Методические указания по выполнению практической работы проектирование (стр. 1 из 5)

Конструкторско-технологическое обеспечение

производства ЭВМ

Методические указания по выполнению практической работы

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПЕЧАТНОЙ

ПЛАТЫ

Автор-составитель:

Канд. тех. наук, доц. А.Е.Ермаков

Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки уровню подготовки специалистов уровню подготовки инженера по специальности 230101.65 (ЭВМ).

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Задание НА курсовую работу с методическими указаниями

1. Общие требования к выполнению курсовой работы

Курсовая работа выполняется на листах формата А4. На титульном листе должны быть указаны данные студента и его учебный шифр. Вариант задания определяется по двум последним цифрам учебного шифра в соответствии с табл. 1. На защиту курсовой работы студент предоставляет файлы, содержащие электрическую схему и топологию печатной платы.

В курсовой работе должны быть выполнены все пункты задания, которое приводится в начале работы. Курсовые работы, не соответствующие указанным требованиям, возвращаются студенту без рецензии.

2. Задание на курсовую работу

2.1. Выбор варианта задания

Разработать конструкцию печатной платы (ПП) типового элемента замены (ТЭЗ) ЭВМ с использованием САПР радиоэлектронной аппаратуры. Электрическая схема ТЭЗ и технические требования к нему определяются в соответствии с табл. 1.

Таблица 1. Варианты задания на курсовую работу

Цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Номер приложения	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Класс точности	2	3	4	4	3	2	4	3	2	3

Примечания.

1. По последней цифре шифра студента определяется номер приложения, в котором приведена принципиальная схема ТЭЗа;

2. По предпоследней цифре шифра студента определяется класс точности изготовления ПП;

3. Вид конструктивного исполнения компонентов, устанавливаемых на ПП, определяется суммой двух последних цифр шифра студента: если сумма четная, то компоненты выполнены в DIP корпусах, если же нечетная, то в планарных корпусах.

2.2. Требования к содержанию разделов

расчетно-пояснительной записки

Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки и графических материалов.

Расчетно-пояснительная записка должна содержать:

1. Титульный лист.

2. Содержание.

3. Задание на курсовое проектирование.

4. Расчетная часть должна включать:

1. Расчет ориентировочной площади печатной платы и выбор ее размеров;

2. Выбор типа материала печатной платы;

3. Расчет элементов проводящего рисунка печатной платы;

5. Графические материалы:

1. Чертеж схемы электрической принципиальной;

2. Перечни элементов;

3. Сборочный чертеж печатной платы с указанием таблицы сверловки;

4. Вид печатной платы со стороны пайки;

5. Вид печатной платы со стороны компонентов (для двухсторонних ПП).

6. Список используемой литературы.

3. Методические указания к выполнению курсовой работы

Прежде чем приступать к проектированию ПП конструктор должен определить ее размеры, рассчитать элементы проводящего рисунка и выбрать тип разъемного соединения для ее подключения к остальным блокам аппаратуры.

Обычно размеры ПП определяются конструкцией блока, в который она будет устанавливаться. Однако ее площадь не может быть меньше, чем суммарная площадь компонентов, которые будут на нее установлены. Если же при проектировании используется восходящий метод, то в начале определяются размеры платы, а затем конструкция блока. Причем площадь ПП должна быть минимальной.

Размеры проводящего рисунка зависят от класса точности изготовления ПП, который, в свою очередь, определяется тем технологическим оборудованием, которое будет использоваться для изготовления ПП. Поэтому все эти вопросы должны быть решены совместно с инженерами-технологами до начала проектирования ПП.

Тип разъемного соединения определяется, прежде всего, условиями эксплуатации разрабатываемой аппаратуры и выбирается студентом самостоятельно. Разъёмные соединения позволяют многократно соединять и разъединять механические детали конструкций без повреждения её элементов. Требования к разъёмным соединениям в основном сводятся к обеспечению прочности, надёжности, долговечности, удобству эксплуатации.

