Разработка печатного модуля для электрической схемы стабилизатора напряжения. Анализ элементной базы и условий эксплуатации устройства. Выбор варианта установки элементов на печатной плате. Конструирование печатного узла, технология его изготовления.
Аннотация к работе
Необходимо разработать печатный модуль для электрической схемы, представленной на рисунке 1. Рисунок 1 - Электрическая схема стабилизатора напряжения R5 - типа СП-3-38 на плате не устанавливать.Диапазон входных напряжений составляет 4-25 В, диапазон выходных напряжений задается на этапе проектирования принципиальной схемы, путем подбора номинала сопротивления R2, а так же номинальным напряжением стабилитрона VD1.Электрическая схема содержит 13 электрорадиоэлементов, один из которых не устанавливается на плате. Все элементы, кроме микросхемы, устанавливаются в монтажные отверстия. Элементы устанавливаемые на плате: Резисторы: МЛТ - 0,125 Вт - 15 КОМ ±10% ГОСТ 7113-77Условия эксплуатации, заданные в техническом задании, указаны в таблице 2. Поскольку требования заданы по двум стандартам, для расчетов будем использовать тот стандарт в котором наиболее полно описаны эксплуатационные условия (гр 2. по ГОСТ 16019).Таблица 3 - Условия эксплуатации ЭРЭ Тип ЭРЭ Интервал температур,°С Вибрация, Гц Относительная влажность воздуха, % max min Резисторы МЛТ ГОСТ 7113-79 125-60 1-3000 До 98% при Т=35°С Условия эксплуатации ЭРЭ удовлетворяют выбранным диапазонам 2 группы эксплуатации по ГОСТ 16019.Класс точности необходимо выбирать исходя из плотности монтажа. Так как на размер ПП не накладывается никаких ограничений, плотность монтажа может быть низкой.Исходя из того, что механические воздействия заданные в ТЗ малы и не превышают заданных пределов для используемых электрорадиоэлементов, защита от вибрации не требуется. Так же не требуются применение специальных вариантов установки для снижения температуры ЭРЭ.Так как ограничения на размеры платы не установлены и не используются компоненты для поверхностного монтажа, можно использовать низкую плотность монтажа.Для определения габаритных и установочных размеров ЭРЭ воспользуемся отраслевым стандартом ОСТ 4.010.030-81 "Установка навесных элементов на печатные платы.Рассчитаем стороны монтажной зоны в первом приближении, получим L = B = vS = 51 мм. Приведем стороны к размерам, образующим прямоугольную форму монтажной зоны, и округлим их до значений, кратным 2,5 мм. Заложим в плату возможность установки соединителя СНП58-16, это позволить в дальнейшем упростить изменить компоновку модуля не прибегая к изменению конструкции. Однако надо учесть длину соединителя, она равна 94 мм. y2 - ширина краевого поля верхней кромки ПП. Рассчитаем конечный размер ПП, поскольку длина соединителя больше длины монтажной зоны, можно учитывать только длину соединителя (94 мм).Использую данные таблицы 5, выпишем все значения диаметров монтажных отверстий. Проанализировав исходные данные, можно сказать, что отверстия, оптимальные будет разбить на две группы (см. таблицу 6).Исходя из того, что выбран второй класс точности, геометрические размеры будут следующими: Минимальная ширина проводника равно 0,45мм.Метод обеспечивает высокую производительность; сеткография применима для производства дешевых печатных плат, не требующих высокой степени разрешения.Исходя из того, что условия эксплуатации предъявляют достаточно жесткие требования относительно влажности, нецелесообразно использовать гетинакс, так как он в большей мере способен впитывать влагу. Так же необходимо учесть, что рабочие частоты лежат в диапазоне НЧ и схема не предполагает наличие высоких напряжений. Исходя из этого, для основания ПП будем использовать стеклотекстолит марки СФ-1-35 (стеклотекстолит фольгированный односторонний, с толщиной фольги 35 мкм).Основные параметры конструкции" предельные отклонения на сопрягаемые размеры контура печатной платы не должны быть более 12-го квалитета по ГОСТ 25347. Для изготавливаемой печатной платы с низким классом точности, целесообразно выбрать квалитет 12.Масса печатной платы: Для стеклотекстолита р = 2.05 г/см3.Заготовку вырезают по контуру из стеклотекстолита марки СФ-1-35-1,5 согласно заданным размерам, производят обработку краев платы. Поверхность меди обрабатывают венской известью и окунанием в 10 %-ый раствор щелочи (NAOH). По изготовленному трафарету в специальном станке производят нанесение защитного рисунка на поверхность меди. Используя краскодозирующее устройство, краску подают в зону обработки, а ракелем продавливают ее через ячейки трафарета.Тогда собственную частоту f0 для пластины с 4-6 точками крепления можно приближенно найти по формуле: гдеВ ходе работы над курсовым проектом было сделано следующее: проанализированы условия эксплуатации устройства и электрорадиоэлементов, определена группа жесткости (вторая) и класс точности печатной платы (второй), подобран вариант установки электрорадиоэлементов (таблица 5), выбран масштаб координатной сетки (2,5 мм), определены диаметры монтажных (таблица 6) и крепежных отверстий, выбран материал печатной платы (СФ-1-35-1,5), вычислена масса платы с компонентами (47,3 г), произведена трассировка печатной платы, выбран метод изготовления модуля, рассчитана собственная частота печатного модуля (1,7 КГЦ).
План
Содержание
1. Техническое задание
2. Анализ исходных данных
2.1 Краткое описание работы схемы
2.2 Анализ элементной базы
2.3 Анализ условий эксплуатации устройства
2.4 Определение условий эксплуатации электрорадиоэлементов и сравнение их с заданными условиями эксплуатации устройства
3. Конструирование печатного узла
3.1 Определение класса точности и группы жесткости печатной платы
3.2 Выбор варианта установки элементов на печатной плате
3.3 Обоснование выбора шага координатной сетки
3.4 Определение габаритных и установочных размеров ЭРЭ на ПП
3.5 Расчет площади, занимаемой ЭРЭ, и обоснование выбора сторон печатной платы
3.6 Обоснование выбора размеров монтажных и крепежных отверстий
3.7. Выбор геометрических размеров печатного монтажа
4. Технология изготовления печатного узла
4.1 Выбор метода изготовления печатной платы
4.2 Выбор материала основания печатной платы
4.3 Изготовление заготовки печатной платы с обоснованием квалитетов точности и классов шероховатостей
4.4 Расчет массы печатной платы и сборочного узла
4.5 Описание технологического маршрута изготовления печатной платы
4.6 Определение правильности сборки печатного узла по расчету собственной частоты печатной платы
5. Заключение
1. Техническое задание
Вывод
В ходе работы над курсовым проектом было сделано следующее: проанализированы условия эксплуатации устройства и электрорадиоэлементов, определена группа жесткости (вторая) и класс точности печатной платы (второй), подобран вариант установки электрорадиоэлементов (таблица 5), выбран масштаб координатной сетки (2,5 мм), определены диаметры монтажных (таблица 6) и крепежных отверстий, выбран материал печатной платы (СФ-1-35-1,5), вычислена масса платы с компонентами (47,3 г), произведена трассировка печатной платы, выбран метод изготовления модуля, рассчитана собственная частота печатного модуля (1,7 КГЦ).