t = t +/to/
где: t – номинальная ширина проводника;
tн – необходимая ширина проводника, tн =0,75 мм;
tо – предельное отклонение ширины проводника;
/ tо/=0,15 мм
Нормальная ширина проводников:
t = 0,75+0,15=0,9 мм
3. Расчет номинального диаметра контактной площадки:
dk = d + 2b + c
где: dk – номинальный диаметр контактной площадки;
d – диаметр отверстия;
b – необходимая радиальная толщина контактной площадки,b=0,25 мм.
c - коэффициент, учитывающий влияние разброса межцентрового расстояния, c=0,6 мм.
Номинальный диаметр контактной площадки для переходных (d1), отверстий выводов элементов(d2)
d1 = 0,5+2*0,25+0,3 = 1,3 мм
d2 = 1,0+2*0,25+0,3 = 1,8 мм
4. Расчет номинального расстояния между соединениями проводниками:
b = bн +/ tо/
где: b – номинальная ширина проводника;
bн – необходимая ширина проводника, bн = 0,75 мм
tо – предельное отклонение ширины проводника,
/tо/ =0,15 мм
Номинальное расстояние между соединениями проводниками:
b = 0,75+0,15 = 0,9 мм
Результаты расчетов сведены в таблицу.
Номинальные параметры элементов печатного монтажа.
Параметр
Значение, мм
Диаметр отверстий
Перходных отверстий
Отверстий выводов элемента
0,5
1
Ширина проводника
0,9
Диаметр контактной площадки:
Перходного отверстия
Отверстий под выводы элемента
1,3
1,8
Расстояние между двумя соседними проводниками
1.5 Разработка конструкции печатной платы и печатного узла
Разработка конструкции печатной платы, как правило, включает в себя следующие операции:
1. Компоновка - разработка примерного макета печатной платы, при которой производится установка всех необходимых навесных элементов, размещение их таким образом, что длина электрических соединений между ними равнялась минимуму. В результате этой операции проектирования, определяется местоположение всех контактных площадок, для установки всех навесных элементов.
2.Трассировка - процесс разводки печатных проводников. Данная операция необходима, во-первых, для соединения отдельных контактных площадок между собой. Во-вторых - для упорядочивания проведенных проводников с целью минимизации их длины и количества переходов между слоями печатной платы.
3.Заключительная операция, которая предполагает создание чертежа печатной платы, с учетом всех существующих требований стандартов. При компоновке навесных элементов следует учитывать, прежде всего, особенности самих элементов. Микросхемы и полупроводниковые приборы не следует устанавливать в местах, где на них будут действовать сильные магнитные поля и тепловое излучение от других ЭРЭ. Если ЭРЭ являются источником теплового излучения, их рассредоточивают по поверхности платы, и/или предусматривают возможность конвекции, и/или устанавливают на них радиаторы. Подстрочные элементы, а также ЭРЭ, подбираемые при настройке аппаратуры; заменяемые в процессе эксплуатации и технического обслуживания элементы (плавкие предохранители, электронные лампы) размещают в доступных местах.
Следует избегать размещать на плате элементы, которые могут быть источниками механической нагрузки на плату: кнопки, тумблеры, часто соединяемые и разъединяемые в процессе эксплуатации разъёмные, соединения; трансформаторы. Если их размещение на плате необходимо, предпочитают размешать их ближе к элементам крепления платы.
Иногда элементы, предназначенные для управления, оптимально вообще вынести за пределы платы, при этом обеспечить возможность подключения этих элементов к плате. В этом случае, контактные площадки под провода, а также разъёмные соединения, предназначенные для связи печатного узла с другими элементами и цепями, предпочтительнее располагать ближе к краю платы в одном месте, либо в разных местах группами.
При разведении печатных проводников желательно избегать острых углов. В узких местах между двумя отверстиями проводник желательно разместить перпендикулярно линии, соединяющей центры этих отверстий. Следует заполнить элементами и проводниками всю площадь платы. Также желательно обеспечить примерную одинаковую плотность размещаемых проводников на печатной плате.
Пункты 1 и 2, разработки конструкции печатной платы, являются тесно взаимодействующими процессами, т.к. практически всегда успешность разводки печатных проводников зависит от расстановки навесных элементов. Поэтому, при неудачной разводке проводников, т.е. когда невозможно соединение 100% всех контактных площадок между собой, приходится возвращаться к компоновке навесных элементов и искать более оптимальное расположение элементов. В виду всего вышеперечисленного, процессы компоновка и разводка, требуют при разработке значительное время.
