| |||||
МЕНЮ
| Разработка устройства Видеопортp> S = Sмд + ?tво, где Sмд = 0.25 мм (минимально допустимое расстояние между элементами проводящего рисунка) ?tво = 0.1 мм (верхнее предельное значение отклонения ширины проводника) S = 0.25 + 0.1 = 0.35 мм D = Dмо + ?Dво + 2*bн + ?tво + бd + бр + ?tно, где Dмо = 0.8 мм (расчет выше) (диаметр монтажного отверстия) ?Dво = 0 мм (верхнее предельное значение отклонения диаметра отверстия) bн = 0.1 мм (гарантийный поясок) ?tво = 0.1 мм (верхнее предельное значение отклонения ширины проводника) бр = 0.15 мм (диаметральное значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно номинального положения) бd = 0.08 мм (диаметральное значение позиционного допуска расположения центров отверстий относительно номинального положения) ?tно = 0.1 (нижнее предельное отклонение ширины проводника) D = 0.8 + 0 + 2*0.1 + 0.1 + 0.08 + 0.15 + 0.1 = 1.43 Выбираем диаметр контактной площадки согласно ОСТ 4.010.019-81: D = 1.5 мм L = D + t + 2*Sмин + б1, где D = 1.5 мм (расчет выше) (минимальный диаметр контактной площадки) t = 0.35 мм (минимальная ширина проводника, расчет выше) Sмин = 0.25 мм (минимально допустимое расстояние между проводниками (III-й класс точности) б1 = 0.05 мм (диаметральное значение позиционного допуска расположения проводника относительно номинального положения) L = 1.5 + 0.35 + 0.25*2 + 0.05 = 2.4 мм Так как полученное расстояние L = 2.4 < 2.5 (расстояние между ножками микросхемы), то выбранный нами III-й класс точности печатного монтажа соответствует требованиям. Конструктивно–технологический расчет печатных плат производился с
учетом производственных погрешностей рисунка проводящих элементов,
фотошаблонов, базирования, сверления, экспонирования и т.д. по ГОСТ 23751 – 2. Расчет электрических параметров схемы. ? = 0.05 Ом*мм2 / м (удельное сопротивление проводника) l = 15 см (взято с избытком) (максимальная длина проводника) I = 130 мА (максимальный ток в проводнике) hф = 0.035 мм (толщина проводника) Uп = 0.4 В (величина помехоустойчивости ИС) bпр > ( 320*10-3 *0.05*10-6 *130*10-3 ) / ( 35*10-6 *0.4 ) = 149 мкм Для III-его класса точности минимальная ширина проводника 0.25 мм, а следовательно удовлетворяет условию bпр = 0.25 > 0.149. Rпо = ( ?*hмо ) / ( 2?*r*hм ), где ? = 0.05 Ом*мм2 / м (удельное сопротивление проводника) hмо = 1.5 мм (высота металлизированного отверстия) r = 0.4 мм (расчет выше) (внешний радиус отверстия) hм = 0.035 мм (толщина металлизации) ? = 0.05 Ом*мм2 / м (удельное сопротивление проводника) l = 10 см (длина проводника) I = 1.1 А (наибольший ток в схеме) hф = 0.035 мм (толщина проводника) Uп = 5 В (напряжение питания устройства) bпр > ( 30*10-3 *0.05*10-6 *1.1 ) / ( 35*10-6 *0.01*5 ) = 0.94 мм Из полученного значения видно, что выбранная ранее величина соответствует расчетной bпр = 1 > 0.94 мм. С = ( 0.12*10-12 *?*l ) / ( lg[2*d / ( h + b )] ), где ? = 5.8 (диэлектрическая проницаемость диэлектрика, покрытого лаком [1]) l = 8 см (максимальная длина проводника) h = 0.035 мм (толщина проводника) d = 0.25 мм (минимально допустимое расстояние между проводниками (III-й класс точности) b = 0.25 мм (ширина проводника) C = ( 0.12*10-12 *5.8*0.08 ) / ( lg[2*0.25 / ( 0.035 + 0.25 )] ) = М = 2*l*( 2.3*lg[ 2*b / (d + b) ] + (d + b) / l +1)*10-9, где l = 8 см (максимальная длина проводника) d = 0.25 мм (минимально допустимое расстояние между проводниками (III-й класс точности) b = 0.25 мм (ширина проводника) М = 2*0.08*( 2.3*lg[ 2*0.25 / (0.25 + 0.25) ] + (0.25 + 0.25)* 10-3 / 0.08 +1)*10-9 = = 0.16 мкГн 3. Проверочные расчеты и оценка помехоустойчивости. Расчет сопротивления изоляции параллельных проводников [pic], где Время задержки распространения сигнала [pic], где Тип линий связи на плате [pic], где
