Проектирование электронно-вычислительной техники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

электронный вычислительный плата микросхема

Электронная вычислительная техника является одним из наиболее важных средств автоматизации производства. Расширение ее связано с микроминиатюризации. Использование БИС и СБИС и микропроцессоров не только решают проблему уменьшения габаритных размеров, массы, затрат на разработку, изготовлению и эксплуатацию, но и приводит к повышению качественных показателей в целом.

Каждое предприятие характеризуется производственным процессом, подразумевающий в себе совокупность действий, в результате которых материалы и полуфабрикаты превращаются в готовые изделия.

В производственный процесс входит:

- подготовка производства;

- получение исходных материалов и комплектующих;

- входной контроль;

- изготовление деталей;

- сборка и настройка;

- изготовление технической оснастки;

- транспортировка и хранение готовых изделий;

- сбыт готовой продукции.

Технический процесс - часть производственного процесса, содержащая действия по следующему определения состояния предмета производства. основной частью технического процесса является операция.

Операция - закопченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Основным признаком операции является постоянство рабочего места. Операции могут быть различной сложности. Сложность операции определяется типом производства. На каждую операцию определяется норма времени, квалификация исполнителя, потребность в рабочей силе и потребность в различном оборудовании.

Операции в свою очередь делятся на переходы. Переход - законченная часть операции, характеризующаяся постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.

Вся разработка техпроцессов начинается на стадии эскизного и технического проектирования конструкторской документации. После выпуска технической документации и опытного образца производится корректировка по правилам ЕСКД. В свою очередь технологическая документация бывает графическая и текстовая. К текстовой относятся различные виды технологических карт, инструкций и различные ведомости.

Технологическая документация в совокупности в совокупности определяет следующее:

- маршрут прохождения по цехам;

- описание технологического процесса изделия и ремонта;

- комплектация деталей, сборочных единиц, материалов, оснастки и самой технологической документации;

Основными видами технической документации являются:

- маршрутная карта;

- карта технологического процесса.

Что касается остальных документов, то они являются дополнительными и прилагаются к этим документам.

1. Общая часть

1.1 Назначение, принцип работы и область применения блока

Современная промышленность выпускает ряд звуковоспроизводящих аппаратов, укомплектованных звукопроигрывающими устройствами (ЭПУ) G-602 производства фирмы Unitra польского происхождения. По своим основным электрическим параметром ЭПУ G-602 соответствующий аппаратуре Hi-Fi, однако, поскольку разработано оно было более десяти лет назад, его эксплуатационные возможности не отвечают требованиям, предъявленным к современным ЭПУ. В тоже время принципиальная схема построена таким образом, что легко допускает модернизацию, повышающую удобство пользования им.

С помощью замены кнопочных переключателей режима работы на электронные коммутаторы с сенсорным управлением значительно повышается удобство пользования и надежность ЭПУ G-602. сенсорное устройство выполнено на доступной элементной базе, имеет небольшие габариты, потребляет незначительный ток и не нуждается в собственном источнике питания.

Принципиальная схема сенсорного устройства в приложении. Устройство на ней представлено в виде трех независимых узлов:

- узла выбора скорости вращение диска, в состав которого входят сенсорные ячейки Е1, Е2 и триггер на элементах DD2.14

- узла включения автостопа, в котором работают сенсорная ячейка Е3, формирователь фронта импульса на нижнем по схеме элементе микросхемы DD1 и счетный триггер на элементе DD2.2;

- узлы управления, образованного сенсорными ячейками Е4, Е5 и транзисторными ключами VТ1, VТ2. состояние каждого из трех узлов индицируется включением соответствующих светодиодов.

Общим элементом всех узлов устройства являются идентичные сенсорные ячейки Е1, Е2, Е3, Е4, Е5, построенные на базе микросхемы К176ПУЗ (DD1), представляющих собой шесть преобразователей уровня. При касании пальцем сенсорных площадок на выходах пути верхних по схеме элементов микросхемы. DD1 формируется последовательность прямоугольных импульсов с амплитудой, близкой к напряжению питания, имеющегося на контакты 5 платы управления ЭПУ G-602. резисторы R1, R2, R3, R4, R5 ограничивают чувствительность ячеек и исключают возможность пробоя микросхемы статическим электричеством.

