Изготовление печатных плат

Введение

Курсовая работа по дисциплине "Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств" представляет собой заключительный этап изучения данной дисциплины. Ее цель - подготовить студентов к самостоятельному решению проектно-конструкторских задач при выполнении дипломного проекта и последующей работе на предприятиях промышленности.

Задачами курсовой работы являются:

-систематизация, расширение и углубление  теоретических знаний по дисциплине;

- развитие и закрепление практических  навыков разработки конструкций и технологии радиоэлектронных средств (РЭС);

- приобретение опыта работы  с нормативно-технической документацией,  технической литературой и разработки  конструкторской и технологической  документации на РЭС.

Содержание конструкторских и  технологических задач курсового проекта соответствует стадиям технического предложения, эскизного и технического проектирования.

Исходными данными для разработки конструкции МСБ служат схема  электрическая принципиальная и требования технического задания.

Процесс разработки конструкции МСБ можно представить решением следующих задач:

- анализ электрической принципиальной  схемы; 

- выбор конструктивно-технологического  варианта изготовления МСБ; 

- расчет геометрических размеров  тонкопленочных элементов;

- определение геометрических размеров подложки (платы) и разработка топологии МСБ;

- выбор типоразмера корпуса  для корпусирования МСБ;

- выполнение оценочных расчетов  показателей качества МСБ; 

- оформление конструкторской документации.

 

 

 

 

 

Задание 
на курсовое проектирование по дисциплине

“Основы конструирования  и технологии РЭС”

Студент: Цивлин А.П.

Руководитель: Авдеев Н.И.

Срок представления проекта: 20 мая 2005 г.

1. Тема проекта: Разработка конструкции и технология изготовления микросборки

2. Исходные данные:

2.1 Наименование и область  применения: Использование  в качестве усилителя для радиоприемника, усилительной приставки к осциллографу, измерительного усилителя

  2.2 Схема электрическая принципиальная (прилагается к заданию)

        2.3 Условия эксплуатации:  -диапазон температур от -20 ⁰С до +40⁰С

-влажность до 95% при Т=25⁰С

-относительное давление 760 мм. рт. ст.

2.4 Объект установки: изделие устанавливается в стационарной бытовой аппаратуре

3. Требования, предъявляемые  к конструкции:

Функциональные параметры:

- время наработки на  отказ:  10000 часов

- масса: не более 100г

- Потребляемая мощность  схемы: не более 1 Вт

- Напряжение источника  питания: 3 В.

- Максимальная частота вибраций: 40 Гц

4.Объем курсового проекта

4.1 Пояснительная записка  (20…30 стр.), содержащая: электрический расчет схемы по пост току, расчет пленочных элементов, расчет топологии МСБ, расчет ФЯ, оценочные расчеты показателей качества РЭС

4.2 Перечень графического  материала: схема электрическая принципиальная, топологический и послойные чертежи МСБ, сборочный чертеж, чертеж ФЯ.

5. Рекомендуемая литература: 
”Основы конструирования РЭС. Учебное пособие для курсового проектирования” 

 

 

Задание выдано    “18”  февраля 2005 г.

Подпись руководителя        Подпись студента    

 

Техническое задание на разработку конструкторского изделия.

1. Наименование и область  применения:

Тестер электрических звеньев.

Применяется для проверки электрических звеньев цепей приборов на прохождение через них сигнала.

Других применений не имеет.

При доработке конструкторской документации до международных стандартов возможна поставка на экспорт.

2. Основание для разработки:

Задание на курсовой проект.

3. Цель и задача  разработки:

Разработать конструкторскую документацию для использования в учебном  процессе.

4. Источники разработки:

Электрическая схема и описание принципа работы взяты по адресу: http://www.radioshema.ru/list/shp-apu.shtml 

5. Технические (тактико-технические)  требования.

5.1. Состав изделия  и требования к его конструкции:

Корпус изделия должен быть выполнен в форме параллелепипеда. Питание должно осуществляться от независимого стабилизированного  источника питания. Масса не более 1500г.

5.2. Показатели назначения:

Потребляемая мощность схемы не более 1 Вт.

Мощность нагрузки 0,5 Вт.

Напряжение источника питания 12,63 В.

Диапазон частот: от 35 кГц  до 100 МГц.Допустимая частота свободных колебаний 840 Гц

5.3. Требования к надёжности:

Долговечность 10 лет. Длительность использования 5 лет. Вероятность безотказной работы 85% в течение 1000 часов.

5.4 Требования к уровню унификации и стандартизации:

Обеспечить максимальный уровень  стандартизации и унификации.

5.5. Требование к безопасности:

Изделие должно быть безопасно при  монтаже. Все работы, связанные с  эксплуатацией изделия допускается  проводить неподготовленным персоналом.

 

5.6. Эстетические, энергометрические требования

Не требуются.

5.7. Условия эксплуатации:

-диапазон температур от -20 ⁰С до +40⁰С

-влажность до 95% при Т=25⁰С

-относительное давление 760 мм. рт. ст.

5.8. Требования к транспортировке и хранению:

Транспортировка допускается в  заводскойвлагозащитной упаковке любым наземным способом.

