6.2 Компоновочный расчет печатной платы устройства

При компоновке элементов на печатных платах необходимо рассчитать площадь печатных плат ():

(3.23)

где площадь вспомогательных участков;

коэффициент дезинтеграции, принимаем равным 2;

установочная площадь i-го элемента;

количество элементов.

Таблица 6.3 – Значения установочной площади элементов, устанавливаемых на проектируемые печатные платы

Элемент	Количество	Установочная площадь элемента, мм2	Суммарная установочная площадь, мм2
1	2	3	4
Плата блока питания
Стабилитрон
3EZ10D5	1	14,7	14,7
Диодные мосты
BR1010		225	225
КЦ405Ж		486	486
Конденсаторы
К31-11 – 400 В – 0,1 мкФ  10%	1	60	60
К10-7– 0.047...0,1 мкФ  10%;	3	15	45
К50-16 – 25 В – 100 мкФ  10%	1	12,56	12,56
К50-16 – 16 В – 2000 мкФ  10%	1	153,86	153,86
Gembird – 4700 мкФ 10%	4	1000	4000
Резисторы
С2 – 23 – 0,25 – 100  20%	2	35,88	71,76
Всего			5068,88
Платы усилителя низкой частоты
Микросхемы
ТDA7294	2	200	400
Диоды
1N4007DS	2	14,7	29,.4

Продолжение таблицы 6.3

1	2	3	4
Конденсаторы
К10-7– 0.15...0,68 мкФ  10%;	10	15	150
К10-7– 1,5 мкФ  10%;	4	30	120
К50-16 – 50 В – 10 мкФ  10%	4	50,24	200,96
К50-16 – 50 В – 100 мкФ  10%	4	25	12,56
К50-16 – 50 В – 1000 мкФ  10%	4	200,96	153,86
Резисторы
С2 – 23 – 0,25 – 3,3 Ом...82 кОм  20%	20	35,88	717,6
Всего			1784,38
Плата предусилителя и темброблока
Микросхемы
AN5836	1	94,5	94,5
BA3822LS	1	60	60
Конденсаторы
К10-7– 3,3 нФ...0,68 мкФ  10%;	10	15	150
К50-16 – 50 В – 1 мкФ  10%	2	10, 25	20,5
К50-16 – 50 В – 3,3 мкФ  10%	2	19,625	39,25
К50-16 – 50 В – 10 мкФ  10%	2	50,24	100,48
К50-16 – 16 В – 47 мкФ  10%	1	23,84	23,84
Резисторы
С2 – 23 – 0,25 – 150 Ом...6,8 кОм  20%	17	35,88	609,96
Всего			1098,53
Плата регулировок эквалайзера
Резисторы
СП3-33	6	240	1440
Плата регулировок предусилителя
Резисторы
СП3-19А	4	135	810

Определяем площадь печатной платы проектируемого устройства:

мм².

мм².

мм².

мм².

мм².

Исходя из расчетов площадей плат, выбираем:

• плату блока питания размером 175×80 мм и площадью 14000 мм²;

• платы усилителей низкой частоты размером 50×60 мм и общей площадью

6000 мм²;

• плату для эквалайзера и предусилителя размером 110×60 мм и площадью 6600 мм²;

• плату регулировок эквалайзера размером 170×30 мм и площадью 5100 мм²;

• плату регулировок предусилителя размером 115×20 мм и площадью 2300 мм².

2. Выбор, обоснование и описание метода изготовления печатной платы

Печатные платы бывают односторонние, двухсторонние и многослойные. В проектируемом устройстве применяются два вида плат: односторонние и двухсторонняя. Этот выбор основан на том, что все устройство состоит из шести печатных плат, которые при их выходе из строй могут быть заменены на заменяемые. Также применение двух видов печатных плат предотвратит перерасход материала плат.

Для изготовления двухсторонней платы будем применять стеклотекстолит фольгированный двухсторонний марки СФ-2-35-1,5. Для односторонних печатных плат используем односторонний фольгированный стеклотекстолит марки СФ-1-15-1,5.

Метод изготовления печатной платы зависит от назначения конструкции, условий ее эксплуатации, от материала диэлектрика и т.д.

Методы изготовления печатных плат делятся: субтрактивные (удаление лишнего токопроводящего покрытия) и аддитивные (осаждение токопроводящего слоя). Субтрактивный метод бывает двух видов: химический и комбинированный. Аддитивный метод на химический и химикогальванический.

В субтрактивных методах в качестве основания для печатного монтажа используют фольгированный диэлектрик, на котором формируется проводящий рисунок путём химического удаления фольги с незащищённых участков. Для этого на медную фольгу диэлектрика наносится рисунок, а незащищённые участки фольги стравливаются. При необходимости металлизации монтажных отверстий (химико-гальваническая металлизация монтажных отверстий) применяют комбинированные методы изготовления печатных плат

Аддитивные методы основаны на избирательном осаждении токопроводящего покрытия на диэлектрическую подложку, на которую предварительно наносится слой клеевой композиции. Платы, изготовленные этим методом, имеют высокую разрешающую способность (проводники с шириной до 0.1 мм)

Для получения рисунка печатных проводников используют три способа: сеткографический, офсетный, фоторезистивный (позитивный и негативный).

