Разработка конструкции функционального узла с проведением необходимых расчётов и предоставлением комплекта конструкторской документации, страница 2

3.2.3. Гарантийный срок службы изделия должен быть не менее 5 лет.

3.2.4. Изделия должны допускать хранение в складских и отапливаемых помещениях. Срок хранения не более 2 лет.

3.3. Условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту.

3.3.1. Изделие относится к стационарной группе РЭС (1-я группа).

3.3.2. Характеристики внешних воздействий:

- температура окружающей среды — 278…333 К;

- относительная влажность воздуха — до 93% при температуре 25 оС;

- вибрация в диапазоне частот 10…30 Гц  с ускорением до 19,6 м/с2 (2g);

- пониженное атмосферное давление — 61 кПа.

3.3.3. Время подготовки продукции к использованию после транспортирования и хранения должно быть не более 1 часа.

3.3.4. Должно предусматриваться периодическое обслуживания изделия через 1000 ч. работы. Обслуживание должно производиться непосредственно на месте установки изделия. Устройство и конструкция изделия должны быть рассчитаны на обслуживание одним техником с разрядом не ниже 3-го. Ориентировочная трудоёмкость ремонтных работ не должна превышать 2 ч/ч. Конструкция изделия должна предусматривать работу с ним без применения специальных мер обеспечения безопасности.

4. Обоснование выбора элементной базы

4.1. При выборе элементной базы рассматривают основные дестабилизирующие факторы для конкретной группы РЭС — стационарная, работающая в отапливаемых помещениях (группа 1). Выбор элементной базы определяется режимом работы, серийностью производства, патентоспособностью конструкции, стоимостью изготовления и схемой электрической принципиальной.

4.2. РЭС работает в автоматическом режиме и во взаимодействии с человеком оператором. К месту установки РЭС доставляется упакованной. Поэтому такие механические воздействия, как вибрации и удары, вызванные транспортированием, необходимо учитывать при разработке упаковочной тары. Использование элементов, ИС в герметичных корпусах облегчает замену вышедших из строя ЭРЭ. Перечень используемых в ФУ ЭРЭ, а также их характеристики, приведены в приложении А. Здесь же приведены параметры внешних воздействий, соответствующие заданной группе РЭС. По результатам анализа таблицы, элементная база соответствует заданным условиям эксплуатации.

5. Пояснение к внутренней и внешней компоновке РЭА

5.1. Под компоновкой понимается процесс размещения комплектующих модулей, ЭРЭ и деталей РЭА на плоскости и в пространстве с определением основных геометрических форм и размеров. При компоновке должны учитываться требования оптимальности функциональных связей между модулями, их устойчивость и стабильность, требования прочности и жёсткости, помехозащищённости и нормального теплового режима, требования технологичности, эргономики, удобства эксплуатации и ремонта. Размещение комплектующих элементов в модуле должно обеспечивать равномерное и максимальное заполнение конструктивного объёма с удобством доступа для осмотра, ремонта и замены. Замена детали или сборочной единицы не должна приводить к разборке всей конструкции или её составных частей. Для устойчивого положения изделия в процессе эксплуатации центр тяжести ФУ должен находиться по возможности ближе к опорной поверхности.

5.3. Основной особенностью конструкции ФУ на полупроводниковых приборах с использованием печатного монтажа является компоновка схемных элементов на плоскости изоляционной платы, с двух сторон которой нанесён электромонтаж, выполненный в виде печатных проводников. В узлах с печатным монтажом выводы схемных элементов изгибают так, что бы можно было осуществлять их автоматизированную установку на платы и пайку соединения с печатными проводниками без дополнительных опорных контактов. Форма изгиба учитывает минимальный установочный объём. Для обеспечения возможности покрытия платы защитным слоем лака используется способ установки ЭРЭ с гарантированным зазором. Установка схемных элементов и нанесение на плате печатных проводников производится по единой координатной сетке с шагом 2,5 мм.

5.5. Центры отверстий располагаются в узлах координатной сетки. Если в конструкции навесного элемента имеются два и более выводов, расстояние между которыми не кратно шагу координатной сетки, то центр одного вывода (обычно первого) располагается в узле координатной сетки, а центры отверстий под другие выводы располагаются согласно чертежу на данный элемент. Это утверждение, в основном, относиться к импортным элементам (микросхемам), для которых принят шаг расположения выводов кратный 0,1 дюйма (2,54 мм).

5.6. При определении варианта компоновки ЭРЭ и микросхем на коммутационной плате необходимо учитывать:

- зону, занимаемую элементом и определяемую установочным размером, площадью коммутации и зоной теплового влияния;

- полезную площадь коммутационной плёночной платы;

- обеспечение минимальной длины электрических связей между элементами.

6. Обоснование выбора конструкции, материалов и покрытий

7.1. В соответствии с ГОСТ 10317-79 форму ПП выбираем прямоугольную. При этом линейные размеры ПП выбираем равными 200´185 мм, в соответствии с ОСТ 4.010.020-83, ограничивающего ГОСТ 10317-79.

7.2. Двусторонняя ПП с гальваническим соединением печатных слоёв в настоящее время является распространённой конструкцией. Она позволяет обеспечить наибольшую по сравнению с другими типами ПП плотность размещения ЭРЭ при высокой надёжности соединений. Основываясь на данное обстоятельство и на условия эксплуатации, по таблице 2.1[2] выбираем материал для ПП — СФ-2-50-1,5, рабочая температура от 213К до 393К. Материал СФ обеспечивает достаточную механическую прочность и снижает отрицательное влияние гальванической обработки на клеевой слой, соединяющий фольгу с материалом основания, и на сам материал.

7.4. Стабильность электрических, механических и других параметров ПП может быть обеспечена применением металлических и неметаллических покрытий. В качестве покрытия проводящего рисунка (ПР) для защиты от коррозии, улучшения способности к пайке использовать сплав "РОЗЕ" толщиной 4…5 мкм. Контактные площадки и металлизированные отверстия покрываются также металлом для улучшения смачиваемости припоем при пайке, и лаками для сохранения паяемости и защиты поверхности от коррозии и окисления. Проводники вместе с диэлектрическим основанием защищают эмалью, которая позволит уменьшить расход припоя при операции групповой пайки волной припоя или окунанием, защитить ПП от загрязнения.

7.5. Для защиты от влаги ПП с установленными на неё ЭРЭ, применяют органический лак УР-231, обеспечивающий твёрдое, прочное покрытие, выдерживающее температуру от 213 до 393К.

7. Обоснование необходимых мер по защите РЭС от дестабилизирующих факторов.

7.1. На этапе предварительной разработки конструкции ФУ приходится решать следующие вопросы, связанные с защитой от дестабилизирующих факторов:

- необходимость герметизации корпуса узла;

- защита РЭА от воздействия ионизирующего излучения (если оно существует);