lКР – критическая длина линии связи. Допустимое значение паразитной емкости между печатными проводниками СДОП = СПОГ* lmax , где Максимально допустимая длина параллельных проводников при учете только емкостной паразитной связи между ними [pic] Удельное падение импульсного напряжения [pic], где t = 0,25 мм. Максимальная длина одиночного проводника [pic], где Максимальная индуктивность сигнального проводника L = LПОГ* lCmax = 1,8 мкГн/м * 0,13 м = 0,26 мкГн Максимально допустимая длина параллельных проводников при учете только индуктивной паразитной связи между ними Для допустимой длины параллельных проводников lДОП.M = 150 мм при учете
только индуктивной паразитной связи должны выполняться следующие условия:
а) плата без экранирующей плоскости Проверочные расчеты и расчеты помехоустойчивости проводились в соответствии с ОСТ 4.ГО.010.009. 5. Обоснование технических требований в чертежах. 6. Оценка технологичности конструкции. Основным показателем, используемым для оценки технологичности
конструкции, является комплексный показатель технологичности К. Комплексный
показатель определяется на основе семи базовых показателей технологичнсти [pic]
?1 … ?7 – функции, нормирующие весовую значимость базовых показателей. Коэффициент использования ИМС в блоке [pic], где
nИМС = 24– число ИМС в блоке. Коэффициент автоматизации и механизации монтажа [pic], где
nАМ – число монтажных соединений, которые могут осуществляться
механизированным или автоматизированным способом. Коэффициент механизации подготовки элементов к монтажу [pic], где
nМП = 63 – число элементов, подготовка которых к монтажу может
осуществляться механизированным или автоматизированным способом. Коэффициент механизации операций контроля и настройки [pic], где
nМКН – число операций контроля и настройки, осуществляемых
автоматизированным или механизированным способом, включая и те, которые не
требуют использования средств механизации. Коэффициент повторяемости элементов [pic], где
nТЭ = 12– общее число типоразмеров элементов в блоке. Коэффициент применяемости элементов [pic], где
nТ.ОР.Э = 0 – число типоразмеров оригинальных элементов в блоке, т.е.
деталей, которые впервые разрабатываются самим предприятием. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей [pic], где
nПР – число деталей, заготовки которых или сами детали получены
прогрессивными методами формообразования (штамповка, прессование, пайка,
сварка). Значимости весовых коэффициентов показателей К ?1 = 1,0; ?2 = 1,0; ?3 = 0,75; ?4 = 0,5; Кпэ = ( 1 + Nт ) / Nэрэ, где Nт = 12 – число типоразмеров ЭРЭ в изделии, Nэрэ = 39 – число ЭРЭ в изделии. Кпэ = ( 1 + 12 ) / 39 = 0.33 т.е. хорошая повторяемость. Кп = Nкпг / Nкп, где Nкпг – число контактных площадок, паянных групповым методом, Nкп – общее число контактных площадок. Т.к. Nкпг = Nкп, то Кп = 1 (серийное производство) Кповт.ис = 1 – Nт.ис / Nис, где Nт.ис = 5 – число типоразмеров ИС в изделии, Nис = 24 – число ИС в изделии. Кповт.ис = 1 – 5 / 24 = 0.79 (высокая повторяемость) Кур = 1 – Nур / Nэрэ, где Nэрэ = 13 – число ЭРЭ в изделии, Nур = 4 – число различных установочных размеров. Кур = 1 – 4 / 13 = 0.61 (малая разница установочных размеров) 7. Тепловой расчет Тепловые режимы радиоэлектронной аппаратуры в значительной степени
определяют ее надежность. Микро миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры
привела к значительному увеличению удельных тепловых нагрузок. С позиции
теплофизики радиоэлектронный аппарат представляет собой систему тел,
которые сложным образом распределены в пространстве и являются источниками
и стоками энергии.
