Конструкторско-технологическое проектирование печатной платы
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
время использования и способы предотвращения их влияния на этапах конструирования и производства ПП представлено в следующей таблице 3.
Таблица 3 - Влияние дестабилизирующих факторов на ПП.
Воздействующий факторУскоряемые деградационные процессыСпособы предотвращения влияния воздействующих факторов на этапе конструирования и производства ППВысокая температураРасширение, размягчение, обезгаживание, деформация ПП: коробление, прогиб, скручивание1. Применение нагревостойких материалов. 2. Выбор минимальных размеров ПП. 3. Выбор материалов ПП с близким ТКЛР в продольном и поперечном направлении и с медью.Уменьшение электропроводности, нагрузочной способности проводников по току, ухудшение диэлектрических свойств1. Увеличение ширины и толщины проводников. 2. Применение материалов с низкими диэлектрическими потерямиПерегрев концевых контактов ПП, увеличение их переходного сопротивленияВыбор гальванического покрытия со стабильными переходными сопротивлениями при нагревеВысыхание и растрескивание защитных покрытийВыбор покрытия, устойчивого к высокой температуре Низкая температураУменьшение электропроводности, нагрузочной способности по току, ухудшение диэлектрических свойств вследствие конденсации влаги, деформация, сжатие, хрупкость; электрохимическая коррозия проводников1. Увеличение ширины и толщины проводников. 2. Выбор материалов ПП, устойчивых к низким температурам.ВибрацииМеханические напряжения, вызывающие деформацию или потерю механической прочности ПП; усталостные изменения ПП (разрушение); нарушение электрических контактов1. Отстройка ПП от резонанса для выхода низшего значения собственной частоты из спектра частот внешних воздействий:
а) путём выбора длины, ширины и толщины ПП;
б) изменением суммарной массы установленных на ПП ЭРИ;
в) выбором материала основания ПП;
г) выбором способа закрепления сторон ПП в модулях более высокого конструктивного уровня.
. Повышение механической прочности и жёсткости ПП:
а) приклеиванием ЭРИ к установочным поверхностям ПП;
б) покрытие лаком ПП вместе с ЭРИ;
в) заливкой компаундами;
г) увеличением площади опорных поверхностей;
д) использованием материалов с высокими демпфирующими свойствами;
е) демпфирующие покрытия;
ж) рёбра жёсткости, амортизация и др.Удары, линейное ускорениеМеханические напряжения (разрушение ПП)Повышение механической прочности и жесткости (см. Вибрации)
1.3 Анализ электрической принципиальной схемы функционального узла
Определим конструкторскую сложность функционального узла (ФУ). Для этого подсчитаем число выводов МС, устанавливаемых на ПП. В таблице 4 приведены необходимые для подсчёта данные (тип МС, количество выводов и число МС).
Таблица 4 - Тип и число устанавливаемых МС, количество выводов
НаименованиеКол-ичество штукУстановочная площадь, мм2Количество выводовШаг, ммSQFP 24x24-184826.8 x 26.81840,5SQFP 14x20-120118x241200,5201.14-877,5 x 19,5142,5PBGA-169222.8 x 22.81691,270402 резистор41.5 x 0.62-1206 конденсатор61.6 x 42-?288279,352048-Количество и тип соединителей, устанавливаемых на ПП:
Таблица 5 - Количество и тип соединителей, устанавливаемых на ПП
НаименованиеКоличество штукКоличество выводовШаг, ммPLS 2-207201.27СНП594962,5CWF-20 (вилка на ПП, закрытая прямая)1202,5USBA-2J142,5D-SUB DB-25F1252,8?14650-
Степень конструкторской сложности функционального узла влияет на тип конструкции ПП и метод изготовления. В зависимости от сложности ФУ применяют различные типы конструкции ПП: односторонние, двусторонние, многослойные ПП. Средняя конструкторская сложность ФУ требует применения МПП или ДПП.
В данном варианте нет параметра ФУ, влияющего на конструкцию ПП
Выбор компоновочной структуры ячеек ЭА
Тип сборки - 1С - односторонняя смешанная установка на контактные площадки и в отверстия.
Выбираем тип ПП - МПП ориентировочно.
Пример данного типа сборки (1С) изображён на следующем рисунке.
Рисунок 2 - Тип сборки 1С.
2. ВЫБОР ТИПА КОНСТРУКЦИИ И КЛАССА ТОЧНОСТИ ПП
Тип элементной базы для данной ПП: поверхностно-монтируемые компоненты (ПМК)(резисторы 0402, конденсаторы 1206), ИМС со штыревыми (201.14-8) и J-образными выводами(SQFP 24x24-184, SQFP 14x20-120) . Выше был рассмотрен применяемый вариант компоновочной структуры ячейки - 1С. Конструкторская сложность, установленная ранее, является высокой, так как общее число выводов устанавливаемых МС: 2048 (>800).Применение МПП повышает надёжность ЭА, позволяет повысить плотность монтажа, упростить сборку ЭА и т.д. Для обеспечения высокого быстродействия ЭА необходимо увеличить плотность монтажа, выбрать соответствующий материал основания ПП, увеличить число слоёв МПП, ввести внутренние межслойные переходы для уменьшения длины электрических связей.
.1 Выбор типа конструкции ПП
При выборе типа конструкции ПП учитывают:
) тип элементной базы;
)вариант компоновочной структуры ячейки;
)возможность выполнения всех коммутационных соединений, что зависит от функциональной и конструкторской сложности узла;
)технико-экономические показатели (стоимость, технологичность, уровень унификации и стандартизации и др.);
)возможность автоматизации процессов изготовления, контроля и диагностики, установки ЭРИ с учетов применяемого оборудования.
Тип элементной базы для данной ПП: поверхностно-монтируемые компоненты (ПМК). Выше был рассмотрен применяемый вариант компоновочной структуры ячейки - 1С. Применение МПП повышает надёж