87479

Разработка конструкции печатной платы

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

По последней цифре шифра студента определяется номер приложения, в котором приведена принципиальная схема ТЭЗа; По предпоследней цифре шифра студента определяется класс точности изготовления ПП; Вид конструктивного исполнения компонентов, устанавливаемых на ПП, определяется суммой двух последних цифр шифра студента...

Русский

2015-04-21

1.23 MB

17 чел.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

(МИИТ)

Воронежский филиал

Курсовая работа

по дисциплине:

“Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ”

Рецензент:

Кожевников А.А.

                        Выполнил:

                        студент 4 курса

                        Загоруйко А.В.

                        1050-ЭВМ-2719

Воронеж 2013


Содержание:

1.Задание на курсовое проектирование.

2. Расчет ориентировочной площади печатной платы и выбор ее размеров.

3.Выбор типа материала печатной платы.

4.Расчет элементов проводящего рисунка печатной платы.

5.Чертеж схемы электрической принципиальной.

6.Перечень элементов.

7.Сборочный чертеж печатной платы с указанием таблицы сверловки.

8.Вид печатной платы.

9. Список используемой литературы.

1.  Задание на курсовую работу:

Разработать конструкцию печатной платы (ПП) типового элемента замены (ТЭЗ) ЭВМ с использованием САПР радиоэлектронной аппаратуры. Электрическая схема ТЭЗ и технические требования к нему определяются в соответствии с табл. 1.

Таблица 1-  Варианты задания на курсовую работу

Цифра шифра

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Номер приложения

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Класс точности

2

3

4

4

3

2

4

3

2

3

Примечания.

1. По последней цифре шифра студента определяется номер приложения, в котором приведена принципиальная схема ТЭЗа;

2. По предпоследней цифре шифра студента определяется класс точности изготовления ПП;

3. Вид конструктивного исполнения компонентов, устанавливаемых на ПП, определяется суммой двух последних цифр шифра студента: если сумма четная, то компоненты выполнены в DIP корпусах, если же нечетная, то в планарных корпусах.

Номер приложения : 9

Класс точности : 2

2.  Расчет ориентировочной площади печатной платы и выбор ее размеров.

Расчет ориентировочной площади ПП () выполняется по формуле:

,  

где  – площадь i-го компонента, которая определяется его габаритными размерами, указанными в соответствующей справочной литературе;

ni – количество однотипных ЭРЭ;

– площадь зазора вокруг i-го компонента. На практике этот зазор составляет 2…3 мм;

N – общее количество однотипных ЭРЭ.

Таблица 2- Расчет площади, занимаемой компонентами на ПП.

Наименование

компонентов

Количество

в схеме, шт.

Площадь компонента с учетом зазора, мм2

Общая площадь, занимаемая однотипными компонентами, мм2

Микросхема AT90S4433

1

240,8

481,6

Микросхема  L78L05ACZ

2

20,5

41

Транзистор  ZXM64P035L3

2

250

500

Транзистор  ZXM61N02F

1

9.8

9.8

Резонатор РК374

2

60,42

120,84

Батарейка ВН-3

2

544

1088

Микросхема SN74LS244N

1

380

380

Микросхема  DS1307

1

123,02

123,02

Микросхема  DS1222

1

285,2

285,2

Разъем DS1037-25MNAKT214

1

589

589

Кнопка DS10400

1

42,64

42,64

Резистор  SF1/2WS

6

36

216

Конденсатор Т110А105010AS

1

42.24

42.24

Конденсатор Т110А104010AS

1

42.24

42.24

Продолжение таблицы 2.

Конденсатор Т110А106010AS

3

84.48

253.44

Конденсатор RPE5CH270J2M1Z03A

3

17

51

Итого

4466,02

В соответствии с ГОСТ 10317-79 печатная плата будет иметь размеры: ширина – 60 мм; длина –75 мм.

3. Выбор типа материала печатной платы.

Для изготовления печатных плат химическим и комбинированным методами необходимо иметь листовой материал в виде изоляционного основания с приклеенной к нему металлической фольгой. В зависимости от назначения печатной платы в качестве изоляционного основания используют в основном гетинакс и стеклотекстолит различной толщины. Фольгу делают из меди, так как она обладает хорошими проводящими свойствами.