Сеткографический способ нанесения рисунка схемы наиболее рентабелен для массового и крупносерийного производства. При минимальной ширине проводников и расстояния между ними ≥ 0.5 мм и точностью воспроизведения изображения ± 0.1 мм этот способ заключается в нанесении специальной трафаретной краски на плату путём продавливания резиновой лопаткой (ракель) через сетчатый трафарет с необходимым рисунком, образованным открытыми ячейками сетки. Для изготовления трафаретов используются металлические сетки из нержавеющей стали с толщиной проволоки 30-50 мкм и частотой плетения 60-160 нитей на см. Также применяют металлизированное нейлоновое волокно, имеющего лучшую эластичность, толщину нити 40 мкм и частоту плетения до 200 нитей на см. Изображение на сетке получают с помощью экспонирования жидкого или сухого плёночного фоторезиста, после проявления которого, образуются свободные ячейки сетки. Закрепление краски на заготовке осуществляется при длительной сушке в печах с температурой 150-180 ºС.

Метод офсетной печати состоит в изготовлении печатной формы (клише), на поверхности которой формируется рисунок платы. Форма покрывается офсетной краской с помощью валиков, а за тем цилиндром, покрытым слоем офсетной резины, переносят краску с формы на подготовленную поверхность печатной платы. Офсетная печать применяется для крупносерийного производства. Разрешающая способность 0.5-1 мм, а точность ±0.2 мм. Недостаток: высокая стоимость оборудования, квалифицированный персонал, сложность изменения рисунка.

Фоторезистивный способ получения рисунка позволяет получить ширину проводников и расстояние между ними 0.1-0.15 мм с точностью воспроизведения до 0,01 мм. С экономической точки зрения этот способ менее рентабелен, но позволяет получить максимальную разрешающую способность рисунка и поэтому применяется в мелкосерийном и серийном производстве. Способ основан на использовании светочувствительных композиций — фоторезисторов: негативный и позитивный.

При использовании негативного фоторезиста облучённые участки остаются (задубливаются), а не облученные смываются. Позитивный наоборот — облученные участки вытравливаются. Позитивный метод рекомендуется для изготовления насыщенных модульных плат. Негативный – для изготовления, преимущественно, неответственных плат специального назначения.

В настоящее время получило распростронение разновиднасть комбинированного метода, в котором сочетается перенос фольги (метод временного основания) с гальвано-химической металлизацией монтажных отверстий. В этом способе основание платы в меньшей степени подвергается воздействию химических сред. Этот комбинированный метод наиболее перспективен, так как он позволяет с помощью автоматики решить сложную технологическую задачу создание надежных и дешевых в производстве переходных соединений между сторонами печатной платы.

Для получения рисунка печатных проводников односторонних печатных плат выбираем сеточно-химический метод. В качестве метода изготовления двухсторонней печатной платы комбинированный негативный метод. Этот выбор можно мотивировать тем, что плата является двухсторонней, и имеются металлизированные отверстия, так же этот метод наименее трудоёмок, легко механизируется, обеспечивает высокую разрешающую способность. Так же преимуществами комбинированного негативного метода являются освоенность процесса производства и широкую номенклатуру травителей.

Данный метод имеет следующую структуру состава операций:

005 Получение контура заготовки штамповкой

010 Подготовка поверхности заготовки

015 Нанесение негативного рисунка схемы, ретуширование

020 Подсушивание заготовок

025 Травление металлической фольги с пробельных мест

030 Промывка и подсушивание заготовок, контроль

035 Нанесение защитного слоя лака нитроклей АК-20, подсушивание заготовок

040 Сверление отверстий, их зенкование

045 Химическое меднение отверстий на толщину 1 – 2 мкм

050 Снятие защитного слоя лака

055 Гальваническое меднение отверстий до 25 мкм

060 Снятие фоторезиста

065 Покрытие проводников сплавом «Розе»

070 Контроль

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За время прохождения преддипломной практики были изучены:

1. Общая характеристика и структура ООО «Артлинк»;

2. Производственно-экономическая деятельность организации;

3. Изучена и проанализирована работа подразделений организации;

4. Составлен план-проспект дипломного проекта;

5. Общетехническое обоснование разработки устройства (по теме дипломного проекта);

6. Спроектирован печатный модуль (по теме дипломного проекта).

За время прохождения преддипломной практики были получены:

1. Навыки работы с технологическим оборудованием: серверами, модемами, компьютерами предприятия;

2. Навыки работы с измерительным оборудованием (измерение электрических параметров, уровней сигналов передающих/принимающих устройств;

3. Навыки работы по замене отдельных частей оборудования стационарных компьютеров и швейных машин.

ЛИТЕРАТУРА

1. Должностная инструкция инженера-системотехника

2. ГОСТ 12.4.029-76 Фартуки специальные. Технические условия

3. Устав ООО «Артлинк»

4. Методические указания по оформлению КП и ДП для студентов специальности 1-08 01 01-02 «Профессиональное обучение (радиоэлектроника)» /Сост. Т.И. Фещенко, Ю.С. Сычева, О.Н. Образцова, Н.И. Василевская – Мн.: МГВРК, 2006. – 76с

5. Конструирование радиоэлектронных устройств: учеб.-метод. пособие / сост. Н.И Василевская, И.М. Снежкова, О.Н. Образцова. – Мн.: МГВРК, 2004. – 124с.

37