Разработка конструкторской документации на изделие "USB-термометр"

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

вставляем в собранный макет. Включаем питание. Нажимаем кнопку пуск

 

4.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

 

Выбор элементной базы для изделия производится в зависимости от следующих свойств и параметров:

по функциональному назначению;

по номиналу;

по минимальным габаритным размерам;

по надежности;

по технологичности;

по механическим и кинематическим воздействиям

Конденсаторы выбираются по их номинальной емкости, рабочему напряжению, температурному коэффициенту емкости (ТКС), то есть по типу диэлектрика, минимальным габаритным размерам, рабочей температуре и условиям эксплуатации. Выбраны конденсаторы типа К73-17, К10-17А.

Светодиод HL1 выбираем TLCO5100, благодаря его яркому свечению.

Спроектирована резистивная микросборка, длина которой равна 2 мм, и ширина - 2, 5 мм.

Микросхема DD1, выполняющая функцию микроконтроллера марки PIC18F14K50. Важной особенностью PIC18F1XK50 функция обнаружения USB-хоста, которая переводит микроконтроллер в режим пониженного энергопотребления, когда USB-соединение отсутствует. Широкий диапазон питающих напряжений - 1,8-5,5 В - обеспечивает возможность работы от самых разнообразных источников питания, включая батареи и шину USB.

Все электрорадио элементы занесены в таблицу 1, где показаны их габаритные и установочные размеры.

.ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЗИСТИВНОЙ МИКРОСБОРКИ

 

В настоящее время в связи с развитием электронной техники появилась возможность создания радиоэлектронной аппаратуры, компьютеров, аппаратуры связи, позволяющих решать сложные технические, научные и производственные задачи. Усложнение аппаратуры привело к резкому увеличению числа электрон радиоэлементов, входящих в ее состав. Таким образом, появилась необходимость микроминиатюризации аппаратуры.

Общая схема технологического процесса изготовления сложной микросборки, в состав которой входят пленочная многослойная коммуникационная плата, субплаты с пленочными элементами и бескорпусными компонентами, в данном случае резисторы. Комплекс технологических процессов, связанных формированием пленочных элементов и коммутационных проводников, выделен двойными контурными линиями. При этом может использоваться как тонко-, так и толстопленочная технология.

Тонкопленочная технология, в основном, использует формирования пассивных элементов микросхем с повышенной точностью и стабильностью. Возможно также формирование тонкопленочных коммуникаций проводников с достаточно высокой плотностью в многокристальных микросборках.

В данной курсовой работе будет рассмотрена и спроектирована резистивная микросборка и показана методика элементарного расчета.

Рассмотрим некоторые конструктивно-технологические варианты микросборок и перспективы повышения их интеграции, а также особенности применения резистивных материалов в производстве тонкопленочных микросборок. Показано, что наибольшую интеграцию, максимальный теплоотвод и низкую себестоимость изготовления микроэлектронной аппаратуры можно получить путем применения микросборок с подложкой из кремния. Для существенного уменьшения площади тонкопленочных резисторов следует использовать резистивные материалы с ро=5…10 кОм/КВАДРАТ. Вместе с тем уменьшение норм проектирования топологических размеров резисторов до 50 мкм и менее позволяет использовать в качестве резистивного материала адегизонный подслой хрома с величиной ро=250…500 Ом/КВАДРАТ. При этом площадь резистора возрастает незначительно, а себестоимость изготовления микросборки может ивать тонкопленочные резисторы (ТПР) на кремниевых подложках. На кремниевые или поликоровые платы возможна установка как бескорпусных кристаллов, так и компонентов в мини-корпусах, предназначенных для поверхностного монтажа. Как следует из проведенного анализа, площадь кремниевой платы может быть в 6-15 раз меньше печатной платы, что значительно сокращает разрыв в себестоимости их изготовления. Кроме того, в отраслях, где приоритетом является минимизация массогабаритных характеристик, преимущества кремниевой платы с бескорпусными кристаллами бесспорны.

 

.1. Электрический расчет резистивной микросборки

 

Рис. 3. Сопротивление

 

Рассчитаем общую мощность всех резисторов:

 

Р=4*0,125=0, 5 Вт (1)

Робщ.=0,5+0,5=0,25 Вт

 

Рассчитаем сопротивление всех резисторов:

Rобщ.=10+10+10+1=31 кОм

 

ЭлементИсходные значенияРасчетные значенияlммbмм мВтq=r=,R1-R62,210,1251,250,60,750,350,30,03

r1-4=1/2*0,8=0,62; (2)

?1-4=1,25*0,6=0,75 (3)

(4)

 

где - толщина подложки и клея h=1,5 мм

-коэффициент теплопроводности клея и материала подложки

b,l -размеры контакта тепловыделяющего элемента с подложкой.

 

(6)

(7)

 

где, Рэ - рассеиваемая мощность,

 

(8)

 

где - внутренний перегрев n-p-перехода;

- внутреннее тепловое сопротивление 220.

Нормальный тепловой режим элементов и навесных компонентов обеспечивается при выполнении условий:

 

(9)

(10)

,

Тэ=50+53,3+5,6?1250С

Тнк=64?1250С

.

(12)

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3

 

+ (13)

ТэRэфф=50+5,133+1,17=57,03?1250С

Рис. 4. Эскиз изделия

 

Фрагмент ГИС для расчета на тепло:

.Теплоотводящая шина(медь)

.Основание металлического корпуса

.Ситалловая подложка

.Слой оксидного клея

Вывод: как видно из расчетов, условия выпол