МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССКИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО   ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ» 
 

КАФЕДРА № 60

 
ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

 
 

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ 

Санкт-Петербург 
2010 

 

Содержание  отчета:

1.     Задание 3

2. Введение 4

3. Построение ФЯ 5

4. Ориентировочный расчёт надёжности 7

5. Список сокращений 8

6. Заключение 9

7. Чертежи 10 
 

 

1. Задание

 

2. Введение

Ячейка —  это конструктивно законченная  сборочная единица, состоящая из микросхем, микросборок, навесных ЭРЭ  и элементов коммутации и контроля, установленных на одну или несколько  печатных плат. Ячейка, как правило, не имеет самостоятельного эксплуатационного назначения.

В процессе проектирования ФЯ Необходимо решить следующие задачи.

• Выбрать вариант конструкции ячейки.
• Осуществить рациональную компоновку конструктивно-технологических зон на печатных платах ячейки.
• Выбрать типоразмеры ПП.
• Определить тип электрического соединителя.
• Выбрать элементы крепления контроля и фиксации.
• Выбрать метод изготовления ПП.
• Выбрать компоновку микросхем, МСБ и других ЭРЭ на ПП.
• Обеспечить нормальные тепловые режимы;
• Защитить ячейки от механических перегрузок.

Компоновочная схема ФЯ второго типа, сконструированных  на металлических рамках с применением  бескорпусных МСБ .могут быть трех видов: односторонние, двусторонние и сдвоенные. Бескорпусные МСБ представляют собой гибридные ИС, состоящие из подложек с пассивными элементами (проводниками, резисторами) и укрепленными на них с помощью клея бескорпусными компонентами (интегральными полупроводниковыми схемами, транзисторами, конденсаторами серии К 10 и т.д.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Построение  ФЯ

   Рамка для МСБ выполнена из алюминия и состоит из герметичного опаиваемого  объёма и панели для межъячеечной коммутации ФЯ. Задана двухсторонняя схема компоновки МСБ, для коммутации между МСБ используются перемычки. В нижней части рамки, расположена плата, которая через гермовыводы соединяется с платой вне герметичного объёма размером 72*20 мм. На внешней плате установлена прижимная планка для фиксации гибкого печатного кабеля FCC-1,25-14. Для крепления ФЯ в блоке в нижней части рамки предусмотрены петли. Крышки рамки и гермовыводы герметично опаиваются.

Рис. 1 — Гибкий печатный кабель FRC-1,25-14 

   Расчёт  ФЯ на БМСБ

   Необходимое количество конструктивно-технологических  единиц КТЕ составляет:

 4

   Выбираем  для заданных габаритов микросборки  значения расстояния с левой и  правой сторон рамки 

с верхней стороны  рамки  

и расстояние с  нижней стороны рамки 

   

   Определяем  шаг установки МСБ и величину зазора между ними. Зададимся зазором  между микросхемами по горизонтали:      

  

по вертикали:

 

   Коэффициент зазора между микросхемами по горизонтали:

 

и по вертикали:

 

   Определяем  число рядов МСБ по осям X и Y. Поскольку МСБ 4 шт. и они установлены с одной стороны ПП, то их можно расположить по горизонтали в 2 ряда и в 2 столбца по вертикали. Такое расположение требует размер поверхности герметичной части рамки по горизонтали:

 

и по вертикали:

 

   Округлим  рассчитанные размеры платы и  получим размеры ПП равные 100х100 мм, т.е. площадь печатной платы в результате:

 

   Выбираем  материал печатной платы текстолит, толщина платы 2,0 мм. Зададимся зазором между микросхемами и печатной платой 0,5 мм.

Масса ФЯ на микросборках определяется как сумма масс рамки, микросборок, коммутационных плат, разъёма и винтов (площадь и объем рамки вычислены с помощью программного пакета AutoCAD)

 

 

  

   Объём ФЯ определяем как сумму объёмов  рамки и разъёма:

 

   Удельная  масса равна:

 

   Суммарная потребляемая мощность:

 

   Полезный  объём ФЯ:

 

   Коэффициент дезинтеграции:

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Ориентировочный расчёт надёжности

   Количество  отказов рассчитывается по формуле , где

- количество данных  ЭРЭ,

- количество отказов данного ЭРЭ. 

Количество отказов  ФЯ будет определяться:

 

Зададимся определённым количеством ЭРЭ и вычислим количество отказов:

= 50 шт

= 30 шт

= 8 шт

= 10 шт

= 20 шт

= 494 шт

= 572 шт 

 

 

 

 

 

 

  

  

Среднее время  наработки на отказ определяется по формуле: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Список  сокращений

 

РЭС - радиоэлектронные средства

РЭА - радиоэлектронная аппаратура

ФУМ - функционально  узловой метод

МЭА - микроэлектро аппаратура

КД - конструкторская  документация

ЕСКД - единый стандарт конструкторской документации

ТЗ - техническое  задание

ФЯ - функциональная ячейка

ПП - печатная плата

Р - разъем

БМСБ - безкорпусная микросборка

ТОШ - теплоотводящая шина

ТОО - теплоотводящее основание 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.   Заключение

   Сконструирован ЭМ-1 бортовой ЭВМ 4-го поколения. Заданные технические условия обеспечены. 

 

7. Чертежи