Пайка осуществляется припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Выбор данного припоя, несмотря на его высокую стоимость, оправдывается тем, что у него более низкая температура плавления по сравнению с другими припоями (припой ПОС-61 обладает температурой плавления 185°С), малое время кристаллизации, что позволяет применять этот припой в автоматизированных линиях пайки, что увеличивает скорость пайки и ее качество.
Размеры печатной платы выбирают такими, чтобы при раскрое платы из стандартного стеклотекстолита получался наименьший расход. В качестве элементов схем используют электрорадиоэлементы (ЭРЭ), предназначенные для радиоэлектронной аппаратуры широкого применения.
Флюс ФКСП ТУ 102.911 канифольно-спиртовой. Он обладает максимальной активностью при температуре плюс 170°С. Остатки флюса легко удаляются спиртом. Для ремонтных работ используется канифоль сосновая ГОСТ 19113-73. Остатки канифоли легко удаляются спиртом.
Для снятия остатков флюса и канифоли применяется этиловый спирт ТУ577227-64, не ухудшает изоляционных свойств платы.
1.6.2 Описание конструкции
Описание конструкции ведется в соответствии с СКРП.687242.008СБ. Устройство собрано на печатной плате (ПП) с односторонней печатью. Чертеж платы представлен на СКРП.758713.008. Плата выполнена из стеклотекстолита СФ-1-50-1,5 по условиям ГОСТ10316-78 с толщиной фольги 50 мкм.
Группа жесткости платы 2 – это значит, что печатная плата может эксплуатироваться в интервале температур от минус 25 °С до плюс 55 °С с относительной влажностью до 76 % и атмосферным давлением 760 мм рт.ст.
Класс точности платы – 1. Это значит, что плотность монтажа повышенная. Минимальная ширина проводника не должна быть меньше 0,5 мм. Минимальное расстояние между контактными площадками и печатными проводниками не должно быть меньше 0,125 мм. Расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки должно быть не менее
0,35 мм. Отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы 0,4. Максимальное отклонение между центрами отверстий ± 0,1 мм.
Печатная плата изготавливается химическим методом, т.е. химическим способом, т.к. такой способ изготовления позволяет добиваться высокой точности травления поверхностного слоя ПП. Однако такой способ имеет также и недостатки: процесс изготовления ПП длительный и на заготовку воздействуют химические реагенты и влага.
Токопроводящий рисунок плат при таком способе выполнен химическим способом, при котором производится вытравливание незащищенных участков фольги, предварительно наклеенной на диэлектрик.
Варианты установки деталей на платах стандартные. Установку элементов производить по ОСТ4.Г0.010.030-81. [10]
1.7 Тепловой расчет интегрального стабилизатора
Исходные данные:
мощность рассеивания Ррас = 0,5 Вт;
температура окружающей среды Та = 55 °С;
максимальная допустимая температура Тj = 75 °С.
Определить:
температуру нагрева корпуса интегрального стабилизатора КР1157ЕН502А без радиатора.
1.7.1 Определяем температуру нагрева корпуса без радиатора, Тj, °С, по формуле:
, (1.4)где RTj-A – тепловое сопротивление корпус/воздух, RTj-A = 5 °С/Вт
Так как 57,5 °С < 75 °С, следовательно радиатор не нужен. [5]
Для расчета геометрических размеров печатной платы используем данные таблицы 1.1.
Таблица 1.1 Размеры в миллиметрах
Тип элемента | Вариантустановки | Диаметрэлемента | Установочнаядлина | Длина | Ширина | Диаметрвывода | Sэ., мм2 | Кол–воэлементов, n, шт. | Sэ. ∙ n, мм2 |
К10-17б | IIв | 7,5 | 5 | 3 | 0,6 | 37,5 | 5 | 187,5 | |
К50-68-16В-47мкФ | IIв | 5 | 2,5 | 0,6 | 25 | 3 | 75 | ||
К50-68-16В-100 мкФ | IIв | 6 | 2,5 | 0,6 | 36 | 3 | 108 | ||
КР140УД1208 | VIIIа | 7,5 | 10,2 | 7,5 | 0,6 | 76,2 | 1 | 76,2 | |
КР1157ЕН502А | VIIа | 5 | 5 | 0,8 | 25 | 1 | 25 | ||
К561ЛН2 | VIIIа | 15 | 19 | 7,5 | 0,6 | 142,5 | 1 | 142,5 | |
КР140УД1208 | VIIIа | 7,5 | 10,2 | 7,5 | 0,6 | 76,2 | 1 | 76,2 | |
АЛ307БМ | IIв | 5 | 5 | 0,6 | 25 | 1 | 25 | ||
С2-33Н-0,125 | Iа | 10 | 6 | 2 | 0,6 | 20 | 11 | 220 | |
СП3-19а | IIв | 10 | 5 | 0,6 | 100 | 3 | 300 | ||
Д311А | Iа | 10 | 8 | 4 | 0,6 | 40 | 4 | 160 | |
КД522Б | Iа | 10 | 3,8 | 2 | 0,6 | 20 | 3 | 60 | |
ПКн150-1 | Iа | 15 | 12 | 12 | 1 | 180 | 1 | 180 | |
Площадь всех ЭРЭ | 1635,4 |
Рассчитаю площадь всех ЭРЭ, определяю расчетную площадь платы, S, мм2, по формуле:
, (1.5)где Q – коэффициент заполнения печатной платы, Q = 2,9.
