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