Исходные данные для расчета 1. Геометрические параметры корпуса [pic]. [pic]. - базовая температура - То = 293 К, - мощность выделяющаяся в микросхеме - Qэi , Вт - Qэ1 = 0.005 Qэ2 = 0.005 Qэ3 =0.005 Qэ4 = 0.156 Qэ5 = 0.156 Qэ6 =0.156 Qэ7 =0.156 Qэ8 = 0.156 Qэ9 = 0.019 Qэ10 = 0.019 Qэ11 = 0.05 Qэ12 = 0.05 Qэ13 =0.022 Qэ14 =0.033 Qэ15 Qэ16 =0.033 Qэ17 =0.044 Qэ18 =0.044 Qэ19 =0.044 Qэ20 =0.12 Qэ21 =0.125 Qэ22 =0.125 Qэ23 =0.125 - размеры корпуса блока без учета теплоотводящих ребер - Lкх = 0.12 м, Lкy = 0.14 м, Lкz = 0,02 м, - общая площадь внешней поверхности блока - Sк = 0.044 м2, - площадь основания микросхемы - Sэоi , 10-6 м2 Sэ1 =444 Sэ2 =444 Sэ3 =444 Sэ4 =161,25 Sэ5 =161,25 Sэ6 =161,25 Sэ7 =161,25 Sэ8 =161,25 Sэ9 =146,25 Sэ10 =146,25 Sэ11 =161,5 Sэ12 =161,25 Sэ13 =146,25 Sэ14 =146,25 Sэ15=146,25 Sэ16=146,25 Sэ17=146,25 Sэ18=146,25 Sэ19=360 Sэ20= 187,5 Sэ21=187,5 Sэ22=187,5 Sэ23=187,5 - суммарная площадь поверхности микросхемы - Sэi, 10-6 м2 Sэo1 =1784 Sэo2 =1784 Sэo3 = 1784 Sэo4 =612,5 Sэo5 Sэo6 =612,5 Sэo7 =612,5 Sэo8 =612,5 Sэo9 =562,5 Sэo10 Sэo11 =612,5 Sэo12 =612,5 Sэo13 =562,5 Sэo14 =562,5 Sэo16 =562,5 Sэo17 =562,5 Sэo18 =562,5 Sэo19 =1082 Sэo21 =700 Sэo22 =700 Sэo23 =700 - размеры печатной платы - lx = 0.11 м, ly = 0.13 м, - коэффициент перфорации корпуса блока - Кп = 1, - толщина печатной платы - (п = 0.0015мм, - зазор между основанием микросхемы и печатной платой - (з = 0.001 м, - коэффициент теплопроводности диэлектрического основания платы - стеклотекстолита - (1 = 0.372 Вт/м*К, - коэффициент теплопроводности материала, заполняющего зазор между микросхемой и печатной платой - воздух - (s = 0.02442 Вт/м*К, - объем печатной платы - Vп = 10*10-6 м3, - шаг установки микросхем на печатной плате- tx = 0.025м, ty = - давление окружающей среды и давление внутри блока - Н1 = Н2 = 0.1 - мощность выделяющаяся в блоке - Qб = 1,784 Вт. (к = (ко * Ккп * Кн1, где (ко - перегрев корпуса герметичного блока при давлении окружающей среды 0.1 Мпа (ко = 0.1472 * qк - 0.2962 * 10-3 * qк2 + 0.3127 * 10-6 * qк3, Получим - (к = 5.28 К. Qб qз = = 0.066 Вт/ м2 2*(Lкх*Lку+(1/Lкх+1/Lку)*lк*lу*lz) Определяют среднеобъемный перегрев нагретой зоны блока - (з - (з = (к + ( (зо - (ко ) * Ккп * Кн2, где (зо - среднеобъемный перегрев нагретой зоны блока в герметичном корпусе при давлении воздуха внутри блока 0.1 Мпа, (зо = 0.139 * qз - 0.1223 * 10-3 * qз2 + 0.0698 * 10-6 * qз3, Кн2 - коэффициент учитывающий давление воздуха внутри блока, при Н2 = 0.1 МПа, Кн2 = 1. Получим - (з = 2.97 К. (в = ( (з + (к ) / 2 = 4.12 К. [pic] где Ка - коэффициент, учитывающий теплоотдачу от корпуса микросхемы, Ка = 23.54 / ( 4.317 + lg ( Sэi ) ), Получим тепловую проводимость для микросхем, Вт*м2- бк1 =0.01941 бк2 =0.01941 бк3 =0.01941 бк4 =0.00946
