5. Конструктивная часть.

 

5.1. Описание конструкции  изделия. 

     Конструктивно преобразователь А-ЦП выполнен в виде ячейки с габаритами 235´185´12,5 мм. Базовым элементом конструкции является печатная плата (поз.5) размером  235´185´1.5 мм. Плата изготовлена из стеклотекстолита СФ-2М-50Г-1,5 ГОСТ 10316-78 комбинированным позитивным методом.

     В верхней части платы установлена  колодка (поз.2), необходимая для коммутации ячейки с блоком. Она соединена с платой посредством кабеля, который крепится к плате заклёпками ГОСТ 12642-80 и припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Для удобства монтажа преобразователя, в верхней части платы устанавливается ручка (поз.3), которая крепится к плате клеем ВК-9.

     В нижней части платы установлен разъём Х2 (поз.125) типа ГРППМ10-90-Ш2-В, который крепится к плате припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Данный разъёмы необходимы для коммутации ячейки в блоке, подачи питающих напряжений.

     На  плату устанавливаются следующие  элементы: резисторы, конденсаторы, диод, стабилитрон, транзистор – которые крепятся путем продевания выводов в отверстия печатной платы с последующей пайкой припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Также на плате устанавливаются конденсаторы КМ-5а, которые припаиваются к шинам припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76. 

5.2.Выбор  и обоснование  конструкции печатной  платы.

 

     В данном разделе курсового проекта  будет обоснована конструкция печатной платы. При выборе печатной платы  необходимо учитывать условия эксплуатации изделия, в состав которого печатная плата будет входить, возможность  выполнения всех коммутационных соединений, технико-экономических показателей, стоимость основного материала, возможность автоматизации процесса изготовления и контроля. Изготовление печатной платы определяется классом точности, обеспечивающим применение особого технического оснащения и вспомогательного материала.

     

     Плата изготовлена комбинированным позитивным методом. На плату устанавливаются радиоэлементы со штырьковыми выводами. По ГОСТ 23751-86 находим, что данная плата соответствует третьему классу точности. Размеры сторон платы должны соответствовать ГОСТ 10317-79, и равны соответственно 235´185´1.5мм. Толщину диэлектрика связываем с диаметром применяемых металлизированных отверстий, и принимаем равной 1.5 мм. Материал для печатной платы выбирается по ГОСТ 10316-78. Выбор материала производится с учетом физико-механических и электрических параметров печатной платы, климатических факторов, агрессивных сред, Для печатных плат предназначенных для эксплуатации в условиях третьей группы жесткости берется материал на основе стеклоткани. По ГОСТ 10316-78 берем СФ-2М-50Г-1.5.  

     5.3. Расчет печатной  платы. 

     В данном разделе курсового проекта  будет выполнен расчет печатной платы.

     Исходя  из этого расчета будет выбрана  толщина печатной платы, а также  определены диаметры контактных площадок, диаметры отверстий, ширина печатного  проводника. Расчет платы производится в соответствии с ОСТ4.010.022-85. 

     5.3.1. Расчет номинального  значения диаметра  монтажного отверстия. 

     Номинальное значение диаметра монтажного отверстия  d,мм рассчитывают по формуле:

     

     где

      - максимальное значение диаметра  вывода навесного ИЭТ, устанавливаемого  на печатную плату (для вывода прямоугольной формы за диаметр берется диагональ его сечения).

     

       - разность между минимальным значением диаметра отверстия и максимальным значением диаметра вывода (для прямоугольных - диагонали сечения) устанавливаемого ИЭТ. Величину рекомендуется выбирать с учетом допусков на расположения выводов на корпусе устанавливаемого ИЭТ.

       - нижнее предельное отклонение номинального значения диаметра отверстия. Так как установка элементов предполагается ручная, то величину устанавливают равной 0,1¸0,4 мм. Теперь, в соответствии с ГОСТ 23571-86, устанавливаем предельное отклонение размеров диаметров монтажных отверстий . Данная печатная плата соответствует третьему классу точности, то исходя из ГОСТ 23571-86 диаметр отверстия берем до 1 мм.

     Для конденсаторов КМ-5а-М1500-510пФ, КМ-5а-М1500-1300пФ, рассчитаем номинальный диаметр отверстия:

     Для конденсаторов КМ-5а-М1500-3300пФ, КМ-5а-М1500-5100мФ, КМ-6Б-Н90-2,2мкФ рассчитаем номинальный диаметр отверстия:

     Для конденсаторов КМ-53-4а-6,3В-47мкФ рассчитаем номинальный диаметр отверстия:

     Для резисторов С2-36, С2-33Н-0,125, С2-33Н-0,25 рассчитаем номинальный диаметр отверстия:

     Для резистора СП-5-2В-1Вт рассчитаем номинальный диаметр отверстия:

     Для диода КД-102А рассчитаем номинальный диаметр отверстия:

       Для стабилитрона Д818Д рассчитаем номинальный диаметр отверстия:

     Для транзистора КД-312Б  рассчитаем номинальный диаметр отверстия:

     По  результатам расчета принимаем  равными 1мм, равным 1,5мм, а - 1,25мм. Таким образом получили три типоразмера. 

5.3.2 Расчет диаметра  контактной площадки. 

     Контактные  площадки для автоматизированного  контроля и диагнос-тики печатных узлов (блоков) следует выполнять прямоугольной или круг-лой формы диаметром не менее 0.8 мм и располагать в узлах координатной сетки с шагом 2.5 мм в свободных местах. Наименьшее номинальное значение диаметра контактной площадки D (мм) под выбранное отверстие рассчитывается по формуле:

     

,

     где

       – верхнее предельное отклонение диаметра отверстия

 – величина подтравливания диэлектрика в отверстии, которая принимается для двухсторонней печатной платы равной нулю.

       - позиционный допуск расположения оси отверстия.

       - позиционный допуск расположения центра контактной площадки.

       - верхнее предельное отклонение диаметра контактной площадки.

       - нижнее предельное отклонение диаметра контактной площадки.

     Полученную  величину диаметра контактной площадки следует округлять в большую сторону до десятых долей миллиметра.

     Произведем  расчет наименьшего номинального диаметра контактной площадки для отверстия  диаметром 1.0 мм.

     Наименьший  номинальный размер диаметра контактной площадки:

     

     По  данным ОСТа наименьший номинальный  диаметр контактной площадки должен быть равен не менее 1.5 мм, полученное значение не меньше допустимого, следовательно, расчет верен.

     Произведем  расчет наименьшего номинального диаметра контактной площадки для отверстия диаметром 1,25 мм.

     Наименьший  номинальный размер диаметра контактной площадки:

     

     

     По  данным ОСТа наименьший номинальный диаметр контактной площадки должен быть равен не менее 1,6 мм, полученное значение не меньше допустимого, следовательно, расчет верен.

     Произведем  расчет наименьшего номинального диаметра контактной площадки для отверстия  диаметром 1,5 мм.

     Наименьший  номинальный размер диаметра контактной площадки:

     

 

     По  данным ОСТа наименьший номинальный  диаметр контактной площадки должен быть равен не менее 1,8 мм, полученное значение не меньше допустимого, следовательно, расчет верен. 

     5.3.3. Расчет печатных  проводников. 

     Ширину  печатного проводника определяют в  зависимости от электрических, конструктивных и технологических требований. Наименьшее номинальное значение ширины печатного  проводника t,мм рассчитывают по формуле:

     

     где:

       - минимальная допустимая ширина печатного проводника;

      - нижнее предельное отклонение  ширины печатного проводника

     Исходя  из ГОСТ 23571-87 находим, что  мм из этого находим.