Гетинакс - слоистый материал, изготовляемый методом горячего прессования из специальной бумаги, пропитанной фенольдегидной или крезолальдегидной смолой. Обладает высокими электроизоляционными свойствами. Хорошо поддаётся механической обработке.

 Стеклотекстолит – диэлектрик, представляет собой спрессованные листы стеклоткани, пропитанные эпоксидной смолой. Основой печатной платы является подложка из стеклотекстолита. На поверхности стеклотекстолита находятся токопроводящий слой медной фольги. Типовая толщина проводника: 0,035мм и 0,018мм. Сегодня платы бывают односторонние (однослойные), двухслойные и многослойные*. Типовая толщина самой платы: 1.6мм (0.8 мм, 1.2мм, 2.0мм.).

Исходя из требования повышенной механической прочности в качестве материала основы печатной платы выберем стеклотекстолит.

Материал СФ-2-50Г-0.5мм

4. Расчет элементов проводящего рисунка печатной платы.

Печатная плата предназначена для электрического соединения элементов схемы. По конструктивному исполнению различают односторонние, двусторонние, многослойные и гибкие печатные платы. По точности выполнения элементов конструкции в соответствии с ГОСТ 23751-86 печатные платы делятся на пять классов точности.

Основными данными для расчета элементов печатного монтажа являются: класс точности, установочные характеристики компонентов и допуски на отклонения размеров координат элементов печатного монтажа от номинальных значений. Допуски на отклонения определяются уровнем технологии, применяемым оборудованием и т.д..

Минимальный диаметр контактной площадки рассчитывается по формуле:

,(1)

где : d – диаметр отверстия;

       dво -  верхнее предельное отклонение диаметра отверстия (устанавливается в соответствии с табл.4);

dmp -  глубина подтравливания диэлектрика для многослойных печатных плат ( принимается равной 0,03 мм);

b  -   гарантийный поясок (табл.3);

tво -  верхнее предельное отклонение ширины проводника от номинального значения (табл.5);

tно - нижнее предельное отклонение ширины проводника от номинального значения (табл.5);

-  диаметральное значение позиционного допуска расположения центров отверстий относительно номинального положения узла координатной сетки (табл.6);

- диаметральное значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно его номинального положения

  Таблица 3 - Номинальные значения основных параметров элементов

   конструкции печатной платы для узкого места.

Параметры элементов печатного монтажа

Размеры элементов проводящего рисунка для классов точности, мм

 

1

2

Ширина проводника, t

0,75

0,45

Расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка, S

0,75

0,45

Гарантийный поясок, bН

0,30

0,20

Гарантийный поясок, bВ

0,15

0,10

 

 

 Таблица 4 - Предельные отклонения размеров диаметров монтажных и

  переходных отверстий.

Размер

Наличие

Класс точности

отверстия, мм

металлизации

1

2

Нет

 0,10

0,10

1,0

Есть

+ 0,10

- 0,15

+ 0,10

- 0,15

Нет

0,15

0,15

> 1,0

Есть

+0,15

- 0,20

+ 0,15

- 0,20

 

Таблица 5 - Предельное отклонение ширины проводника от номинального значения.

Наличие покрытия

Класс точности

1

2

без покрытия

0,15

0,10

с покрытием

0,25

0,15

Таблица 6 - Диаметральное значение позиционного допуска расположения  центров отверстий относительно номинального положения.

Размер большой

Класс точности

стороны платы, мм

1

2

L 180

0,20

0,15

180 < L 360

0,25

0,20

L > 360

0,30

0,25

Таблица 7 - Диаметральное значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно номинального.

Вид платы

Размер большей

Класс точности

стороны, мм

1

2

одно-

L 180

0,35

0,25

и двусторонние

180 < L  360

0,40

0,30

L > 360

0,45

0,35

L 180

0,40

0,35

многослойные

180 < L  360

0,50

0,45

L > 360

0,55

0,50

Расчет минимального расстояния для прокладки n-ого количества проводников между  двумя отверстиями с контактными площадками диаметрами Dk1 и Dk2  производится по формуле:

,(2)

где: n - количество проводников;

-  диаметральное значение позиционного допуска расположения проводника относительно номинального положения (табл.8).