бк5 =0.00946 бк6 =0.00937 бк7 =0.00946 бк8 =0.00946 бк9 =0.00903
бк10 =0.00903 бк11=0.00937 бк12=0.00946 бк13=0.00903 бк14 =0.00903
бк15=0.00903 бк16=0.00903 бк17=0.00903 бк18=0.00903 бк19=0.01230
бк20= 0.01019 бк20=0.01019 бк20=0.01019 бк20=0.01019 [pic] Для каждой микросхемы получим, м - Определяют собственный перегрев корпуса микросхемы - (эс - (эс = К * Qэ / ( a + 1 / ( c + 1 / ( b + d ) ) ) , где K - эмпирический коэффициент. Рекомендуется принимать ________ b = ( 4.5 * ( Н2 / 105 + 4 ) * ( * R*R, с = (з / ( (з * ( * R * R ), d = 2* ( * R * (1 * (п * m * ( К1 (m*R) / К0 (m*R) ), где К0 (m*R) и К1 (m*R) - модифицированные функции Бесселя второго
рода нулевого и первого порядка. 1 Rпр = , K0 (m*R) + 4 * K0 (2.7*m*R) m * ( 0.105 * m * + 0.155 ) 1 / tx + 1 / ty Получим для каждой микросхемы - Rпр , м - Rпр6 = 0.03689 Rпр7 = 0.03689 Rпр8 = 0.03689 Rпр9 = 0.03688 Rпр10 = 0.03688
( Qэi * K0 (m*rji) / K0 (m*Ri) ) (эфji = , аi * ( 1 + ( ci + 1 / ai ) * ( bi + di ) ) где (эфji - тепловое влияние i-той микросхемы на данную (j-тую), rji - расстояние между центрами i-той микросхемы и данной, ai, bi, ci, di - обозначения, принятые для упрощения формы записи, ai = ( ( Каi - 4 ) * ( Н2 / 105 + 4 ) * ( Sэi - Sэоi ) , bi = ( 4.5 * ( Н2 / 105 + 4 ) * ( * Ri*Ri, сi = (з / ( (з * ( * Ri * Ri ), di = 2* ( * Ri * (1 * (п * m * ( К1 (m*Ri) / К0 (m*Ri) ), Qэi, Ri, Каi, Sэi, Sэоi - параметры i-той микросхемы. (э - (э = (в + (эс + (эф, Для каждой микросхемы получим - (э , К - Для каждой микросхемы получим - tэ , К -
tэ1 = 297.34575 tэ2 = 297.33394 tэ3 = 298.62579 tэ4 = 310.87538 tэ5 = (вэ = (э - (эс, Для каждой микросхемы получим - (вэ , К - (вэ6 = 5.20498 (вэ7 = 5.29254 (вэ8 = 5.06677 (вэ9 = 7.66646 (вэ10 = Для каждой микросхемы получим - tэ , К -
tвэ1 = 297.15303 tвэ2 = 297.14122 tвэ3 = 298.43307 tвэ4 = 298.05854 tвэ5 = Литература 1. Электронные вычислительные машины. Справочник. Под ред. С.А. Майорова, М.: Сов. радио, 1975 Радио и связь, 1989 Под ред. Э.Т. Романычевой, М.: Радио и связь, 1984 "ЭКОМ", 1998 М.Ю.Масленникова, М.: Издательство "Прибор", 1993 Высшая школа, 1989
[pic] Страницы: 1, 2 |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|