... (рівень серйозності) для установки пріоритетів помилок, що виявляються. З'явиться панель Rules Severity Level (рівень серйозності правив). Виділивши у вікні одне або декілька правил перевірки за допомогою перемикача в рамці Severity Level можна задати для нього один з трьох рівнів - Ignored (ігнорувати), Warning (попередження), Error (серйозна помилка). Нічого не міняючи, натисніть кнопку Cancel для виходу з панелі. Запустите перевірку, натиснувши кнопку ОК на панелі Utils Electrical Rules Check. Після проведення перевірки запуститься БЛОКНОТ в якому можна проглянути текстовий файл звіту. Прогляньте файл звіту і закрийте його. У цьому текстовому файлі містяться повідомлення про виявлені помилки по кожному з правил. В кінці звіту будуть приведені підсумкові відомості по проведеній перевірці, якщо встановлені відповідні прапорці на панелі Utils Electrical Rules Check. Виведення схеми на принтер. Створена схема може бути виведена на який- небудь друкуючий пристрій (принтер або плоттер), підключений до комп'ютера. Також для неї можуть автоматично згенерувати різноманітні текстові файли звітів.

3. Трасування печатних плат

Створення контуру ПП у редакторі PCB. У редакторі PCB накресліть контур печатної плати. Запустіть редактор печатних плат PCB. Завантажте в нього файл шаблона, збережений при виконанні попередніх робіт. Використовуючи команду Option/Grids, установіть відносну сітку із зсувом 10х10мм. У якості поточної виберіть сітку із кроком 0.5 мм. У меню активізуй ті команду Place/Line або просто натисніть кнопку на лівій інструментальній панелі. У рядку стану установіть товщину лінії рівну 0.25 мм. Збережіть файл у папку \Проекти\Проект_1 під своїм іменем. Упакування з'єднань на печатну плату

Вибір елементів з бібліотеки в системі P-CAD, як правило, виконується за допомогою списку ланцюгів і з'єднань, отриманого автоматично в схемному редакторі або написаного вручну в текстовому редакторі. При подальшій роботі будемо використовувати списки ланцюгів, що поставляються разом із системою P-CAD (з папки Tutorial). Перед завантаженням необхідно підключити до проекту потрібні бібліотеки. Завантажте в редактор печатних плат список ланцюгів і компонентів. Скиньте прапорець Optimize Nets. У графі Netlist Format зі списку вибирається формат списку ланцюгів, що завантажується. Якщо завантажується файл у форматі P-CAD ALT, то за допомогою кнопки Xref Filename відкривається файл перехресних посилань (xrf-файл), що встановлює відповідність між конструктивними й схемотехнічними бібліотеками ранніх версій P-CADa. Припустимі формати списків ланцюгів

ACCEL ASCII	Основний формат системи. Допускає передачу атрибутів ланцюгів і компонентів (див. приклад у пп. ). Розширення файлу .net
Tango	Формат системи TangoPro (див. приклад у пп.) Розширення файлу .net
P-CAD ALT	Текстовий формат системи MD (версії P-CAD для DOS). Розширення файлу .alt

Установка прапорця Create Pseudo Pattern дозволяє системі створювати мнимі посадкові місця (корпуса) для тих елементів, які їх не мають. Прапорцем Optimize Nets включається автоматична оптимізація ланцюгів шляхом перестановки логічно еквівалентних секцій і виводів. Краще подібну оптимізацію проводити після розміщення компонентів, а не при завантаженні. Прапорець Reconnect Copper може використовуватися для заборони підключення вже наявних на платі ділянок металізації до ланцюгів схеми, що завантажується. При цьому завантаження списку ланцюгів виконується значно швидше, а наявні металізовані ділянки конвертуються в «вільні», не асоційовані з якими-небудь ланцюгами. Установка прапорця Check for Copper Sharing включає перевірку плати з попередньо розміщеними компонентами й попереднім розведенням частини ланцюгів.

Якщо завантажується список ланцюгів у форматі ACCEL ASCII, доступні чотири параметри для обробки атрибутів:

Merge Attributes (Favor Netlist) Злиття атрибутів списку ланцюгів з атрибутами проекту при пріоритеті атрибутів зі списку.

Merge Attributes (Favor Design) Злиття атрибутів списку ланцюгів з атрибутами проекту при пріоритеті атрибутів із проекту.

Replaсe Existing Attributes Заміна атрибутів проекту атрибутами зі списку. Ignore Netlist Attributes Ігнорування атрибутів списку ланцюгів і два параметри для передачі правил і класів ланцюгів. Закрийте панель Utils Load Netlist, нажавши кнопку ОК.

