Курсовая работа (т): Блок выравнивания порядков и сдвига мантисс

Вывод: таким образом, применять бессвинцовые эвтектические припои не будем. Выберем припой ПОС-61.

2.1.6.2.2 Выбор флюса

Основные требования, предъявляемые к флюсам:

-       флюс должен легко, быстро, равномерно растекаться по поверхности паяемых материалов;

-       флюс хорошо должен протекать в зазоры, переходные отверстия и легко вытесняться из них расплавленным припоем;

-       флюс должен обладать высокой термической стабильностью при температуре пайки, не выделять токсичных продуктов;

-       флюс не должен вызывать коррекции паяемых материалов и припоев, снижать электрическое сопротивление изоляции диэлектрических промежутков, легко удаляться после пайки;

-       точка плавления флюса должна быть ниже температуры полного расплавления припоя;

-       флюс должен обеспечить создание защитной среды, снижение поверхностного напряжения припоя, смачивание и растекание его по поверхности;

-       применение флюса должно быть экономически эффективным.

Вывод: выберем спиртоканифольный флюс. Он прост в приготовлении, обеспечивает высокое качество пайки, хорошую смачиваемость поверхности, гарантированно затекает в зазоры между любыми паяемыми деталями.

2.2 Расчётная часть

В расчётной части курсового проекта необходимо произвести конструктивный расчёт элементов проводящего рисунка ПП, расчёт технологичности конструкции и расчёт показателей надёжности модуля первого уровня.

2.2.1 Расчёт элементов проводящего рисунка

При разработке конструкции ПП должны учитываться размеры проводящего рисунка (длина, ширина, толщина проводников, размеры монтажных отверстий, размеры контактных площадок и пр.) и их взаимное расположение, электрические параметры электрической принципиальной схемы (допустимая токовая нагрузка, сопротивление проводников, электрическая прочность изоляции, сопротивление изоляции, электрическая ёмкость, помехозащищённость и др.).

2.2.1.1 Расчёт диаметра монтажных отверстий

Номинальный диаметр монтажных металлизированных и неметаллизированных отверстий рассчитывают из соотношения:

где:

 нижнее предельное отклонение диаметра отверстий;

 максимальное значение диаметра вывода ЭРИ, устанавливаемого на ПП (для выводов прямоугольного сечения принимается диагональ);

 разность между минимальным значением диаметра отверстия и максимальным диаметром вывода, устанавливаемого ЭРИ (гарантированный зазор). Его выбирают в пределах от 0,1 до 0,4 при ручной установке ЭРИ и от 0,4 до 0,5 при автоматической.

Согласно ГОСТ 10317-79 расчётное значение  следует округлить в сторону увеличения до десятых долей миллиметра и свести к предпочтительному ряду отверстий: от 0,4 до 3,0 мм, за исключением отверстий с диаметром 1,9 и 2,9 мм.

Для микросхем КМ555ИР23:, , .

 мм

 мм

 мм

Таким образом, диаметр монтажного отверстия для микросхем КМ555ИР23 равен 1,2 мм.

Для всех остальных микросхем и резистора:, , .

 мм

 мм

 мм

Таким образом, диаметр монтажного отверстия для остальных микросхем и резистора равен 1,1 мм.

Для разъёма:,  .

 мм

 мм

Диаметр монтажных отверстий принимаем равным 1,3мм.

2.2.1.2 Расчёт ширины печатных проводников

Ширина печатного проводника зависит от электрических, конструктивных и технологических требований.

Наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника  рассчитывают по следующей формуле:

где:

 минимально допустимая ширина проводника, рассчитываемая в зависимости от допустимой токовой нагрузки ();

 нижнее предельное отклонение размеров ширины печатного проводника по ГОСТ 23751-86 в зависимости от класса точности и допустимое повышение температуры проводника относительно температуры окружающей среды.

Линейную допустимую ширину проводника по постоянному току для цепей питания и заземления с учётом допустимой токовой нагрузки определяют по формуле:

где:

максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках;

допустимая плотность тока;

толщина печатного проводника.