Для ускорения работы, в настоящее время, применяют системы автоматизированного проектирования. Данная система проектирования представляет собой как минимум рабочее место, оснащенное ЭВМ с установленным необходимым для проектирования набором программ. В качестве системы автоматизированного проектирования для данного изделия использовался пользовательский персональный компьютер с пакетом программ PCAD или Auto CAD, а конкретно для разработки использовался Visio 2000. Для разработки принципиальной электрической схемы использовалась программа Visio 2000.
В качестве исходных данных ЭВМ использует предварительно записанные в её память перечень элементов, входящих в устройство, таблицу соединений между ними, общие характеристики печатной платы (форма и размеры, количество слоев, шаг координатной сетки и др.). С развитием компьютерной техники, в настоящее время, существуют средства проектирования позволяющие альтернативный вариант — одновременная установка навесных элементов и ручная/автоматическая разводка печатных проводников между контактными площадками.
Чертеж печатной платы, включает в себя основные проекции платы с печатными проводниками и отверстиями. На чертеже также размещаются таблицы с основными параметрами печатных проводников и отверстий. Они содержат информацию о ширине проводников, диаметрах контактных площадок и отверстий, их количество, и расстояние между ними в стандартных и узких местах печатной платы.
Также на чертеж выносятся основные технические требования, в которых указывается номер ГОСТа, ОСТа или ТУ, которым они соответствуют, указывается шаг координатной сетки, метод изготовления печатной платы, метод указания первых выводов ИМС, тип краски и шрифт для нанесения условных обозначений на печатную плату.
Форму платы желательно выбрать прямоугольной, если выбор иной формы не является технически обоснованным. Материал и толщина печатной платы, в соответствии с требованиями технической документации, указывается в штампе, расположенном в нижнем правом углу чертежа.
1.6 Оценка надежности изделия
Надежность – свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.
Работоспособность – это такое состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значение заданных параметров в пределах, установленных технической документацией.
Более широкое понятие – исправность, которое дополнительно предъявляет требования ко всем данным документации, в том числе, внешнему оформлению, что неважно для работоспособности.
Нарушение работоспособности называется отказом. Неисправность – это несоответствие любому требованию технической документации к изделию. Неисправность может привести к отказу.
Классификация отказов:
По характеру изменения параметров до момента возникновения:
внезапные, возникающие в результате мгновенного изменения параметра;
постепенные, возникающие в результате постепенного изменения параметров;
По характеру устранения:
устойчивые – которые могут быть устранены только оператором;
самоустраняющиеся - сбои, перемежающиеся отказы;
По внешним проявлениям:
явные, которые можно обнаружить при внешнем осмотре;
неявные, которые обнаруживаются в результате специального контроля;
По причине возникновения:
конструкционный;
технологический;
эксплуатационный;
Безотказностью называется свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. Суммарное время фактической работы изделия до отказа называется наработкой.
Ремонтопригодность - это свойство изделия, заключающееся в приспособлении к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонта.
Долговечность – это свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.
Предельное состояние определяется технической непригодностью изделия. Надежность изделия определяется сочетанием вышеперечисленных свойств.
Расчёт надёжности
Интенсивность отказов – характеризует вероятность отказа изделия в единицу времени. Все значения интенсивности отказов () и поправочных коэффициентов (ai) были взяты из справочника с учетом температуры окружающей среды равной , и сведены в таблицу для расчета интенсивности отказа объекта ().
Наименование элемента
Кол-во элементов
Интенсивность отказов
КН
Поправочные коэффициенты интенсивности отказов
Интенсивность отказов элементов
ai
K1
K2
Микросхемы
LH 0070
3
0,7
0,46
LH 741
5
CD 4013
Конденсаторы
К50-35
7
0,382
К10-17
8
0,362
Резисторы
СП3-4М
2
0,6
СП5-3
0,66
С2-23
26
0,65
Полупроводниковые приборы
Д242А
0,255
КС512А
Д816В
0,378
КД521А
КС224А
КС175А
КТ373Г
0,367
КТ817В
КТ819Г
Пайки
Ручная пайка
214
Пайка волной
304
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7