Разработка программатора микросхем ПЗУ
S - площадь помещения, м;
S = A*B, м2;
S = 10 ( 4 = 40 м2;
z = 1,15 - коэффициент неравномерности освещения;
( - коэффициент затемненности.
N = (400*1,5*40*1,15) / (2*6240*0,50) = 5 шт.
3.2.7 Расчет общей длины ряда светильников
Q = N * lсв, м,
(3.16)
где lсв = 1,27 м - длина одного светильника типа УСА-25 с лампами
ЛБ-40.
Q = 5(1,27 = 6,35 м.
Вывод: после сделанного расчета приходим к выводу, что для освещения
заданного помещения необходимо использовать потолочные светильники типа УСА-
25 с двумя люминесцентными лампами типа ЛБ-40, располагать светильники в 2
ряда по 5 штук с общей длиной 6,35 м.
3 Расчет трансформатора источника питания
Цель: определить основные параметры понижающего трансформатора для
источника питания программатора.
Исходные данные:
Напряжение первичной обмотки U1 =220 В.
Напряжения вторичных обмоток U2 =30 В, U3 =5 В, U4 =3 В.
Токи вторичных обмоток I2 =0,5 А, I3 =0,7 А, I4 =0,7 А.
Частота тока в сети f=50 Гц.
Трансформатор однофазный стержневого типа.
3.3.1 Определяем вторичную мощность трансформатора
[pic] (3.17)
где U2 , U3 , U4 – напряжения вторичных обмоток;
I2 , I3 , I4 – токи вторичных обмоток;
[pic]
3.3.2 Определяем первичную мощность трансформатора
[pic] (3.18)
где [pic] - кпд трансформатора, который принимаем по таблице 2./13/
[pic]
3.3.3 Определяем поперечное сечение сердечника трансформатора
[pic] (3.19)
где k – постоянная для воздушных трансформаторов (k=6(8)
[pic]
3.3.4 Принимаем размеры сердечника следующими:
ширина пластин а=20 мм;
высота стержня [pic] (3.20)
ширина окна [pic]
(3.21)
где m – коэффициент, учитывающий навыгоднейшие размеры окна
сердечника (m=2,5(3).
[pic]
толщина пакета пластин b=30 мм.
3.3.5 Определяем фактическое сечение выбранного сердечника
[pic] (3.22)
3.3.6 Определяем ток первичной обмотки
[pic] (3.23)
3.3.7 Определяем сечение провода первичной и вторичной обмоток,
исходя из плотности тока [pic], равной 2,5 А/мм2.
[pic] (3.24)
[pic]
[pic]
[pic]
3.3.8 Принимаем для первичной и вторичной обмоток провод ПЭВ-1 со
следующими данными /13/:
диаметры проводов без изоляции d1=0,53 мм; d2=0,5 мм; d3=0,6 мм; d4=0,6 мм;
диаметры проводов с изоляцией dи1=0,58 мм; dи2=0,55 мм; dи3=0,65 мм;
dи4=0,65 мм.
Определяем число витков первичной и вторичной обмоток, приняв
магнитную индукцию сердечника Bc=1,35 Тл /13/:
[pic], (3.25)
[pic]
[pic]
[pic]
С учетом компенсации падения напряжения в проводах число витков
вторичных обмоток принимаем [pic], [pic], [pic].
Проверяем, разместятся ли обмотки в окне сердечника.
Площадь, занимаемая первичной и вторичной обмотками:
[pic]
(3.26)
Площадь окна сердечника [pic] (3.27)
Отношение расчетной и фактической площадей окна сердечника
[pic]
Следовательно, обмотки свободно разместятся в окне выбранного
сердечника трансформатора.
Вывод: В результате расчета были определены основные параметры
трансформатора для источника питания программатора.
4 Расчет потребляемой мощности схемы
Цель: вычислить потребляемую мощность схемы программатора.
