Конструирование модуля ЭВМ для обработки телеметрических данных

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ЛИПЕЦКИЙ ФИЛИАЛ

Факультет Информационных и Энергетических систем

Кафедра Вычислительных систем

Специальность 230101 "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"

Курсовой проект

по дисциплине “Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ”

Тема

Конструирование модуля ЭВМ для обработки телеметрических данных

Выполнил

студент гр. ВМо-05 А.А. Иванов

Липецк 2010

Лист

Введение

1. Общая часть

1.1 Постановка задачи проектирования

1.2 Назначение и область применения

2. Специальная часть

2.1 Описание принципиальной схемы

2.2 Характеристики ИМС и РЭ

2.3 Выбор и обоснования конструкции печатной платы

2.4 Выбор и обоснование класса точности и группы жесткости

2.5 Выбор габаритных размеров и конфигурации печатной платы

2.6 Выбор материала основания печатной платы

2.7 Компоновка и размещение ИМС и РЭ на печатной плате

2.8 Выбор и обоснование метода изготовления печатной платы

2.9 Выбор защитного покрытия печатной платы

3. Расчётная часть

3.1 Расчёт потребляемой мощности

3.2 Трассировка соединений и расчёт элементов печатного монтажа

3.3 Расчёт надёжности

Заключение

Приложение А. Опись документов

Приложение B. Перечень элементов

Литература

Введение

Появление печатных плат (ПП) в их современном виде совпадает с началом использования полупроводниковых приборов в качестве элементной базы электроники. Переход на печатный монтаж даже на уровне одно- и двухсторонние плат стал в свое время важнейшим этапом в развитии конструирования и технологии электронной аппаратуры. Разработка очередных поколений элементной базы (интегральная, затем функциональная микроэлектроника), ужесточение требований к электронным устройствам, потребовали развития техники печатного монтажа и привели к созданию многослойных печатных плат (МПП), появлению гибких, рельефных печатных плат. Многообразие сфер применения электроники обусловило применение различных типов печатных плат:

- односторонние печатные платы;

- двухсторонние печатные платы ;

- многослойные печатные платы ;

- гибкие печатные платы ;

- рельефные печатные платы (РПП);

- высокоплотная односторонняя печатная плата.

В данном курсовом проекте разрабатываем двустороннюю печатную плату.

Двухсторонние платы составляют в настоящее время значительную долю объема выпуска плат, например, в Великобритании до 47 %.

Опираясь на статистику последних трех лет, можно оценить долю двухсторонних плат в российском производстве в 65-75%. Столь значительное внимание разработчиков к этому виду плат объясняется своеобразным компромиссом между их относительно малой стоимостью и достаточно высокими возможностями. Технологический процесс изготовления двухсторонних плат, также как односторонних, является частью более общего процесса изготовления многослойных ПП. Однако для двухсторонних плат не требуется применять прессования слоев, значительно проще выполняется очистка отверстий после сверления. Вместе с тем, для большинства двухсторонних плат за рубежом проектные нормы "проводник / зазор" составляют 0,25 / 0,25 мм (40% от объема выпуска), 0,2 / 0,2 мм (18%) и 0,15 / 0,15 мм (18%). Это позволяет использовать такие платы для изготовления широкого круга современных изделий, они вполне пригодны как для монтажа в отверстия, так и для поверхностного монтажа. Нередко на проводники двухсторонних плат наносится золотое покрытие, а для металлизации отверстий используется серебро.

Типовые параметры двухсторонних плат:

·  Максимальные размеры заготовки - 300x250...500х500 мм

·  Минимальный диаметр отверстия - 0.4...0,6 мм

·  Минимальная ширина проводника - 0,15 мм

·  Минимальный зазор - 0,15 мм

·  Толщина фольги - 18..36 мкм

·  Толщина платы - 0,4 - 2,0 мм

Опираясь на собственный опыт изготовления прототипов отечественных двухсторонних плат, можно констатировать, что запросы отечественных разработчиков удовлетворяются пока диапазоном проектных норм 0,2 / 0,2 - 0,3 / 0,3 мм, норма 0,15 / 0,15 мм встречается не более, чем в 10% случаев. Отметим, что отечественные разработчики, точно также как их зарубежные коллеги, закладывают в технические задания на изготовление двухсторонних плат нанесение паяльной маски, маркировку, весьма часто - фрезерование плат по сложному контуру. Как правило, сборка таких плат предусматривает поверхностный монтаж компонентов

1 Общая часть

1.1 Постановка задачи проектирования

Целью курсового проекта является конструирование модуля первого уровня ЭВМ. При выполнении курсового проекта предусматривается выполнение следующих работ:

-Анализ назначения, область применения и условия эксплуатации ЭВМ.

- Описание принципиальной схемы и характеристики ИМС и РЭ, т.е. рассмотреть и проанализировать вариант проекта, а также произвести выбор аппаратных средств, максимально удовлетворяющих требованиям поставленной задачи;

- Выбор и обоснование типа конструкции печатной платы. Определяются требования к конструкции печатной платы, материалу основания. необходимость дополнительной защиты. Анализируется функциональная и конструкторская сложность узла, устройства и в соответствии с ГОСТ производится выбор типа конструкции печатной платы. -Выбор и обоснование класса точности. Для осуществления трассировки выбирается необходимый класс точности печатной платы на основе анализа конструкторской сложности функционального узла, характеристик элементной базы, условий эксплуатации, надежности, технологии изготовления.

- Выбор материала основания печатной платы. На основании анализа механических воздействий, класса точности печатной платы, реализуемых функций и условий эксплуатации, по ТУ на материалы конкретного вида и ГОСТ, производится выбор материала для основания печатной платы.

- Компоновка и размещение ИМС и РЭ на плате. На основе установочных размеров интегральных микросхем, электрорадиоэлементов компонентов, с учетом рекомендаций и ограничений, производится их компоновка и размещение. Рассматриваются различные варианты по размещению элементов на печатной плате.

- Выбор габаритных размеров и конфигурации печатной платы. С учетом технологических зон, зоны установки соединителя, требований модуля второго уровня, по ГОСТ производится выбор конфигурации и габаритных размеров печатной платы.

- Выбор и обоснование метода изготовления печатной платы. Выбирается наиболее современный, технологичный и экономичный метод изготовления печатной платы.

- Выбор защиты покрытия печатной платы. Выбирается наиболее эффективная, для заданных условий эксплуатации, защита печатной платы.

- Трассировка соединений и расчет элементов печатного монтажа. Производится расчет элементов печатного монтажа.

- Расчет надежности. Производится расчет среднего времени наработки на отказ и вероятность безотказной работы устройства за определенны отрезок времени.

- Расчет электрических параметров схемы. Рассчитывается электрическая мощность потребляемая устройством