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

15 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

22827. КАТЕГОРІЙНО-ПОНЯТІЙНИЙ АПАРАТ З БЕЗПЕКИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ТАКСОНОМІЯ НЕБЕЗПЕК 92 KB
  Виходячи з сучасних уявлень безпека життєдіяльності є багатогранним обєктом розуміння і сприйняття дійсності, який потребує інтеграції різних стратегій, сфер, аспектів, форм і рівнів пізнання. Складовими цієї галузі є різноманітні науки про безпеку. У всьому світі велика увага приділяється вивченню дисциплін
22828. ВИМІРЮВАННЯ НАПРУЖЕННОСТІ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ВЗДОВЖ ОСІ СОЛЕНОЇДА ІНДУКЦІЙНАМ МЕТОДОМ 141 KB
  ВИМІРЮВАННЯ НАПРУЖЕННОСТІ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ВЗДОВЖ ОСІ СОЛЕНОЇДА ІНДУКЦІЙНАМ МЕТОДОМ Явище електромагнітної індукції полягає у виникненні е. Напруженість магнітного поля в будьякій точці А що лежить на осі ОО’ соленоїда чисельно дорівнює алгебраїчній сумі напруженостей магнітних полів створених у точці А всіма витками спрямована вздовж осі за правилом свердлика 3 Де n’ – число витків за одиницю довжини соленоїда І величина струму; кути що утворює радіусвектор проведений з точки А до крайніх витків соленоїда мал....
22829. ЯВИЩЕ ГІСТЕРЕЗИСУ В ФЕРОМАГНЕТИКУ 115 KB
  ЯВИЩЕ ГІСТЕРЕЗИСУ В ФЕРОМАГНЕТИКУ Особливий клас магнетиків становлять феромагнетики – речовини здатні мати намагнічення у відсутності зовнішнього магнітного поля.21 наведена залежність модуля вектора намагнічення від напруженості зовнішнього поля для феромагнетика з попереднім магнітним полем рівним нулеві основна або нульова крива намагнічення . При деякому значенні H намагнічення досягає насичення оскільки вектор магнітної індукції та вектора намагнічення зв’язані співвідношенням то при досягненні вектор стає функцією від:...
22830. ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ НОСІЇВ ЗАРЯДУ В НАПІВПРОВІДНИКАХ З ЕФЕКТУ ХОЛЛА 71.5 KB
  ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ НОСІЇВ ЗАРЯДУ В НАПІВПРОВІДНИКАХ З ЕФЕКТУ ХОЛЛА В основу вимірювання концентрації електронів покладено явище Холла яке полягає у виникненні поперечної різниці потенціалів при проходженні струму по провіднику напівпровіднику який знаходиться в магнітному полі перпендикулярному до лінії струму. Ефект Холла в електронній теорії пояснюється так. Введемо сталу Холла 7 Тоді 8 Отже згідно з формулою 8 вимірявши силу струму I у...
22831. ДВОПРОВІДНА ЛІНІЯ 95.5 KB
  В таких системах активний опір ємність і індуктивність розподілені рівномірно вздовж лінії. Як правило в двопровідних лініях умова квазістаціонарності виконується щодо відстані між провідниками а сила струму I лінійна густина заряду q і напруга між провідниками U суттєво змінюються вздовж лінії. Застосовуючи до нескінченно малої ділянки двопровідної лінії закон збереження електричного заряду і електромагнітної Індукції нехтуючи активним опором провідників можна отримати такі співвідношення: 1 2 Тут L С ...
22832. Ефект Пельтьє 70.5 KB
  Ефект Пельтьє. Дійсно експериментально така закономірність відома як ефект Пельтьє спостерігається. Встановлено що при проходженні електричного струму через контакт двох провідників напівпровідників виділяється чи поглинається в залежності від напрямку струму деяка кількість теплоти Qn пропорційна величині струму I та часу його протікання t: Qn=It 1 де  коефіцієнт Пельтьє. Ефект Пельтьє тим значніший чим більше відрізняються положення рівнів Фермі у напівпровідниках.
22833. РОЗШИРЕННЯ ШКАЛИ МІКРОАМПЕРМЕГРА ТА ВОЛЬТМЕТРА 73 KB
  Сила струму I обчислюється за формулою: 1 де Ca ціна поділки шкали мікроамперметра в амперах на поділку А под n відхилення стрілки у поділках шкали. Ціну поділки шкали мікроамперметра в одиницях напруги Cu можна обчислити за відомим внутрішнім опором мікроамперметра Rr та ціною поділки в одиницях сили струму Ca за формулою Cu=CaRr 2 При використанні мікроамперметра необхідно звертати увагу на такі характеристики як верхня та нижня межі значень вимірювання величин...
22834. РЕОСТАТ І ПОДІЛЬНИК НАПРУГИ 139.5 KB
  РЕОСТАТ І ПОДІЛЬНИК НАПРУГИ Реостат і подільник напруги – це прилади що застосовуються для регулювання сили струму і напруги в електричних схемах. Спад напруги на опорінавантаженні а на реостаті напруга на опорінавантаженні змінюватиметься від до . Подільником напруги може правити реостат з трьома клемами який підключається до електричного кола так як зображено на мал. Переміщуючи точку вздовж подільника напруги можна одержати будьяку напругу від до 0.
22835. МЕТОД КОМПЕНСАЦІЇ В ЕЛЕКТРИЧНИХ ВИМІРЮВАННЯХ 232 KB
  МЕТОД КОМПЕНСАЦІЇ В ЕЛЕКТРИЧНИХ ВИМІРЮВАННЯХ Вимірювання електрорушійної сили джерела струму методом компенсації. джерела струму дорівнює різниці потенціалів на полюсах розімкненого елемента. Вимірювання термоелектрорушійної сили диференціальної термопари за допомогою потенціометра постійного струму. Принцип роботи потенціометра постійного струму такий.