Данные по элементам и рассчитанная мощность сведены в таблицу 2.
Таблица 2 - Потребляемая мощность.
|Наименование |Напряжение |Потребляемый ток |Потребляемая мощность|
|элемента |питания Uпит, В |Iпот, Ма |Pпот, Вт |
|Микроcхемы | | | |
|К555АП5 |5 |54 |0,27 |
|К555АП6 |5 |95 |0,475 |
|К555ИР23 |5 |45 |0,225 |
|К555КП11 |5 |14 |0,07 |
|К555ЛА13 |5 |12 |0,06 |
|К555ЛН3 |5 |6,6 |0,033 |
|К572ПА1 |14 |2 |0,028 |
|К574УД2 |30 |10 |0,3 |
|КР580ВВ55А |5 |120 |0,6 |
|Резисторы | | | |
|С2-33А |- |- |0,125 |
|С2-33А |- |- |0,25 |
|С2-33 |- |- |0,5 |
|С2-33А |- |- |1 |
|Транзисторы | | | |
|КТ315А |0,4 |100 |0,04 |
|КТ361Г |0,4 |50 |0,02 |
|КТ805 |2,5 |5000 |12,5 |
|КТ814 |0,6 |1500 |0,9 |
|КТ972 |1,5 |4000 |6 |
|КТ973 |1,5 |4000 |6 |
Формула расчета потребляемой мощности: [pic]. (3.28)
Для транзисторов: [pic]. (3.29)
Вывод: Так как потребляемая мощность схемы равна 137,84 Вт, можно
сделать заключение, что программатор микросхем ПЗУ – достаточно мощное
устройство.
Технологическая часть
1 Анализ технологичности конструкции устройства
Технологичность конструкции является одной из важнейших характеристик
изделия. Под технологичностью изделия понимают совокупность свойств
конструкции изделия, определяющих приспособленность последней к достижению
оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных
показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.
Различают производственную и эксплуатационную технологичность.
Производственная технологичность конструкции изделия заключается в
сокращении затрат средств и времени на конструкторско-технологическую
подготовку производства и процессы изготовления, включая контроль и
испытания. Эксплуатационная технологичность проявляется в сокращении затрат
времени и средств на технологическое обслуживание и ремонт изделия.
Технологичность конструкции можно оценивать как качественно, так и
количественно. Качественная оценка характеризует технологичность
конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя.
В данном устройстве используется двухсторонняя печатная плата,
изготовленная из нефольгированного стеклотекстолита. Так как плата
двухсторонняя, а плотность проводников высокая целесообразнее применить
электрохимический метод ее изготовления по типовой технологии.
Изготовление программатора на печатной плате дает следующие
преимущества:
- упрощает процесс подготовки к монтажу, так как в устройстве
применяются стандартные и типовые ЭРЭ;
- дает возможность использования групповой пайки, поскольку все
ЭРЭ имеют штырьевые выводы;
- повышает удобство ремонта и взаимозаменяемость, так как
монтаж ЭРЭ выполняется на одной стороне платы;
- уменьшить массу и габариты изделия;
- обеспечивает высокие коммутационные возможности.
Программатор отличается стабильностью электрических параметров, так
как все элементы прочно связаны с изоляционным основанием,
механической прочностью соединений благодаря применению печатного
монтажа, для изготовления которого технологически верно и обоснованно
выбран метод изготовления.
Качественная оценка также предшествует количественной оценке в
процессе проектирования и определяет целесообразность ее проведения.
Количественная оценка осуществляется с помощью системы базовых
показателей.
4.1.1 Коэффициент использования микросхем и микросборок в блоке
Ки.мс = Нмс/Нэрэ
где Нмс - общее количество микросхем и микросборок в изделии, шт.
Нэрэ – общее количество электрорадиоэлементов, шт.
Ки.мс = 29/251 ( 0,115
4.1.2 Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделий
Ка.м = На.м/Нм
где На.м - количество монтажных соединений, которые могут
осуществляться механизированным или автоматизированным способом, Нм - общее
количество монтажных соединений.