3.1. Расчет ориентировочной площади печатной платы

и выбор ее размеров

Расчет ориентировочной площади ПП (

) выполняется по формуле:

,

где

– площадь i-го компонента, которая определяется его габаритными размерами, указанными в соответствующей справочной литературе;

n_i – количество однотипных ЭРЭ;

– площадь зазора вокруг i-го компонента. На практике этот зазор составляет 2…3 мм;

N – общее количество однотипных ЭРЭ.

В качестве примера рассмотрим расчет площади ПП, на которой будут размещены следующие компоненты:

1. Микросхемы в корпусе DIP14 – 4 шт.;

2. Микросхемы в корпусе DIP20 – 2 шт.;

3. Микросхема в корпусе DIP40 – 1 шт.;

4. Резисторы МЛТ-0,125 – 4 шт.;

5. Конденсаторы КМ6б-0,1 – 6 шт.;

6. Разъем ГРПМ31 – 1 шт.

Расчет площади, занимаемой компонентами на ПП, сведен в табл. 2.

Таблица 2

Наименование компонентов	Количество в схеме, шт.	Площадь компонента с учетом зазора, мм2	Общая площадь, занимаемая однотипными компонентами, мм2
Резисторы МЛТ-0,125	4	40	160
Конденсаторы КМ6б-0,1	6	51	306
Микросхемы DIP14	4	287	1150
Микросхемы DIP20	2	380	760
Микросхема DIP40	1	1100	1100
Разъем ГРПМ31	1	2500	2500
Итого			5976

В соответствии с ГОСТ 10317-79 печатная плата будет иметь размеры: ширина – 60 мм; длина –100 мм.

В приложении 11 приведены рекомендуемые размеры ПП.

3.2. Выбор типа материала печатной платы

Для изготовления печатных плат химическим и комбинированным методами необходимо иметь листовой материал в виде изоляционного основания с приклеенной к нему металлической фольгой. В зависимости от назначения печатной платы в качестве изоляционного основания используют в основном гетинакс и стеклотекстолит различной толщины. Фольгу делают из меди, так как она обладает хорошими проводящими свойствами.

Фольгированный материал может быть односторонним (например СФ-1-35) или двухсторонним (например СФ-2-35). В последнем случае фольгу наносят на две стороны изоляционного основания. Фольгированный гетинакс (ГФ) уступает остальным материал как по физико-механическим, так и по электрическим свойствам.

Фольгированный гетинакс рекомендуется использовать для аппаратуры, работающей при нормальной влажности окружающего воздуха. Фольгированный стеклотекстолит обладает повышенной нагревостойкостью и может работать при температуре свыше 100°С не более 100 часов.

В табл. 3 приведены основные параметры фольгированных стеклотекстолита и гетинакса после выдержки в течение 24 часов при температуре 40 °С и относительной влажности до 98%.

Таблица 3

Наименование параметра, единица измерения	Материал
	ГФ	СФ
1. Удельное объемное сопротивление, Ом×см, не менее	1×109	5×1012
2. Тангенс угла диэлектрических потерь, не более	0,07	0,03
3. Прочность сцепления фольги с основанием, Н/см2,не менее	9,0	10,0

Для устройств железнодорожной автоматики и средств вычислительной техники рекомендуется применять СФ.

3.3. Расчет элементов проводящего рисунка печатной платы

Печатная плата предназначена для электрического соединения элементов схемы. По конструктивному исполнению различают односторонние, двусторонние, многослойные и гибкие печатные платы. По точности выполнения элементов конструкции в соответствии с ГОСТ 23751-86 печатные платы делятся на пять классов точности.

Основными данными для расчета элементов печатного монтажа являются: класс точности, установочные характеристики компонентов и допуски на отклонения размеров координат элементов печатного монтажа от номинальных значений. Допуски на отклонения определяются уровнем технологии, применяемым оборудованием и т.д..