1. Технічне завдання

Задана схема електрична принципова (рис. 1). Необхідно розробити конструкторську документацію складального вузла для кліматичного виконання УХЛ-4. Задачею даної курсової роботи є розробка на основі виконаних ескізних компонувань обґрунтованого варіанту конструкції пристрою. Ця конструкція повинна враховувати особливості електричної принципової схеми і інші вимоги технічного завдання, включаючи експлуатаційні вимоги, захист від дій (механічних, кліматичних), питання надійності.

Рис. 1. Схема електрична принципова сигналізатора перенагрівання.

2. Вибір матеріалу

Враховуючи особливості схеми електричної принципової та номенклатуру електронних елементів, що застосовуються, а також особливості монтажу та умови експлуатації виробу в цілому, друковану плату рекомендується виготовити з двостороннього склотекстоліту марки СТЕФ за ГОСТ 8059-85 товщиною 1,5 мм. Розміри друкованої плати визнач аються технологічно допустимою щільністю монтажу та складністю. Даний ГОСТ 8059-85 був обраний так як найбільше відповідає нам по технічному призначені, а саме використанні у кімнатних умовах.

3. Конструктивно-технологічні розрахунки

Конструктивно-технологічні розрахунки друкованих плат виконуються, враховуючи виробничі похибки рисунка провідникових елементів, фотошаблону, базування, свердління тощо. Граничні значення основних параметрів друкованого монтажу, які можуть бути забезпечені при конструюванні та виробництві для п’яти класів щільності друкованого монтажу, приведені в табл. 1.

Таблиця 1.

№ з/п	Найменування розрахункових елементів	Позначення		Розміри елементів для класу густини друкованого монтажу
		Згідно з мето­дикою	за ГОСТ
				1	2	3	4	5
1	Ширина провідника (мм)			0,75	0,45	0,25	0,15	0,10
2	Відстань між провідниками, контактними площадками, про­відником і контактними пло­щадками, провідником і мета­лізованими отворами (мм)			0,75	0,45	0,25	0,15	0,10
3	Відношення діаметра металізо­ваного отвору до товщини дру­кованої плати			0,40	0,40	0,33	0,25	0,20
4	Ширина пояска контактної пло­щадки (мм)			0,30	0,20	0,10	0,05	0,025

Схема, зображена на рис. 1, може бути реалізована в першому класі щільності друкованого рисунка. Звідси для проектуємої друкованої плати приймемо:

= 0,75 мм;

= 0,75 мм;

= 0,4 мм;

= 0,3 мм.

Вибрані нами розміри згідно з табл. 1. необхідно зіставити з технологічними можливостями конкретного виробництва. Допустимі похибки виконання конструк­тивних елементів друкованої плати наведені в табл. 2.

Таблиця 2.

Похибка	Позначення	Максимальне значення, мм
розміщення отвору відносно координатної сітки		0,07
розміщення контактної площадки		0,15
діаметра отвору		0,12
фотокопії та фотошаблону		0,06
зміщення провідника		0,05
розміщення контактної площадки відносно координатної сітки на фотошаблоні		0,05

Мінімальний діаметр перехідного отвору визначимо із співвідношення:

,

де – відношення діаметра металізованого отвору до товщини плати;

– розрахункова товщина друкованої плати.

У даному випадку для = 0,4 мм та = 1,5 мм отримаємо:

мм.

Мінімальний діаметр монтажного отвору визначимо із нерівності:

,

де – діаметр виводу електронного радіоелементу або з’єднувача;

– зазор між виводом та монтажним отвором (максимальна надійність паяного з’єднання буде при  = 0,20,6 мм.);

– товщина гальванічно-нарощуваної міді (звично h₂ = 0,050,06 мм);

– похибка діаметра отвору.

У даному випадку для = 0,59 мм,  = 0,2 мм,  = 0,05 мм та = 0,12 мм отримаємо:

мм.

Приймемо діаметр монтажного отвору = 1,0 мм. Такий вибір зумовлений номенклатурою різального інструмента та трасуванням друкованих з’єднань.

Шорсткість поверхні неметалізованого отвору та торців плати повинна складати , металізованих поверхонь отворів (ГОСТ 2789-73).