По данным расчета выбираю площадь печатной платы не более
4742,66 мм2. Выбираем печатную плату размерами 40×120 мм.
Надежность – свойство изделия выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации при сохранении значений основных параметров в заранее установленных пределах. Надежность – физическое свойство изделия, которое зависит от количества и качества, входящих в его состав элементов, от условий в которых оно эксплуатируется (чем выше температура окружающей среды, чем больше относительная влажность воздуха, перегрузки при вибрации и т.д., тем меньше надежность), и от ряда других причин. [10]
Производим расчет надежности изделия, пользуясь данными
таблицы 1.2.
Таблица 1.2
Тип элемента | Кол-во ЭРЭ, n | Интенсивность отказов ЭРЭ λэ, 1/ч | Произведение n ∙ λэ |
К10-17б | 10 | 0,00000014 | 0,00000140 |
К50-68 | 3 | 0,00000024 | 0,00000072 |
Микросхемы | 4 | 0,00000002 | 0,00000008 |
АЛ307БМ | 1 | 0,00000002 | 0,00000002 |
НТ1613 | 1 | 0,0000002 | 0,00000020 |
Резисторы | 14 | 0,00000005 | 0,00000070 |
В170G | 1 | 0,00000005 | 0,00000005 |
ПКн150-1 | 1 | 0,0000003 | 0,00000030 |
КД521А | 3 | 0,0000003 | 0,00000090 |
Д311А | 4 | 0,0000003 | 0,00000120 |
BP-121 | 2 | 0,00000001 | 0,00000002 |
Пайка | 194 | 0,000000005 | 0,00000097 |
Итоговая интенсивность отказовизделия | λ | 1/ч | 0,00000656 |
Рассчитываю вероятность безотказной работы , Р, по формуле:
(1.6)По результатам расчетов строю график вероятности безотказной работы представленный на рисунке 1.2.
Определяю среднюю наработку до первого отказа, Т, час., по формуле:
(1.7)Рисунок 1.2 – График вероятности безотказной работы
Глядя на полученные результаты таблицы 1.2 и рисунка 1.2, становится, очевидно, что цифровой измеритель L и C надежен в работе и может проработать не менее 152439 часов.
Конструкция измерителя собрана на печатной плате с печатным монтажом. Этот монтаж характеризуется жесткостью, обеспечивает доступ к ЭРЭ. Печатный монтаж дает возможность применения механизации при подготовке ЭРЭ к монтажу. Сначала устанавливаются на печатную плату резисторы, затем конденсаторы, диоды, и в последнюю очередь транзисторы и микросхемы. Монтажные соединения, получаемые пайкой, имеют большое переходное сопротивление по сравнению со сборочными соединениями. При нем нужен дополнительный расход материалов, но пайка обладает рядом преимуществ: техпроцесс пайки прост, дешев, можно быстро заменить вышедшие из строя ЭРЭ. Пайка обеспечивает надежный электрический монтаж, легко производить контроль монтажа по внешнему виду.
В качестве элементов схем используют ЭРЭ, предназначенные для радиоэлектронной аппаратуры широкого применения: резисторы С2-33Н, конденсаторы К10-17б и К50-68. Эти ЭРЭ дешевы по стоимости и имеют очень широкое распространение, что повышает технологичность устройства.
- базовые показатели технологичности;
- показатели технологичности конструкции;
- показатели уровня технологичности.
Вид изделия, объем выпуска, и тип производства являются главными факторами, определяющими требования к технологичности конструкции изделия.
Под технологичностью конструкции понимается свойство, когда конструкция данного качества может производиться с минимальными затратами. Для определения уровня технологичности следует определить факторы, влияющие на технологичность и определения количественной оценки. [9]
В данном дипломном проекте анализ технологичности конструкции сводится к расчету: показателей технологичности, определению комплексного показателя технологичности и уровня технологичности.