 

Таблица 8 - Диаметральное значение позиционного допуска расположения проводника относительно номинального положения, мм

Вид плат

Класс точности

1

2

Одно- и двусторонние

0,15

0,10

Многослойные

0,20

0,12

dmp=0,03 ;  bН=0,05;  bВ=0,03; tво=0,05;  tНо=0,05; =0,05

=0,25

Расчет для AT90S4433 :

d =0,6

dво=0,05 ;

Минимальный диаметр контактной площадки на наружном слое в соответствии с выражением (1)

мм,

а минимальный диаметр контактной площадки на внутреннем слое

мм,

Минимальное расстояние между центрами двух отверстий, необходимое для прохождения двух проводников на наружном слое в соответствии с выражением (2)

мм,

а минимальное расстояние на внутреннем слое

мм.

Выбираем D=1,2.

Для  SN74LS244N , DS1307, DS1222,  L7805ACZ, SF1/2WS, Т110А1, конденсаторов танталовых : диаметр совпадает с AT90S4433

d =0,6.

мм

мм.  Выбираем D=1,2.

РК374, конденсатор обычный :  

d =0,5

dво=0,1;

мм ;   мм. Выбираем D=1,1.

Для DS10400, DS1037 :

d=1

dво=0,1 ;

мм ;   мм. Выбираем D=1,7.

Для ZXM64P035L3, ВН-3 :

d=1,1

dво=0,15 ;

мм ;   мм. Выбираем D=1,8.

Расчет min расстояния :

d=0,5

мм ;   мм.

Из таблиц:

t=0,15 ;  S=0,15 ;  = 0,05

2х проводников

3х проводников

4х проводников

5ти проводников

6ти проводников

,мм

1,87

2,17

2,47

2,77

3,07

,мм

1,83

2,13

2,43

2,73

3,03

d=0,6

мм ;   мм.

2х проводников

3х проводников

4х проводников

5ти проводников

6ти проводников

,мм

1,92

2,22

2,52

2,82

3,12

,мм

1,88

2,18

2,48

2,78

3,08

d=1

мм ;   мм.

2х проводников

3х проводников

4х проводников

5ти проводников

6ти проводников

,мм

2,47

2,77

3,07

3,37

3,67

,мм

2,43

2,73

3,03

3,33

3,63

d=1,1

мм ;   мм.

2х проводников

3х проводников

4х проводников

5ти проводников

6ти проводников

,мм

2,52

2,82

3,12

3,42

3,72

,мм

2,48

2,78

3,08

3,38

3,68


5.  Схема электрическая принципиальная.


Поз.обоз-начение

Наименование

Кол.

Примечание

Микросхемы

U1

L7805ACZ

1

U2

AT90S4433-8PC

1

U3

L7805ACZ

1

U4

DS1222

1

U5

SN74LS244N

1

U6

DS1307

1

Конденсаторы

C1

T110A105K010AS

1

(T110-A-1 мкФ-±10%-10В-A)

C2

T110B106K010AS

1

(T110-B-10 мкФ-±10%-10В-A)

C3

T110A104K020AS

1

(T110-A-0.1 мкФ-±10%-20В-A)

C4

T110B106K010AS

1

(T110-B-10 мкФ-±10%-10В-A)

C5, C6

RPE5C1H270J2PIZ03B

2

(RPEC5C-50В-27пФ-±5%-2P-IZ0-3B)

C7

T110B106K010AS

1

(T110-B-10 мкФ-±10%-10В -A)

C8

RPE5C1H270J2PIZ03B

1

(RPEC5C-50В-27пФ-±5%-2P-IZ0-3B)


Поз.обоз-начение

Наименование

Кол.