6. Стадии разработки:

Получение задания 18.02

Анализ схемы, разработка ТЗК                 15.02-18.02,

Электрический расчет 18.02-25.02,

ВВыбор элементной базы, разбивка на

элементы и компоненты                                     25.02-04.03,

Расчет пленочных резисторов                                  04.03-11.03,

Расчет пленочных конденсаторов                           11.03-18.03,

Выбор размера подложки, 

разработка топологического  чертежа                                18.03-25.03,

Разработка конструкции  микросборки (микросхемы)     25.03-01.04,

Разработка конструкции  ячейки                                         01.04-08.04,

Расчет теплового режима ячейки                           08.04-15.04,

Расчет надежности ячейки 08.04-15.04,

Расчет вибропрочности конструкции ячейки 15.04-22.04,

Оценка технологичности  конструкции, выбор 

технологического процесса изготовления

микросборки (микросхемы) 22.04-29.04,

Выполнение графической  части  29.04-13.05,

Оформление пояснительной  записки   13.05-20.05,

Защита курсового проекта 20.05-27.05.

7. Комплектность документации:

Расчётно-пояснительная записка  должна содержать: задание на курсовое проектирование, введение, техническое задание на разработку РЭС, анализ технического задания, конструкторский анализ схемы электрической принципиальной, разработку конструкции МСБ, разработку конструкции ФЯ РЭС,  разработку конструкции РЭС,  разработку технологического процесса изготовления МСБ, заключение, содержание.

Раздел 2. Анализ схемы электрической принципиальной.

Рис.1

 

Общий вид рассчитываемой схемы  приведен на рис. 1. Представленное изображение является видоизмененным по сравнению с исходной схемой. Внесенные изменения не имеют критического характера, так как полностью учитывают специфику схемы и ее целевое назначение. Так, вход схемы, который находится между R1 и землей, был заменен проводником для удобства расчета (эти точки являются контактными пластинами, осуществляющими проверку звеньев цепи), а выход, расположенный между C3 и землей, так же проводником, так как в конечном варианте к указанным клеммам подключается динамик, подающий звуковой сигнал при разрыве электрической цепи в месте проверки. Внутреннее сопротивление такого динамика крайне мало, что дает нам право при расчете заменить его на проводник.

 

 

 

 

 

 

 

Расчет элементов цепи по постоянному  току.

Расчет данной цепи по постоянному  току осуществлялся на основе трех законов Кирхгоффа и проводился в среде Electronics Workbench. Поученные результаты и исходные данные представлены в сводной таблице элементов.

Сводная таблица элементов.

Резисторы

Тип элемента	Номинал, Ом	Напряжение, В	Ток, мА	Мощность, мВт
R1	47 000	0,7534	1,6E-02	1,21E-02
R2	47 000	2,247	4,78E-02	0,107
R3	10 000	1,933	0,193	0,374
R4	10 000	1,933	0,193	0,374
R5	1 500	2,733	1.822	4.98
R6	1 500	2,733	1.822	4.98
R7	100	0,202	2.02	0,408
R8	100	0,202	2.02	0,408

 

Конденсаторы

Элемент	Номинал, нФ	Напряжение, мВ
С1	47	728,8
С2	47	728,8
С3	47	267,4

 

Транзисторы

Элемент	Uкэ, мВ	Iк, мА
VT1	70,99	0,4237
VT2	65,46	1,824
VT3	65,45	1,825

 

 

 

 

 

 

Раздел 3. Анализ, расчет и выбор элементов схемы.

Под определение элементов микросборки попадают все элементы принципиальной схемы, которые можно выполнить в тонкопленочном виде. В интегральном (тонкопленочном) виде можно изготовить: резисторы номиналом от 10 Ом до 1МОм, конденсаторы емкостью от 10 пФ до 0,01 мкФ, соединительные проводники, контактные площадки. Остальные же элементы принципиальной схемы и те, которые не попадают в указанные диапазоны, будут выполнены в виде компонентов. Таким образом, транзисторы и конденсаторы для нашей принципиальной схемы будут компонентами, поэтому расчет пленочных конденсаторов представлен не будет.

 

Расчет тонкопленочных резисторов

Выбор резистивного материала

Ниже приведен расчет резисторов, использованных в схеме, а так  же обоснование методов их нанесения  на подложку и выбора материала.

Из трех возможных методов (фотолитография ординарная, фотолитография двойная, маска) выберем ординарную фотолитографию, так как . Далее проверим условие возможности выполениявыполнения всех элементов из одного резистивного материала для ординарной фотолитографии:

 

Данное условие выполняется, но, забегая немного вперед, следует отметить, что резисторы будут разделены на две группы исходя из соотношения номиналов. Данное разделение сознательно вынудит использовать два различных резистивных материала, но зато значительно уменьшит общую площадь, занимаемую резисторами на подложке.

В итоге, элементы были разбиты на две группы:

 

Таблица 1.

Резистор	Резистивный материал
R1, R2, R3, R4, R5, R6	Кермет К50-С
R7, R8	РС-5402