Работает устройство следующим образом.

Импульсы, поступающие с ячеек Е1 или Е2 на ж или R входы триггера DD2.1 узла выбора скорости вращения, переключают его в состояние, соответствующее вращению диска ЭПУ с частатой 33 или 45 оборотов в минуту. С выходов триггера управляющий сигнал передается на светодиодные индикаторы через транзисторы VT5 и VT6 и контакты печатного разъема № 7 и 18 соответственно, и далее через диоды VD3, VD4 на контакты управления 10,11.

При касании сенсорного поля Е3, последовательность импульсов с помощью цепочки VD2, С2 преобразуются в постоянное напряжение, соответствующее уровню логической единицы, которое через формирователь крутизны фронта на нижнем по схеме элементе микросхемы DD1 поступает на счетный триггер DD2.2. уравнивающее напряжение с выхода триггера попадает на контакт 15 платы управления ЭПУ и на индикатор включения автостопа через VT7 и контакт 15 платы управления ЭПУ G-602.

Для повышения удобства пользования ЭПУ, в сенсорном устройстве предусмотрена предварительная установка узла выбора частоты вращения в положение 33 оборота. В минуту, а узлы включения автостопа в положение «вкл. автостоп», что достигается подачей установочных импульсов на триггеры на элементах DD2.1 DD2.2 при включении напряжения питания.

Сенсорные ячейки Е4,Е5 управляют состоянием R, S триггера платы управления ЭПУ G-602, запускающего и останавливающего двигатель привода диска. Поскольку для переключения этого триггера требуется сигнал логического нуля, после ячеек Е4, Е5 включены дополнительные инвертирующие ключи на транзисторах VT1, VT2. при касании сенсорных площадок эти ключи обеспечивают появление в том или ином входе триггера, т.е. на контактах 12 и 13. последовательность импульсов отрицательной полярности и отключаются в режиме ожидания команды. Одновременно напряжение на контактах 12 и 13 платы управления ЭПУ G-602 используется для индикации режимов работы старт, стоп соответственно.

1.2 Выбор и обоснование типов элементов

В соответствии с заданием была определена группа аппаратуры, к которой относится разрабатываемое изделие. К первой группе аппаратуры относятся стационарная система электронно-вычислительной техники, работающая в отапливаемых наземных и подземных помещениях. Первая группа отвечает следующим климатическим и механическим факторам, приведенных в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1.

Воздействующие факторы	Параметры	Значения
Климатические: - Влажность - пониженная - температура - повышенная - температура - давление	повышенная предельная Рабочая предельная рабочая пониженная	80% - 400С 50С 550С 400С 10000 Па
Механические: - вибрация	частота ускорение	20 Гц 2 g



В используемой как основа в схеме заданы типы активных и пассивных элементов. Для проверки их пригодности к эксплуатации в данных условиях и с заданными значениями дестабилизирующих факторов проводится сравнение паспортных данных этих элементов с данными, указанными в таблице 1.

В результате сравнения выяснилось, что паспортные значения данных элементов перекрывают значение воздействия дестабилизирующих факторов. поэтому типы используемых элементов не подвергаются изменению.

1.3 Общие требования к конструкции блока

Рассмотрим основные требования к конструкции.

Увеличение объема происходит из-за наличия в электронно-вычислительной технике металлических несущих конструкций, обеспечивающих прочность и защиту от внешних воздействий, удовлетворяя требования нормального теплового режима, использование крупногабаритных компонентов, в том числе индикаторов, соединителей, трансформаторов, реле и т.п. Существующие нормы и требования на компоновку аппаратуры, принципа монтажа, возможности технологии практически сводят на нет достижения в области микроминиатюризации элементной базы. Современная электронно-вычислительная аппаратура характеризуется значительным увеличением функциональной сложности, что ведет к схемному усложнения и, как следствие, еще большему увеличению габаритов.