Порядок виконання роботи

Запустить P-CAD РСВ

Підключення бібліотек.

Перед розміщенням компонентів уручну на друкарську плату або перед виконанням процедури упаковки схеми на друкарську плату необхідно підключити до проекту відповідні бібліотеки. Для цієї мети використовується команда Library/setup. Після вибору бібліотеки натискується кнопка Add, а для видалення із списку непотрібних бібліотек натискується кнопка Delete.

На панелі «Utils»-« Load Netlist»

У діалоговому вікні використовуються наступні опції: * Netlist Filename - вибір імені файлу списку з'єднань на жорсткому диску. У списку Netlist Format перераховані імена форматів списку ланцюгів: Tango, Master Designer ALT (стандартний текстовий файл попередніх версій P-CAD для DOS, що включає і список з'єднань) і текстовий файл P-CAD ASCII.

Зберігаємо. «File»-«Save as…» - «задаємо імя».pcb

Робимо розводку «Route» - «Autorouters». В діалоговом вікні вибираємо «Quick route» - «Start»

Шари можна використовувати за умовчанням, а також створювати і видаляти після виконання команди «Options» - «layers». У закладці «Layers» в області Турі шари плати підрозділяються на трьох типів і позначаються:

* Signal - шар розводки проводников,''помечаєтся першим символом S. Структура шарів плати

* Plane - шар металізації, позначається першим символом Р.

* Non Signal - допоміжні шари, позначаються першим символом N. Список шарів проекту вказується в стовпці Layers:

* Тор провідники на верхній стороні плати (сторона установки компонентів);

* Тор Assy -- атрибути на верхній стороні плати (текстові позначення компонентів);

* Тор Silk -- шовкографія на верхній стороні плати (позиційні позначення компонентів);

* Тор Paste - графіка паяння на верхній стороні плати;

* Тор Mask - графіка маски паяння на верхній стороні плати;

*Bottom - провідники на нижній стороні плати;

* Bot Mask - графіка маски паяння на нижній стороні плати;

*Bot Paste -- графіка паяння на нижній стороні плати;

* Bot Silk -- шовкографія на нижній стороні плати;

* Bot Assy - атрибути на нижній стороні плати;

* Board -- кордони плати.

Кожен шар може бути включений (Enable, символ Е) або вимкнений (Disable, символ D). Вказані установки виробляються після виділення імені шаруючи і натисненні відповідних кнопок, які знаходяться в правій частині панелі. Всі шари (окрім поточного) можна вимкнути кнопкою Disable All, а включити -- кнопкою Enable All.

Вибираємо шар « Тор » и натискаємо « Enable All »

Експортуємо «Export» - «DXF»

Урозділі «Layers» вибираємо « Тор ». Знімаємо галочку з вкладки «Output Drill Symbols». На вкладці «DXF Units» ставим галочку навпроти «mm»

Те саме робимо зі слоями «Bottom», «Тор Assy, Тор Silk».

Основними параметрами при виборі конструкційного матеріалу корпусу є:

- Робоча температура;

- Питомий опір;

- Простота обробки;

- Вартість матеріалу;

- Вага;

Матеріал основного конструктиву вибираємо полістирол, ГОСТ 567-67. Полістирол володіє добрими механічними властивостями, він легко піддається механічній обробці, має добрі ізоляційні властивості, а також він має малу вагу і невелику вартість.

Механічні властивості полістиролу
Дв, Мпа	Робоча температура, °С	Питомий опір Ом/м	Електрична міцність Мв/м
50	-20……+90	10…..10	35.40

При використовуванні полістиролу немає необхідності застосовувати електрохімічний або механічний захист. Написи на лицьовій панелі виконуються відразу при виготовленні корпусу приладу способом литва під тиском.

Покриття друкарської плати.

Покриття друкарської плати здійснюється лаком УР-238 ТУ 6-10.577-75. Лак УР-238 використовується, для покриття метала, кераміки, гетинакса і склотекстолита. Характеристики лака зведені в таблиці

Параметр	УР-238
Умовна в'язкість вискозиметру В3-4 при 20+0,50С	30-70
Масова частинка нелітаючих речовин %	48-52 (напівфабрикати)
Час висихання до ступеня 3 при 70-800С, не більше
першої шару (рік.)	4
другої шару (рік.)	8
Стійкість плівки до дії масла, Н, не менше	?24год.
Адгезія не більше	2
Теплостійкість плівки, рік., не менше	50
Холодостійкість плівки, рік., не менше	6
Епр плівки, МВ/м, не менше:
При 20±20С	75
Після витримки 24 рік. у воді при 20±20С	25

