Разработка конструкции и технологии изготовления печатного узла. Принципиальная электрическая схема устройства. Условия эксплуатации устройства. Общие конструкторские требования к устройству. Годовая программа выпуска устройства

Балтийский Государственный Технический Университет им. Д.Ф.Устинова «Военмех»

Кафедра Н2 «Инжиниринг и менеджмент качества»

Курсовой проект

Проект выполнил:

Студент Бараник Ю.Н.

группа И402

Санкт-Петербург

2013 г

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

к курсовому проекту на тему: «Разработка конструкции и технологии изготовления печатного узла»

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.  Принципиальная электрическая схема устройства.

2.  Условия эксплуатации устройства.

3.  Общие конструкторские требования к устройству.

4.  Годовая программа выпуска устройства.

ЧАСТЬ 1

(Срок окончания 13.03)

1.  Провести анализ электрической принципиальной схемы и выбор современной элементной базы с требований ТЗ на КП.

2.  Провести выбор и обоснование типа и технологии печатной платы, класса точности, габаритных размеров, материала, толщина шага координатной сетки.

3.  Произвести на ПК размещение и трассировку элементов с помощью программы.

ЧАСТЬ 2

(Срок окончания 3.04)

Выполнить конструкторско-технологический расчет печатной платы.

1.  Расчет параметров рисунка с учетом технологических погрешностей его получения.

2.  Расчет параметров проводящего рисунка с учетом технологических погрешностей получения защитного рисунка.

3.  Расчет проводников по переменному току.

ЧАСТЬ 3

(Срок окончания 17.04)

Выбор конструкции печатного узла с учетом параметров печатной платы и вида соединителя.

1.  Выполнить конструкторские расчеты печатного узла. Расчет теплового режима.

2.  Оценить уровень качества и надежность конструкции устройства.

ЧАСТЬ 4

(Срок окончания 15.05)

1.  Разработать техпроцесс сборки печатного узла.

2.  Разработать мероприятия по обеспечению необходимого уровня качества изготовления устройства.

3.  Оформить альбом карт техпроцесса сборки печатного узла.

4.  Оформить чертежи:

4.1.  Электрической принципиальной схемы.

4.2.  Топологии печатной платы.

4.3.  Сборочного чертежа печатного узла.

5.  Оформить расчетно-пояснительную записку.

Дата выдачи задания                                                           Срок окончания 22.05

Часть 1

Конструкторское проектирование печатных узлов. Анализ исходных данных.

Печатный узел представляет собой функционально законченный конструктив РЭА, состоящий из печатной платы и установленных на ней электрорадиоэлементов, элементов контроля, крепления, фиксации и электрического соединения.

Исходные данные:

o  условия эксплуатации –наземная  РЭА;

o  годовая программа выпуска – единичное и опытное производство;

o  разъем – на широкой стороне.

Конструирование как инженерная деятельность – процесс поиска, нахождения и отражения в конструкторской документации формы, размеров, состава изделия, входящих в него деталей и узлов, используемых материалов, комплектующих изделий, взаимного расположения частей и связей между ними, указаний на технологию изготовления с целью обеспечить производство изделий с заданными свойствами при наименьшей трудоемкости изготовления.

При проектировании печатных узлов решаются следующие задачи:

o  анализ ТЗ и выбор элементной базы;

o  выбор варианта конструкции узла;

o  выбор типа электрического соединителя и элементов контроля функционирования;

o  выбор элементов крепления, жесткости и фиксации;

o  конструирование печатного монтажа;

o  оценка устойчивости к электромагнитным, тепловым и механическим воздействиям.

1.1 Конструирование печатных плат

Конструирование печатных плат включает следующие этапы:

o  изучение ТЗ на изделие;

o  выбор и обоснование типа и технологии ПП;

o  выбор класса точности, габаритных размеров и конфигурации ПП;

o  выбор материала основания;

o  оценку геометрических параметров проводящего рисунка;

o  разработку КД.

1.1.1 Анализ ТЗ на изделие

При анализе ТЗ определяется состав требований к функциям и основным параметрам конструкции с точки зрения обеспечения функциональных конструкторско-технологических показателей. Изучение ТЗ на изделие, в которое входит плата, позволяет оценить условия эксплуатации, хранения, транспортирования.

Эксплуатационные показатели характеризуют предельные нормы эксплуатации с точки зрения факторов воздействия окружающей среды. Меры воздействия окружающей среды оговариваются для каждой группы аппаратуры и служат критерием для проверки аппаратуры в процессе ее типовых испытаний. Предельные значения параметров ОС, воздействующих на конструкцию РЭА по каждой группе, установлены ГОСТ 16019-78, ГОСТ 17762-72 и ГОСТ 22579-77. Эти значения в каждом случае указываются в ТУ на вновь разрабатываемую аппаратуру.

Воздействующие факторы	Параметры воздействия
Вибрации Частота, Гц Ускорение,	10-70 1-4
Ударные сотрясения Ускорение, Длительность, мс	10-15 5-10
Одиночные удары Ускорение, Длительность, мс	50-1000 0,5-1,0
Температура максимальная Рабочая, °C Предельная, °C	50 60
Температура минимальная Рабочая, °C Предельная, °C	-40 -50
Влажность относительная Насыщенность, % Температура, °C	80-93 40
Акустические шумы Уровень, дБ Частота, Гц	85-125 50-1000
Давление атмосферное Максимальное, Па Минимальное, Па
Линейные ускорения Замедление, g Центральное, g	2-4 2-5
Ветровая нагрузка Рабочая, м/c Предельная, м/c	До 50 До 70

1.2.Анализ электрической принципиальной схемы и выбор элементной базы.

В зависимости от условий эксплуатации определяется группа жесткости по ОСТ 4.077.000, обуславливающая требования к конструкции платы, материалу основания и проводящего рисунка и необходимостью защиты от климатических, механических и других воздействий.

Группа жесткости – это шифр, присваиваемый определенному виду аппаратуры в зависимости от условий эксплуатации, которые оговорены в соответствующем документе типа ГОСТ.

Наименование воздействующего фактора		Значение воздействующего фактора по группе жесткости
		1	2	3	4
Температура окружающей среды	Повышенная, °C Пониженная, °C Время выдержки	85	-60	100	120
Повышенная влажность	Относ Влажность, % Температура, °C Время выдержки	2 суток	93 40 4 суток	10 суток	20 суток
Циклическое воздействие температур	Верхнее значение,°C Нижнее значение, °C число циклов	55 -40 2	85 4		120 9
	Давление, кПа/мм РТ. Ст.		53,6/400		0,67/5

Таблица 1

Так как данное изделие предназначено для эксплуатации в качестве наземной РЭА и не подвергается воздействию высоких температур, давления, не используется в условиях повышенной влажности и цикличности воздействия температур, следовательно, по  ОСТ 4.077.000 изделию следует присвоить первую группу жесткости. Группа жесткости обуславливает требования к конструкции платы, материалу основания и проводящего рисунка, а также необходимость защиты от климатических, механических и других воздействий.

Выбор элементной базы.

Произведем подбор элементов для навесного монтажа на плату, используя