Уменьшение габаритов ЭВА возможно лишь при комплексном подходе к проблеме микроминиатюризации, использование безкорпусных микросхем и микросборок, разработка и использование мощных микросхем от единиц до десятков ватт для схем управления внешними устройствами и источников вторичного электропитания, широкое применение печатного монтажа, малогабаритные соединителей, толкового проката для снижения металлоемкости несущих конструкций.

Увеличения быстродействия, выбор оптимальных способов соединения, способов согласования цепей связи, элементов согласования - важнейший фактор повышения быстродействия аппаратуры.

Увеличение надежности. Проблема надежности для конструктора складывается из решения задач обеспечение нормального теплового режима, защита аппаратуры от внешних климатических и механических воздействий, воздействий электрических, магнитных и электромагнитных полей.

Надежность конструкции зависит от соотношения прочности и устойчивости, закладываемых в конструкцию при разработке, к разгрузке, которую приходится выдерживать без разрушения внешнее температурные, механические, влажностные и прочие воздействия, под устойчивостью - способность работы при тех же воздействиях.

Улучшение ремонтопригодности. Обнаружение неисправностей возможно как программно, так и аппаратными методами диагностики. В зависимости от сложности и назначения вычислительной аппаратуры замена неисправных конструкторских элементов возможно на уровне микросхем, ячеек, блоков. Легкость и быстрота замены обеспечивается применением в конструкциях электрических соединителей, невыпадающих винтов, защелок, фиксаторов и т.д.

В настоящее время широкое распространение вместо термина ячейку получило выражение типовой элемент замены. Укрупнение ТЭЗ увеличивает надежность аппаратуры за счет снижения общего числа надежных холодных контактов, улучшают ремонтопригодность, но удорожает ЭВА.

Уменьшение стоимости. Разработка оптимальных по критерию стоимости конструкций, удовлетворяющим всем требованиям технического задания, выбор оптимальных технологических процессов позволит получать минимальную себестоимость ЭВА.

Технологичность конструкции. Технологичной следует считать конструкция, удовлетворяющую с заданной надежностью техническим и эксплуатационным требованиям при выбранном типе и масштабе производства, изготавливаемую с применением прогрессивных экономически обоснованных технологических процессов, обеспечивающую наименьшие затраты на поиск неисправности и ремонт при обслуживании.

Проектирую аппаратуру, конструктор должен в максимальной степени обеспечить технологичность деталей, сборочных единиц и ЭВА в целом.

Обеспечение технологичности конструкции выполняется на всех стадиях разработки ЭВА. Для каждого типа и масштаба производства существуют свои требования и пути обеспечения технологичности конструкции.



2. Конструкторская часть

2.1 Выбор способы компоновки печатной платы

Компоновка ЭВА - это размещение на плоскости элементов, имеющих электрические соединения в соответствии с принципиальной схемой, и обеспечение допустимого минимума паразитных взаимодействий, которые не нарушают значения расчетных выходных параметров ЭВА. Существуют следующие методы компоновки:

Аналитический способ. При малом разнообразии форм элементов можно использовать единичные геометрический компоновочный параметр в виде квадрата или куба, сводя площади (объемы) элементов к исходному нормированному значению и вычисления общую площадь в нормированных значениях по специальным формулам. Для СВТ устройств обработки данных часто используются соотношения вида: число функций, данное на объем, число элементов, площадь и или подобные. Аналитическим способом пользуются при ограниченном количестве типоразмеров элементов ЭВА.

Графическая и графоаналитическая компоновка. Графическая компоновка основана на упрощении графики и ускорение процесса вычеркивания элементов. Используется при выполнении компоновочных эскизов и монтажных чертежей. По современным стандартам ЕСКД допускается весьма значительное упрощение начертаний элементов ЭВА. Для ускорения работ используют детали, такие как сухие переводные изображения на прозрачной пленке, трафареты, специальные штампы и т.п.

В основе графоаналитической компоновки лежит формула (2.1)

A_У = N(A₂ - A₁) + nA₁ , (2.1)

где A_У - суммарное значение компоновочного параметра;

N - число «больших» элементов

A₁A₂ - максимальное и минимальное значения компоновки параметра;

n - число «малых» элементов

Графический метод целесообразно использовать для быстрой приближенной оценки компоновочных параметров и при достаточной однородности компоновочных размеров и анализируемых импульсов.