Допоміжні матеріали зведені в таблиці

№ п/п	Найменування матеріалу	Одиниця вимірювання	Норма витрат на одиницю вимірювання	ГОСТ на матеріали	Примітка
1	Припій ПОС-61	р.	0,625 р.	ГОСТ 21- 930-76
2	Флюс ФКТ	р.	4 р.	ТУ81-05-51-76
3	Спиртобензинова суміш	р.	0,03521 р.	-
4	Серветка Бавовняна	см2	0,6 см2	ГОСТ 31-470-632-76
5	Трубка ТЛВШ1	м	0,042 м	ГОСТ 9614-69
6	Дріт М1 Ш1мм	р.	0,18	ГОСТ 8730-76
7	Ксилол	р.	0,24	-

Вибір припою залежить від сполучного малюнка або сплавів, від способу паяння, теплових обмежень, розмірів деталей. Для покриття плати використовується припій ПОС-61 припій оловянно- свинцевий.

Хімічний склад припою ПОС-61 приведений в таблиці

Марка припою	Хімічний склад в %
	Олово	Свинець
ПОС - 61	61	39

Основні параметри припою ПОС-61 зведені в таблиці

Марка припою	Температури в _С	Удельний електричний опір с·10, Ом·м
	Салідус	Ліквідус
ПОС - 61	183	190	13,9

Салідус - найвища температура при якій сплав твердне.

Ліквідіус - температура, при якій сплав переходить в рідкий стан.

ПОС-61 наноситися на провідник друкарської плати і забезпечує добрий захист від корозії і мінімальний перехідний опір, що забезпечує добру якість паяння.

4. Розрахунок

Розрахунок габаритних розмірів друкованої плати.

Проектований прилад складається з двох функціональних вузлів: плати і корпуси. Розрахунок друкарської плати проводиться на підставі елементної бази.

Спочатку визначимо габаритні розміри друкарської плати, результати розрахунків заносимо в таблицю.

Найменування елемента	Кількість	L, Довжина, мм	B (D), Ширина, мм	D вив, мм	Lуст. мм	S ел, мм2	Sобщ, мм2
Резистори	21	7	3	0,6	8,2	21	441
Конденсатор КМ-4а-М750-	13	7,5	6,0	0,5	11.4	45	585
Конденсатор К50-6	1	7,5	7,5	0,5	11.4	56,25	56,25
Діод КД522	7	10,4	9,5	0,5	11.4	98,8	691,6
Діод КС191А	1	10,4	9,5	0,5	11.4	98,8	98,8
Діод КВС111А	1	10,4	9,5	0,5	11.4	98,8	98,8
Транзистор КТ315Г	1	7,2	3,0	0,8	20.4	21,6	21,6
Транзистор КП303Е	2	5,84	5,84	0,5	10,22	34,11	68,22
Транзистор КТ361Г	1	7,2	3,0	0,5	10,22	21,6	21,6
Транзистор КТ326А	2	5,2	4,2	0,68	7,24	21,84	43,68
Всього	2126,55

Настановна довжина L вуст. розраховується по формулі:

Lуст_.=L+6_вив.

Розраховуємо установчу площу елементів:

S_уст = К_уст·S_общ. = 1,5·2126,55= 3489,82 мм²

Де К_уст = 1,5 - коефіцієнт установки елементів;

S_общ. = 3192,98- сумарна площа елементів.

Розраховуємо площу плати для установки елементів:

мм²

де К_зап = 0,5 - коефіцієнт заповнення.

Габаритні орієнтовні розміри друкарської плати складають v Snn.

Розрахунок провідного малюнка.

Розрахунок провідного малюнка складається з розрахунку можливості проведення доріжки у вузькому місці, і визначення діаметра контактних майданчиків, ширини доріжок, і відстані між ними.

Розрахунок ширини доріжок.

Ширину доріжок визначаємо орієнтуючись по максимальному протікаючому струму в блоці, розрахунок проводимо для двох ланцюгів схеми: ланцюги мікросхеми. Для розрахунку беремо провідники в яких протікати максимальне значення струму. Ширину доріжок, враховуючи струм протікаючий через подовжній розріз, розраховуємо по формулі

I= а * b * з

де I - максимальний протікаючий струм в елементі;

а - 25 А/мм.

b - товщина фольги друкарської плати, мм

с - ширина доріжок, мм

При товщині фольги 35 мкм, ширина доріжок складає:

мм;

Отримана ширина доріжок визначається за класом точності. З метою підвищення міцності провідного малюнка, а також коефіцієнта використовування матеріалу, ширину доріжок приймаємо рівній с=с1*1,15% (мм), що відповідає першому класу міцності. Враховуючи прийняту ширину доріжок. Відстань між двома сусідніми доріжками складатиме 0,25 мм. З урахуванням прийнятої ширини, одержуємо запас по струму, який визначається по формулі:



де с - прийнята ширина доріжок, мм

c1 - розрахункова ширина доріжок, мм

4.2 Розрахунок діаметра контактних майданчиків.

