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

19 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

21490. Побудова і технологічне планування приміщень магазинів 55.69 KB
  Торгові приміщення є основними в магазині. До таких приміщень відносяться: торгові зали магазинів; відділ замовлень; зал кафетерію; приміщення або площі додаткового обслуговування покупців (місця відпочинку покупців, приміщення для розкрою тканин і ін.).
21491. Реаниматологическая помощь при термической травме 21 KB
  При комбинированной травме показаниями к проведению ВЧВВ легких через микротрахеостому у таких пострадавших должны быть: 1) поражение дыхательных путей продуктами горения легкой степени + ожог верхних дыхательных путей
21492. СЕПСИС И СЕПТИЧЕСКИЙ ШОК 120 KB
  Кандидат медицинских наук старший преподаватель подполковник медицинской службы Журавлев В.:Медицина1991. 5 2Введение Сепсис остается сложной медицинской проблемой и на се годняшний день продолжает быть одной из ведущих причин ле тальности несмотря на современные открытия в патогенезе этого заболевания и принципах его лечения.
21493. СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И ОСМОТИЧЕСКАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ НЕКО 31.5 KB
  Например Американская коллегия врачей и общество критической медицины США придер живаются терминологии выработанной на совместной конферен ции по определению общих критериев при различных формах те чения сепсиса слайд N1: 1Определения сепсиса и связанных с ним нарушений ┌─────────────────┬───────────────────────────────────────────┐ │Термин │ Определение │ ├─────────────────┼───────────────────────────────────────────┤ │Септициемия...
21494. Организация анестезиологической и реаниматологической помощи на этапе квалифицированной медицинской помощи 175.5 KB
  Учреждения подразделения заготовки крови состав задачи VI. Из оснащения на ПМП имеются: инфузионные растворы полиглюкин физиологический раствор растворы глюкозы 5 одноразовые системы для переливания крови и кровезаменителей кровь универсальной группы ОIRh аппараты ИВЛ ДП9 и ДП10 кислородные ингаляторы КИ4 портативный аналгезер АП1 наборы для трахеотомии дренирования левралной полости а также лекарственные средства промедол морфин дипразин новоеаин трихлорэтилен и др. Сложнее восстановить проходимость...
21495. ВЕДЕНИЕ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫ 54.5 KB
  Это потенциально опасно, т.к. вызывает избыточную вазоконстрикцию и приводит к ишемии. Агрессивная гипервентиляция может стать неэффективной спустя несколько часов и должна использоваться только на короткий срок в абсолютно неотложных ситуациях. В этих ситуациях с целью снижения ВЧД пациента часто используется отсоединение от респиратора и ручная вентиляция
21496. ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ ОБМЕН. НАИБОЛЕЕ ОПАСНЫЕ ФОРМЫ ЕГО НАРУШЕНИЙ 25 KB
  Как правило, все больные с тяжёлой травмой должны быть релаксированны на первые 24 часа, так как неконтролируемые подъёмы внутригрудного давления (в сочетании с подъёмами ЦВД и ВЧД) должны быть предупреждены. После 24 часов миорелаксация часто прекращается. Если на этой стадии пациент остаётся хорошо седатированным, без возбуждения, которое приводит к подъёму ВЧД
21497. СТАНДАРТНЫЕ ПРАВИЛА И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО БЕЗОПАСНОСТИ АНЕСТЕЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКИ 66.5 KB
  Аргументация 1 оксигенация: Анестезиолог несет ответственность за адекватность концентрации кислорода в газовой дыхательной смеси и артериальной крови больного во время всего периода операции. Нейтральная позиция головы Предупреждает нарушение оттока крови по венам шеи. Использование лейкопластыря для фиксации эндотрахеальной трубки Фиксация трубки бинтом может вызвать нарушение оттока крови по венам шеи. Подтвердить адекватность оксигенации пульсоксиметрия газовый анализ крови  Обеспечить нормальную температуру тела  Проверить...
21498. ИСКУССТВЕННАЯ И ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЕГКИХ 77 KB
  В частности содержание газов в крови не определяли в 5863 случаев во время интенсивной терапии мониторинг вентиляции и оксигенации не применяли в 5874 случаев. Если исследовали содержание газов в крови то часто не было интерпретации их и соответствующей коррекции респираторной терапии: при тяжелой гипокапнии РаСО2 снижалось иногда до 16 мм рт. аппарата ИВЛ Vi и выдыхаемого больным Ve л мин; частота дыхания аппарата больного Fi Fe мин1; давление в системе аппаратбольной Ppeк Pmen PEEP; отношение продолжительность...