Для решения задачи компоновки, поставленной, в соответствии с заданием выбирается способ машинной компоновки. Машинная компоновка предназначена для замены ручного труда конструктора работой ЭВМ, в которой используются принципы перебора возможных элементов и возможных мест трассировки соединений с помощью ЭВМ.

Эффективность методов машинной компоновки тем выше, чем выше жесткость иерархических конструкторских уровней ЭВА, т.е. стоек, рам, панелей и т.п. Если ограничена их номенклатура больше, тем больше степень унификации схемных и технологических решений. Наиболее целесообразно использование комплексного подхода и решения не частных задач машинной компоновки, а машинного проектирования ЭВА в целом. В противном случае эффективность применения машинной компоновки применения машинной компоновки позволяет повысить производительность конструкторского труда всего на восемь-десять процентов.

Машинные методы целесообразно использовать на стадии технологического процесса при разработке конструкторской документации для комплексных (совместно с технологическими системами) систем автоматизации проектирования электронно-вычислительной аппаратуры.

2.2 Выбор и обоснование конструкции печатной платы

Печатная плата - является основным конструктивным элементом ЭВА. Особо сложная аппаратура содержит в своем составе до нескольких сотен различных печатных плат. Все чаще печатная плата используется в виде панели, служащей для коммутации ТЭЗ в блоках.

Применение печатного монтажа позволяет получить следующие преимущества:

- уменьшить габариты, массу, увеличить плотность монтажа;

- повысить надежность за счет уменьшения общего числа паяных соединений;

- отсутствие монтажных ошибок и высокую идентичность электрических и конструктивных параметров;

- возможность автоматизации производства, включая травление, сверление, сборку, пайку и контроль;

- высокую производительность и низкую себестоимость в условиях серийного производства.

В качестве недостатка следует отметить трудность, а иногда невозможность ремонта, высокую себестоимость в условиях индивидуального производства за счет высокой стоимости оснастки и инструмента, а также зависимость надежности механических соединений от техники их выполнения.

При обработки конструкции плат часто возникает необходимость во внесении изменений, что приводит к изменению всего цикла проектирования. монтаж платы осуществляется в два этапа. На первом устанавливается, фиксируются и подпаиваются высокотемпературным припоем объемные проводники сигнальных связей с монтажной стороны платы. На втором этапе на противоположной стороне платы устанавливаются и подпаиваются припоем микросхемы и радиоэлементы.

Разводка печатного монтажа выполняется следующим образом. На чертеже платы с установочными местами для компонентов разводятся трассы согласно таблице соединений или принципиальной схеме функционального узла, пока не возникнут затруднения в прокладывании какой-либо трассы без ее пересечения с уже проложенными. Эту трассу выполняют на втором чертеже той же платы и вновь переходят к первому чертежу. Итак, все трассы, которые не могут быть выполнены без пересечения на первом чертеже, разводится на втором.

Если трассу нельзя выполнить на первом и втором чертежах, ее разводят на третьем. Последовательно увеличивая число чертежей платы, можно реализовать любой рисунок соединений. По выполнении разводки, количество слоев платы, а следовательно, и тип платы определяется числом чертежей, заполняемых печатным монтажом. Однако при этом нужно помнить, что разработка плат с минимальным числом слоев сокращает стоимость, время проектирования и основания производства.

При конструировании печатных плат решаются следующие задачи:

- выбор проводников и изоляционных материалов, формы и размеров печатных плат, способов установки компонентов;

- определение ширины, длины и толщины печатных проводников, расстояний между ними, диаметров монтажных и переходных отверстий, контактных площадок;

- трассировка печатного монтажа;

- оформление конструкторской документации.



3. Расчетная часть

3.1 Расчет параметров печатной платы

Применение плат с печатным монтажом повышает надежность аппаратуры, обеспечивает повторяемость ее электрических параметров от образца к образцу.

Плотность тока в печатном проводнике должна быть не более 20 А/мм² для одной двусторонней печатной платы и наружных слоев многосторонних печатных плат и не более 15 А/мм² для внутренних слоев многосторонних печатных плат. Печатные платы должны иметь прямоугольную форму.