Ка.м = 310/310 = 1
4.1.3 Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к
монтажу.
Км.п.эрэ = Нм.п.эрэ/Нэрэ
где Нм.п.эрэ – количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может
осуществляться механизированным и автоматизированным способом.
Км.п.эрэ = 251/251 =1
4.1.4 Коэффициент повторяемости ЭРЭ
Кпов.эрэ = 1 - Нт.эрэ/Нэрэ
где Нт.эрэ – общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии, шт.
Кпов.эрэ = 1 – 24/251 = 0,905
4.1.5 Коэффициент применяемости ЭРЭ
Кп.эрэ = 1 - Нт.ор.эрэ/Нт.эрэ
где Нт.ор.эрэ – количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии,
шт.
Кп.эрэ = 1 - 0/24 = 1
4.1.6 Основным показателем, используемым для оценки технологичности
конструкции, является комплексный показатель для технологичности
конструкции изделия.
К=(К1(1+ К2(2…+ Кn(n)/((1+(2+…(n);
Коэффициент ( зависит от порядкового номера основных показателей
технологичности, ранжированная последовательность которых устанавливается
экспертным путем.
[pic]
Уровень технологичности конструкции изделия при известном нормативном
показателе оценивается отношением полученного комплексного показателя к
нормативному, которое должно удовлетворять условию
[pic]
Нормативное значение показателя технологичности конструкции блоков
электронной техники для условий опытного производства составляет 0,4…0,7,
следовательно:
К/Кн=0,7/0,4(1,75;
Так как 1,75>1, то уровень технологичности конструкции данного
изделия соответствует всем требованиям.
Вывод: На основании качественной и количественной оценок можно
сделать вывод, что устройство является технологичным по своей конструкции,
то есть обеспечивает минимальные затраты при заданных показателях качества
производства.
2 Обоснование выбора метода изготовления печатной платы
В настоящее время насчитывают до двухсот методов, способов и
вариантов изготовления печатных плат. Однако большинство из них устарело. В
современном промышленном производстве печатных плат широко применяют
химический, комбинированный и электрохимический методы получения печатных
проводников.
Печатную плату программатора можно изготовить как электрохимическим,
так и комбинированным методом.
Электрохимический метод применяют для изготовления двухсторонних
печатных плат с высокой плотностью проводящего рисунка. При травлении меди
с поверхности платы эффект бокового подтравливания почти отсутствует, что
позволяет получить очень узкие проводники шириной до 0,15 мм и с таким же
зазором между проводниками.
Таким образом, технологический процесс изготовления печатных плат
электрохимическим методом освобождает от необходимости применять
фольгированные медью диэлектрики и обеспечивает повышенную плотность
монтажа на платах, что обусловливает возможность в ряде случаев заменить
сложные в производстве многослойные печатные платы на двухсторонние.
Комбинированный метод применяют для изготовления ДПП и ГПП (гибких
печатных плат) с металлизированными отверстиями на двустороннем
фольгированном диэлектрике. Проводящий рисунок получают субтрактивным
методов, а металлизацию отверстий осуществляют электрохимическим методом.
Для изготовления печатной платы программатора выбран
электрохимический (полуаддитивный) метод, так как он обладает рядом
достоинств, в некоторых случаях и над другими методами изготовления
печатных плат.
Основное отличие от комбинированного позитивного метода заключается в
использовании нефольгированного диэлектрика СТЭФ.1-2ЛК ТУ АУЭО 037.000 с
обязательной активацией его поверхности.
Разрешающая способность этого метода выше, чем у комбинированного
позитивного. Это объясняется малым боковым подтравливанием, которое равно
толщине стравливаемого слоя и при полуаддитивном методе составляет всего 5
мкм, а при комбинированном больше 50 мкм. Метод обеспечивает высокую
точность рисунка, хорошее сцепление проводников с основанием и устраняет
неоправданный расход меди, который доходит до 80% при использовании
фольгированных диэлектриков.
