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

21 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

78368. Система потенциалов национальной экономики 36.08 KB
  Система потенциалов национальной экономики. Виды совокупного экономического потенциала национальной экономики. Национальное богатство часть совокупного экономического потенциала национальной экономики. Совокупный экономический потенциал: понятие и сущность Основным направлением функционирования современной экономики РК ее реформирования является устранение сдерживающих факторов и активизация развития экономики.
78369. Домашние хозяйства, Фирмы и предпринимательство в Казахстане 35.42 KB
  Домашние хозяйства Фирмы и предпринимательство в Казахстане. Домашние хозяйства в экономической системе страны. Домашние хозяйства в экономической системе страны. В системе экономических отношений домашние хозяйства имеют исключительно важное значение поскольку они являются собственниками факторов производства находящихся в частной собственности.
78370. Государство в современном Казахстане и его функции 44.15 KB
  Производство общественных благ. Понятие сущность классификация общественных благ. Специфика потребления общественных благ. Условия эффективного обеспечения общественными благами в национальной экономике.
78371. Кинетика хемостимулированного окисления полупроводников (на примерах кремния и соединений AIIIBV) 29 KB
  Целью данной работы являлось установление механизма хемостимулирующего действия ванадия и его оксида на оксидирование GaAs и InP.
78372. Растровая графика. Растровые представления изображений 163.5 KB
  Количество цветов растрового изображения. Растровые изображения напоминают лист клетчатой бумаги на котором любая клетка закрашена либо черным либо белым цветом образуя в совокупности рисунок. растровая графика описывает изображения с использованием цветных точек пиксели расположенных на сетке. В частности изменение размеров растровой графики может привести к разлохмачиванию краев изображения поскольку пиксели будут перераспределяться на сетке.
78373. Векторная графика. Элементы (объекты) векторной графики. Объекты и их атрибуты 379 KB
  Достоинства и недостатки векторной графики. Элементы объекты векторной графики. Пример векторной графики В отличие от растровой графики в векторной графике изображение строится с помощью математических описаний объектов окружностей и линий. Ключевым моментом векторной графики является то что она использует комбинацию компьютерных команд и математических формул для объекта.
78374. Трехмерная графика. Программные средства обработки трехмерной графики 60 KB
  Вид поверхности определяется расположенной в пространстве сеткой опорных точек. Каждой точке присваивается коэффициент величина которого определяет степень ее влияния на часть поверхности проходящей вблизи точки. От взаимного расположения точек и величины коэффициентов зависит форма и гладкость поверхности в целом.
78375. Лінійні підпростори 492.5 KB
  Познайомити з поняттям лінійної оболонки; познайомити з поняттям лінійного підпростору, навчити знаходити перетинання і суму підпросторів; навчити знаходити базис суми і базис перетинання підпросторів лінійного простору. Лінійні оболонки. Підпростори лінійних просторів. Перетинання і сума підпросторів лінійного простору. Підпростір симетричних і підпростір кососиметричних матриць.
78376. Ознаки ефективної команди. Поняття ефективності програміста в команді 62 KB
  Атмосфера, яку можна відчути або спостерігати, є неформальною, комфортною, релаксуючою (сприяє зняттю напруги). В робочій атмосфері відсутня очевидна напруга, люди залучені і зацікавлені процесом роботи, немає нудьги.