Выбирается толщина платы 2,0 +- 0,2 мм, т.к. она наиболее подходит к требованиям прочности.

Диаметр вывода не более 1 мм. Металлизированное отверстие имеет диаметр 1,0 мм. Рекомендуемое соотношение диаметра металлизированного отверстия к номинальной толщине платы один к двум. Металлизированные отверстия должны иметь контактные площадки. Рекомендуемая форма контактных площадок - или прямоугольная с плавным переходом к проводнику. Минимальный диаметр круглой площадки определяется по формуле (3.1)

d_к=d+c+2b , (3.1)

где dк - диаметр контактной площадки;

d - диметр отверстия;

с - коэффициент, учитывающий изменения диаметра отверстия;

b - ширина контактной площадки в узком месте.

Контактные площадки допускаются занижать с одной или двух сторон:

- при наличии зенковки отверстий - до зенковки;

- при отсутствии зенковки - до величины ширины контактной площадки в узком месте.

Проводники шире 5 мм должны иметь вырезы. Расстояния между центрами отверстий необходимо выдерживать на платах по классу А с допуском +- 0,2 мм. Расстояния между краями отверстий (без зенковки) должны быть не менее толщины платы, но не меньше 1,0 мм для плат, толщиной менее 1,0 мм. диаметры отверстий рассчитываются по формуле (3.2)

d_отв =d_вх + 0,4 + Дb , (3.2)

где d_отв - диаметр отверстий;

d_вх - диаметр вывода элемента;

Дb - допуск на изготовление отверстий.

Допуск на изготовление отверстия равен +- 0,05 мм.

d_отв = 1 + 0,4 + 0,05 = 1,45 (мм)

Диаметр вывода элемента в схеме универсальной цифровой шкалы равен 1,0 ; 1,1 мм.

Диаметр отверстия - 1,5 мм, диаметр контактной площадки - 3,0 мм, расстояние между центрами отверстий - 3,75 мм, толщина платы - 2,0.

Выбираем второй класс точности, который равен 0,45 мм и определяет ширину проводников и расстояние между ними в узких местах. Этот класс дешевый и наиболее подходит к параметрам данной печатной платы.

Плотность проводящего рисунка гибкого печатного кабеля определяется шагом расположения печатных проводников и равняется 2,5 мм.

Сопротивление изоляции зависит от материала диэлектрического основания, климатических условий и рисунка характера электрических цепей.

Шероховатость поверхностей монтажных неметаллизированых отверстий и торцов печатной платы должна быть не более восьмидесяти, металлизированных поверхностей не более сорока в соответствии с ГОСТ 2789-73. металлизируемые отверстия следует выполнять без зенкеровки.

3.2 Расчет надежности сенсорного устройства G-602

Под надежностью устройства понимают свойство устройств выполнять заданные функции сохраняя эксплуатационные показатели в допустимых пределах в течении требуемых промежутков времени и возможность возобновления функционирования утраченных по тем или иным причинам.

Целью расчета надежности является определение соответствия устройства предъявляемым к ним требованиям по надежности и оценка надежности устройства. Т.к. сенсорное устройство относится к первому классу аппаратуры, то необходимо учитывать влияние вибрации и климатические воздействия.

Расчет надежности сенсорного устройства управления G-602 осуществляется исходя из следующих теоретических предпосылок:

- все элементы устройства разбиваем на группы с одинаковыми интенсивностями отказов (л_i) внутри группы подсчитывали число элементов в каждой иной группе (n_i);

- по таблице находим значение интенсивности отказов элементов каждой группы (л_i);

- вычисляется произведение (л_in_i), характеризующие число отказов, вносимых элементами данной группы в общую интенсивность отказов;

- рассчитываем общую интенсивность отказов по формуле (3.3)

Л= ,(3.3)



Где Л - интенсивность отказов общая;

К - поправочный коэффициент, учитывающий относительное изменение средней интенсивности отказов элементов в аппаратуре в зависимости от ее назначения;

m - общее число групп элементов;

К_р - коэффициент, зависящий от нагрузки и воздействующей температуры;

К_н - коэффициент нагрузки;

К_э - коэффициент, зависящий от типа аппаратуры.