Розрахунок діаметра контактних майданчиків проводимо відповідно до прийнятої шириною доріжок. Для установки елементів на плату використовується три типономіналів отворів, сама плата має чотири типонамінали отворів, що спрощує технологію виготовлення друкарської плати.

Діаметр контактних майданчиків розраховуємо по формулі:

де dк.м_{. -} діаметр контактних майданчиків, мм

dотв_. - діаметр отворів, мм

b - мінімальна радіальна товщина контактного майданчика, мм

Розрахунок надійності

Надійність властивість виробу виконувати задані функції в певних умовах експлуатації при збереженні значень основних параметрів в наперед встановлених межах.

Надійність - ця фізична властивість виробу, який залежить від кількості, і якості що входять в нього елементів, а також від умов, в яких воно експлуатується.

Розрахунок надійності ведемо спрощений, визначаючи середнє напрацювання на відмову і вірогідність безвідмовної роботи протягом заданого інтервалу часу. Необхідні дані по інтенсивності відмов елементів заносимо в таблицю.

№ п/п	Найменування	Позиційне позначення елемента	Кількість елементів, шт.	Інтенсивність відмови 1 елемента 0·10-51/ч	Інтенсивність відмови n елементів 0
1	Резистори	R1-R21	21	0,02	0,42
2	Конденсатор КМ-4а-М750-	С1 - С3, С5 - С12	13	0,22	0,22
3	Конденсатор К50-6	С4	1	0,05	0,05
4	Діод КД522	VD1, VD2, VD5 - VD9	7	0,558	3,906
5	Діод КС191А	VD3	1	0,558	0,558
6	Діод КВС111А	VD4	1	0,558	0,558
7	Транзистор КТ315Г	VT3	1	0,037	0,037
8	Транзистор КП303Е	VT2, VT5	2	0,3	0,6
9	Транзистор КТ361Г	VT4	1	0,037	0,037
10	Транзистор КТ326А	VT1, VT6	2	0,3	0,6
	Всього				0 6,986

Розрахунок середнього напрацювання на відмову ведемо, з обліком інтенсивності відмов всіх елементів.

годин на відмову.

Розрахунок безвідмовної роботи приладу проводимо розбиваючи середнє напрацювання на відмову на ділянки і визначаючи можливість безвідмовної роботи у вказаних крапках по формулі

.

Т₁ = 14,3·10³ год.;

Т₂ = 28,6·10³ год.;

Т₃ = 42,9·10³ год.;

Т₄ = 57,2·10³ год.;

Т₅ = 53,7·10³ год.;

Т₆ = 86,8·10³ год.;

Т₇ = 100,1·10³ год.;

Т₈ = 114,4·10³ год.;

Т₉ = 128,7·10³ год.;

Т₁₀ = 143·10³ год.;

№ п/п	Т*10і, годин
1	14,3	0,88
2	28,6	0,77
3	42,9	0,67
4	57,2	0,59
5	71,5	0,51
6	85,8	0,45
7	100,1	0,39
8	114,4	0,35
9	128,7	0,30
10	143	0,26

За даними таблиці будуємо графік залежності безвідмовної роботи приладу від часу

Враховуючи, що пристрій працює протягом всього дня, а на рік доводиться в середньому 250 робочих днів, то даний прилад буде

Безвідмовно працювати на протязі: років. Визначений термін роботи перевищує тривалість окупності приладу, тому необхідності в заміні елементної бази немає.

Висновок

друкований плата редактор доріжка

Курсовий проект з дисципліни «Основи автоматизованого проектування електротехнічних пристроїв і електромеханічних систем » поглибив та закріпив знання отримані під час вивчення теоретичного курсу.

У процесі проектування я набув навички проведення самостійних конструкторських розрахунків при виконанні розводки печатних плат, навчився користіватися нормативною та довідниковою літературою для конструкторської документації, типовими матеріалами і каталогами норм ГОСТу, виконувати електротехнічні та електричні системи електропривода промислового обладнання та складових систем керування.

Виконав електротехнічну схему, створив свою бібліотеку елементів для електричної та для електротехнічної схеми; розрахував конструктивні параметри та надійність печатної плати, виконав графічну частину, виконав техічну документацію відповідно до ГОСТу для електротехнічної електричної схеми.

Размещено на Allbest.ru

...