Примечание

Резистор

R1-R11

CF-1/2WS-1кОМ±2%

11

Разъем

J1

DS1037-25MNAKT44

1

 


 7.Сборочный чертеж печатной платы

8.Слои

 Чертеж отверстий на печатной плате

9.Список учебно-методической литературы

  1.  Сабунин А. Altium Designer. Новые решения в проектировании электронных устройств. – М.: Солон-пресс, 2009. – 432 с.

  1.  Суходольский В.Ю. Altium Designer. Проектирование функциональных узлов РЭС на печатных платах. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 480 с.

  1.  Потапов Ю.В.  Protel DXP. М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 276 с.

  1.  Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат. М.: Форум, 2005. - 559 с.

  1.  Потапов Ю.В. Система проектирования печатных плат Protel. М.: Горячая линия - Телеком, 2003 г., 704 с.

  1.  Савельев А.Я., Овчинников В.А.  Конструирование ЭВМ и систем: Учебник для вузов по специальности ”Вычислительные машины, комплексы, системы и сети” -2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1989г. -3


                                                                                                                                                                                           


PAGE  


                                                                                                                                                                                            16


20


                                                                                                                                                                                          


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18111. Ресурсы. Приложение Windows 146.5 KB
  Ресурсы Приложение Windows может хранить в виде ресурсов текстовые строки пиктограммы курсоры различной формы произвольные матричные графические изображения меню диалоговые панели произвольные массивы данных и т. д. Физически ресурсы находятся внутри exeфайла при...
18112. Кнопки. Приложение Windows 53 KB
  Кнопки Для создания кнопки приложение должно создать дочернее окно на базе предопределенного класса button. После этого родительское окно будет получать от кнопки сообщение с кодом WM_COMMAND. Этим сообщением кнопка информирует родительское окно о том что с ней чтото сде
18113. Классификация типов меню 77.5 KB
  Меню Классификация типов меню При создании окна в приложении Windows можно указать что окно должно иметь меню. Обычно меню создается в главном окне приложения. Такое меню называется меню приложения. Меню содержит отдельные элементы или строки File Edit View и т. д. рас
18114. Рисование геометрических фигур 146.5 KB
  Рисование точки Функция рисования точки SetPixel устанавливает цвет точки с заданными координатами: COLORREF WINAPI SetPixel HDC hdc // контекст отображения int nXPos // xкоордината точки int nYPos // yкоордината точки COLORREF clrref; // цвет точки Параметр hdc
18115. Об’єктно-реляційні перетворення (O/RM – Object-relational mapping) 83 KB
  Об’єктнореляційні перетворення O/RM – Objectrelational mapping //Реляційні бази даних; проблеми зв’язку реляційних БД з ООПпрограмами} Об’єктноорієнтовані бази даних і СУБД ODBMS Object database management system Поряд з реляційними базами даних РБД в яких інформація зберігається у вигл...
18116. Поняття бізнес-логіки. Java EE 70.5 KB
  Тема 1: Поняття бізнеслогіки. Java EE Поняття бізнеслогіки Загальна задача роботи програми роботи з базою даних – читати з бази даних інформацію і показувати її користувачеві часто в обробленому вигляді і записувати в базу інформацію введену користувачем часто в обро
18117. Технологія Java Servlet 52.5 KB
  Тема 2: Технологія Java Servlet Сервлет Javaоб’єкт що працює всередині спеціальної програми сервлетконтейнера і застосовується для динамічного генерування даних. Кожен сервлет описується в окремому класі який реалізує інтерфейс Servlet. В більшості сервлети використовуються...
18118. JSP (Java Server Pages ) 97 KB
  Тема 3: JSP Java Server Pages Технологія Java Server Pages JSP є складовою частиною єдиної технології створення програм на основі технології J2EE з використанням webінтерфейсу. JSP це альтернативна технології Java Servlet методика розробки програм що динамічно генерують відповідь на ті або інш...
18119. Вступ до технології Enterprise JavaBeans 50 KB
  Тема 4: Вступ до технології Enterprise JavaBeans Java Platform Enterprise Edition чи Java EE раніше відома як Java 2 Platform Enterprise Edition чи J2EE до версії 1.5 – це програмна платформа частина Javaплатформи для розробки і запуску розподілених Javaпрограм з багаторівневою архітектурою що базуються на ком