Далее определяем среднюю наработку на отказ пол формуле (3.4)

Т₀=1/Л , (3.4)

где Т₀ - средняя наработка на отказ;

Л - общая интенсивность отказов.

После, необходимо рассчитать вероятность безотказной работы устройства за интересующий нас промежуток времени по формуле 3.5

P(t) = , (3.5)

где P(t) - вероятность безотказной работы; Л - общая интенсивность отказов; t - продолжительность работы устройства; Т₀ - средняя наработка на отказ

Результаты расчетов надежности устройства сведены в таблицу 2

Таблица 2.

Наименование элементов (групп)	Тип	Кол-во элементов	л010-6 Ѕ	Кн	К	Кр	Кэ	Лi
Микросхемы цифровые	К178	2	0,808	0,6	1	1,0	1,00	0,9600
Конденсаторы	К50-6	6	0,750	0,3	1	0,4	0,01	0,0054
Диоды	КД	4	0,170	0,2	1	1,12	0,05	0,0008
Транзисторы	КТ	7	0,300	0,4	1	1,07	0,06	0,0500
Резисторы	МЛТ	17	0,120	1,0	1	0,60	0,001	0,0012
Вилка		1	0,0030	1,0	1	0,001	0,3	-
Пайка		106	0,0020	-	1	1,00	1,00	0,2000
Печатная плата		1	0,200	1,0	1	1,00	1,00	0,2000

Исходя из данных, приведенных в таблице 3.2 расчитывается интенсивность отказов по формуле (3.3)

Л = 91,4*5,29*3,076*4,5)*10^-6 = 103*10^-6

Далее определяется средняя наработка на отказ по формуле (3.4)

Т₀ = 1/103*10-6 = 97087

И затем рассчитывается вероятность безотказной работы по формуле (3.5)

P(t) = 27^-3500/97087 = 2,7^-0,036 = Х = 0,99

3.3 Расчет технологичности сенсорного устройства управления

Технологичность конструкции является одной из важнейших характеристик изделия. Под технологичной понимают такую конструкцию, которая, отвечая всем эксплуатационным требованиям, обеспечивает изготовление изделий в данных условиях с наименьшими затратами времени труда и материалов.

Для обеспечения технологичностей необходимо строго соблюдать технические и эксплуатационные параметры конструкций изделий. Учитывать особенности предприятия изготовителя, а также требования по всем этапам производственного процесса изготовления, начиная с образования заготовки деталей и заканчивая сборкой и испытанием готовой продукции.

На первом этапе работ по обеспечению технологичности, решают вопросы, относящиеся к изделию в целом. Это обеспечение высокого качества и надежности изделия.

На втором этапе решают следующие вопросы:

- сокращение сроков подготовки производства;

- освоение изделия при заданном объеме выпуска;

- использование современной технологичности процессов обработки и сборки.

На третьем этапе рассматриваются вопросы, обеспечивающие надежность изделия.

К конструкционным показателям относят:

1.) Коэффициент использования микросхем, R_{ибп мс}

R_{ибп мс} = Н_имс/(Н_имс + Н_эрэ), (3.6)

где Н_имс - число микросхем в изделии;

Н_эрэ - число радиоэлементов.

R_{ибп мс} =2/(2+34) = 0,06

2.) Коэффициент механизации k_ам = 0;

3.) коэффициент автоматизации и механизации электрорадиоэллементов k_мопэрэ = 1 ;

4.) коэффициент повторяемости электрорадиоэлементов k_{пов эра}

k_{пов эра} = 1 - Н_тэрэ/ Н_эрэ , (3.7)

где Н_эрэ - число типов размеров электрорадиоэлементов

k_{пов эра} = 1-6/34 = 0,82

5.) коэффициент применяемости электрорадиоэлементов, k_пэра = 0,83 ;

6.) коэффициент прогрессивности формообразований деталей, k_ф = 0,5 ;

В таблице 3. указаны коэффициенты весовой значимости базового показателя.



Таблица 3.