[pic]
Рисунок 1 - Схема получения печатных проводников электрохимическим
методом:
а – заготовка платы из нефольгированного диэлектрика с технологическими
отверстиями; б – негативный рисунок схемы проводников; в — плата с
печатными проводниками; 1 — основание платы; 2 — резист; 3 —
печатные проводники платы.
Электрохимический метод заключается в нанесении на плату фоторезиста
и получение негативного рисунка схемы. Незащищенные участки платы,
соответствующие будущим токоведущим проводникам, металлизируются
химическим, а затем электрохимическим способами в соответствии с
рисунком 1.
При этом металлизируются все монтажные отверстия, предназначенные для
установки навесных элементов и электрической связи проводников при их
двустороннем расположении.
Этот метод осуществляется посредством следующих операций:
Входной контроль листа диэлектрика;
Резка заготовок;
Сверление базовых технологических отверстий;
Сверление монтажных отверстий на станке с ЧПУ;
Подготовка поверхности;
Химическое меднение;
Усиление меди гальваническим меднением;
Получение защитного рисунка на пробельных местах;
Гальваническое меднение;
Гальваническое покрытие сплавом олово-свинец;
Удаление защитного рельефа;
Травление меди с пробельных мест;
Обработка по контуру;
Контроль по ТУ.
3 Установка нанесения сухого пленочного фоторезиста
В настоящее время разработаны новые способы и устройства нанесения
сухого пленочного фоторезиста, обеспечивающие высокую точность нанесения и
исключающие потерю фоторезиста.
Возрастающие требования к точности и качеству схем, необходимость
автоматизации процессов и рост объемов выпуска плат привели к замене жидких
фоторезистов сухим пленочным фоторезистом (СПФ). В настоящее время как у
нас в стране, так и за рубежом разработаны и внедрены сухие пленочные
фоторезисты.
[pic]
Рисунок 2 - Принцип работы установки для двустороннего нанесения пленочного
фоторезиста:
1 – стол; 2 – заготовка платы с нанесенным фоторезистом; 3 –
металлизированная заготовка платы; 4 – прижимные протягивающие валки; 5 –
нагревательные плиты; 6 – барабан с фоторезистам; 7 – барабан с защитной
пленкой.
На рисунке 2 показан принцип работы установки, предназначенной для
двустороннего нанесения пленочного фоторезиста в условиях серийного
изготовления плат. Адгезия СПФ к металлической' поверхности заготовок плат
обеспечивается разогревом пленки фоторезиста на плите до размягчения с
последующим прижатием при протягивании заготовки между валками. Установка
снабжена термопарой и прибором контроля температуры нагрева пленки
фоторезиста. На установке можно наносить СПФ на заготовки шириной до 600 мм
со скоростью их прохождения между валками 1,0-3,0 м/мин. Фоторезист
нагревается до температуры 110-120 (С.
4.4 Анализ дефектов фотопечати
Таблица 3.
|Вид дефекта |Причины дефекта |Способы устранения |
|Складки и вздутия в |Плохая намотка рулона |Ровно намотать рулон |
|пленке |Не отрегулировано |Отрегулировать |
| |натяжение в пленке |натяжение в пленке |
|Отслаивание пленки с |Плохая подготовка |Улучшить качество |
|заготовки |поверхности заготовок |подготовки поверхности |
| |Нарушение режимов |Нанести пленку в |
| |нанесения |соответствии с |
| | |технологией |
|Механические включения |Загрязненность |Очистить фоторезист и |
| |фоторезиста или |воздух помещения от |
| |воздушной среды |примесей |
| |помещения | |
|Плохое отделение |Повышенная температура |Понизить температуру |
|лавсановой пленки при |или увеличенное время |либо уменьшить время |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
|