Мінімальний діаметр контактної площадки металізованих отворів з ураху­ванням похибок та підтравлювання фольги обчислимо за формулою:

,

де – ширина пояску контактної площадки;

– мінімальний діаметр монтажного отвору;

– похибка розміщення отвору відносно координатної сітки;

– похибка розміщення контактної площадки;

– похибка фотокопії та фотошаблону;

– товщина фольги.

У цьому випадку для = 0,3 мм, = 1,0 мм, = 0,07 мм, = 0,15 мм, = 0,06 мм та = 0,1 мм отримаємо:

мм.

Мінімальна ширина провідника з урахуванням підтравлювання залежить від міцності зчеплення провідника з основою без відшарування:

,

де – ширина провідника;

– похибка фотокопії та фотошаблону;

– товщина фольги.

У даному випадку для = 0,75 мм, = 0,06 мм та = 0,1 мм отримаємо:

мм.

Мінімальна відстань між провідником та монтажним отвором з контактною площадкою, яка може бути одержана:

,

де – відстань між центрами отворів та осьовими лініями провідників (див. на рис. друкованої плати);

– мінімальний діаметр контактної площадки металізованих отворів з урахуванням похибок та підтравлювання фольги;

– похибка розміщення контактної площадки відносно координатної сітки на фотошаблоні;

– мінімальна ширина провідника з урахуванням підтравлювання;

– похибка зміщення провідника.

У даному випадку для = 2,5 мм, = 2,25 мм, = 0,05 мм, = 0,96 мм та = 0,05 мм отримаємо:

Мінімальну відстань між двома провідниками визначимо за формулою:

,

де – відстань між центрами отворів та осьовими лініями провідників;

– мінімальна ширина провідника з урахуванням підтравлювання;

– похибка зміщення провідника.

У даному випадку для = 2,5 мм, = 0,96 мм та = 0,05 мм отримаємо:

мм.

Обчислені значення та для вибраного класу друкованого монтажу порівняємо із значенням . Оскільки та , то обчислені мінімально можливі значення параметрів друкованих елементів корегуємо в сторону збільшення на основі конструктивних особливостей друкованої плати.

Розміри елементів становлять:

Таблиця. 3

Елемент	Кіл.	Ширина, мм	Довжина, мм	Площа кв. мм	Загал. площа	Вага, гр
С2-33	6	4	11	44	264	0,25
СП3-36а	1	5	15	75	75	0,4
К50-35	2	8	8	64	128	0,6
КТ31202БМ-ЕМ, КТ3107Б	3	7	7	49	147	0,6
АЛ307К	1	6,3	6,3	40	40	0,4
КР1156ЕУ5	1	9,6	10	96	96	2
Отвори кріплення	2	5	5	25	50	-
Контактні площадки	2	4	4	25	50	-

Загальна площа займана елементами тоді буде становити:

S1=264+75+128+147+40+96+50+50=850 мм кв

Для того щоб дізнатись розмір плати потрібно скористатись формулою :

S= S1/К, де К=0,5..0,7 К - коефіцієнт заповнення

S=850961/0,5=1700мм кв

Отже необхідна площа становить 1700мм кв, а це відповідає по ГОСТу розмірам 50 на 40 мм.

Далі будуть показані основні елементи їх креслення та корпуса з габаритними розмірами:

Рис. 2. Конденсатор електролітичний К50-32(СВ110)

Для конкретних номіналів конденсатори мають D=5мм h=11мм

Рис. 3. Зміний резистор СП3-38а 0,125Вт

Даний резистор розташовується біля краю плати аби мати доступ для настроювання його на потрібний номінал

Рис. 4. Резистор С2-33 0,25Вт

Для даної потужності габарити резистора становлять:

L=7,0мм

D=3,0мм

H=18,0мм

d=0,6мм

Рис. 5. Індикатор світлодіод АЛ307К

Рис. 6 Мікросхема КР1156ЕУ5

Створення принципової та друкованої плат проводилися у програмі DipTrace. Результати моделювання. А також перелік елементів та їх корпусів знаходиться у додатках.