Коэффициент, k	kисп мс	kам	kмпэрэ	kпов эра	kф	kпэра
цi	1	1	0,75	0,31	0,11	0,187

7.) технологичность изделия оценивается комплексным показателем, R, по формуле 3.8

, (3.8)

где i - порядковый номер показателя;

n - число базовых показателей;

k_i - расчетный базовый показатель, соответствующий классу блока;

ц_i - коэффициент весового значения базового показателя

8.) уровень технологичности, У, рассчитывается по формуле (3.9)

, (3.9)

где К_пор - нормотивное значение технологического состояния конструкции блоков ЭВТ для условий мелкосерийного производства, равный ноль целых пять десятых

У = 0,4/0,5 = 0,8

Уровень технологичности данной конструкции мал, т.к. он должен быть больше либо равен единицы, но при этом технологичность изделия нереальна.

Итак, данная конструкция не технологична, необходимо поднять уровень технологичности на 0,25 и тогда, условие уровня технологичности будит удовлетворять У1.



4. Технологическая часть

4.1 Технология изготовления печатных плат комбинированным негативным методом

В комбинированных методах проводники получаются за счет травления фольги, а переходные отверстия металлизируются химическим и гальвоническим осаждений меди.

Подготовка поверхности фольги

1. Нанесение защитного рисунка

2. Травление

3. Удаление защитного рисунка

Нанесение лака типа ХСЛ

4. Сверление отверстий, сенсибилизация

и активация

5. Химическое осаждение меди

6. Удаление лака. Прошивка.

Гальваническое осаждение меди

7. Нанесение защитного слоя.

Основные операции негативного комбинированного метода идентичны операциям химического и электрохимического методов.

Особая операция - нанесение защитного рисунка необходимо для предохранения диэлектрика платы от осаждения олова, палладия, меди при химическом осаждении. Лаковую рубашку снимают перед гальваническим.

Преимущество печатного комбинированного метода:

- хорошая адгезия проводников с основанием;

- возможность получения металлизированных отверстий.

Недостатки:

- существенное ухудшение свойств основания в результате воздействия химических растворов при травлении и гальваническом осаждении;

- при сверлении отверстий возможны разрывы проводников и контактных площадок.

4.2 Конструкционные материалы для производства печатных плат и механическая обработка печатных плат

В качестве основы в слоистых пластиках используют стеклотекстолит (стеклоткань). Стеклоткань сплетается из малощелочных стеклянных нитей по типу хомцовой ткани и обладает хорошо развитой поверхностью для нанесения искусственной смолы. При создании диэлектрических материалов используют тонкие слои стеклоткани, содержащие от 15 до 40 нитей/см в направлении основы и утока и характеризующиеся от 3 до 15 слоями/мм.

Механическая обработка печатной платы включает раскрой листового материала на полосы, получения из них заготовок, выполнение фиксирующих, технологических, переходных и монтажных отверстий, получение чистого контура печатной платы. Размеры заготовок определяют требования чертежа и наличием по всему периметру технологического поля не должна превышать 10 мм.

Заготовки печатных плат в единичном и мелкосерийном производстве получают разрезкой на одно и многопожевых рамках или гильотинных ножницах. Применяемые ножи должны быть установлены параллельно друг другу с минимальным зазором от 0,01 до 0,03 мм по всей длине реза.

4.3 Операции подготовки поверхности заготовок

Механическая очистка поверхностей заготовок является эффективным методом получения чистых поверхностей. Для производства печатных плат разработаны торцовочные машины. В торцовочном автомате валки располагаются таким образом, что могут колебаться. Окружная скорость от 12 до 15 м/с, интенсивность колебаний более 200 отклонений в минуту и подача от 2 до3 минут являются параметрами, определяющими качество.

Для удаления пленок масла и жира применить щелочную ванну на основе NaОН, выдержать рабочую температуру от плюс 60 до плюс 100⁰ С. После обработки в щелочи необходимо провести нейтрализацию, т.к. прошивка не обеспечит удаления обрабатывающего раствора, например, из отверстий. нейтрализацию осуществить кратковременной обработкой в 0,5-1 процентном растворе серной кислоты. После нейтрализации необходима интенсивная промывка.

Размещено на Allbest.ru

...