Выбираем 0,5 мм - соответственно 2 классу точности.

Минимально допустимую ширину проводника с учётом допустимого падения напряжения на нём, если конструкция проводника состоит из одного слоя меди, определяют следующим образом:

где:

 удельное сопротивление слоя меди (для медной фольги ;

 максимально допустимая длина проводника. Для ЭА, работающей на низких и средних частотах (до 1 МГц)  (условно), на высоких частотах (1…300 МГц) , СВЧ (больше 300 МГц) не рассматриваются;

 допустимое падение напряжения на проводнике определяется по справочнику или ;

толщина печатного проводника.

 мкм

Примем минимально допустимую ширину проводника за 0,25 мм для третьего класса точности.

Вывод: ширина проводников по постоянному току для цепей питания и заземления равна 0,5 мм, для остальных проводников 0,25 мм.

2.2.1.3 Расчёт диаметра контактных площадок

Наименьшее номинальное значение диаметра КП определяется по формуле:

где:

 диаметр монтажного отверстия;

 верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;

 гарантийный поясок КП, устанавливается в зависимости от класса точности ПП;

 верхнее предельное отклонение ширины проводника, устанавливается ГОСТ 23751-86 в зависимости от класса точности ПП;

 суммарный коэффициент технологической погрешности, равный 0,3.

Для микросхем КМ555ИР23:

Для остальных микросхем и резистора: .

Для разъёма: .

2.2.2 Расчёт площади и выбор габаритных размеров ПП

Площадь ПП определяют по формуле:

где:

 установочная площадь элемента;

 - коэффициент зависящий от назначения и условий эксплуатации;

количество ЭРИ.

Вывод: в соответствии с ГОСТ 10317-79 печатная плата будет иметь следующие размеры: ширина 120 мм, длина 150 мм.

2.2.3 Расчёт технологичности

Количественная оценка уровня технологичности электронных узлов проводника по системе базовых показателей (ГОСТ 14.201-73).

Вид изделия, объём выпуска и такт производства - главные факторы, определяющие требования к технологичности конструкции изделия.

По базовым показателям рассчитывается комплексный показатель технологичности (). Уровень технологичности разрабатываемой конструкции ЗУ ( определяется как отношение комплексного показателя технологичности к значению нормативного показателя (данного вида производства.

Комплексный показатель технологичности рассчитывается по формуле:

где:

 значение показателей по таблице ОСТ4.ГО.091.219 «Узлы и блоки РЭА. Методика оценки и нормативы показателей технологичности конструкции»;

 функция, нормирующая весомую значимость показателя в зависимости от его порядкового номера в таблице;

 общее количество относительных частных показателей в таблице для данной стадии проектирования изделия.

Конструктивные показатели рассчитываются по следующим формулам:

.        Коэффициент использования МС

где:

 количество ИМС в схеме;

количество прочих навесных элементов (резисторов, разъёмов).

.        Коэффициент автоматизации и механизации монтажа

где:

количество соединений, которые могут осуществляться механизированным или автоматизированным способом;

общее количество контактных соединений.

.        Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу

где:

количество навесных элементов, подготавливаемых к монтажу механизированным способом;

общее количество навесных элементов.

.        Коэффициент автоматизации и механизации операций контроля и настройки

где:

количество операций контроля и настройки, которые можно осуществить механизированным способом;

общее количество операций контроля и настройки.

.        Коэффициент повторяемости ЭРЭ

где:

общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии;

 общее количество ЭРЭ в изделии.

.        Коэффициент применяемости ЭРЭ

где:

количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии;

 общее количество типоразмеров в изделии.

.        Коэффициент прогрессивности формообразования деталей

где:

количество деталей, заготовки которых или сами детали получены прогрессивным методом формообразования;

общее количество деталей в изделии (без нормализованного крепежа).

Таблица . Значения коэффициентов технологичности и их значимость