Содержание
Задание на курсовую работу 3
Введение 6
1 Техническая часть
1.1 Техническая характеристика устройства 7
1.2 Расчёт параметров печатного монтажа 10
1.3 Расчёт конструктивных параметров печатной платы 14
2 Технологическая часть
2.1 Технологический процесс изготовления печатной платы 17
2.2 Технологический процесс сборки платы 20
2.3 Технологический процесс сборки устройства 22
3 Безопасность жизнедеятельности
3.1 Охрана труда при изготовлении радиоэлектронного 24
устройства
4 Индивидуальная разработка: Изготовление действующего 27
макета устройства
Заключение 28
Литература и техническое обеспечение 29
Приложение А – Сборочный чертеж печатной платы 30
Приложение Б – Чертеж печатной платы 32
Орловский ж.д. техникум — филиал МИИТ
Рассмотрено и утверждено
на заседании цикловой комиссии
20 октября 2011 г.
Протокол №3
Председатель ______В. Н.Киселев
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Конструирование, производство и эксплуатация СВТ» специальности 230101 студенту группы ОРВК — 401
Борнякову
Алексею Алексеевичу
ТЕМА ПРОЕКТА
«Конструирование радиоэлектронного устройства»
1 Исходные данные
Схема электрическая принципиальная устройства
Класс плотности платы — 2
Класс точности платы — 3
Тип производства — мелкосерийный.
2 Требуется разработать
Рассчитать параметры печатного монтажа
Определить конструктивные параметры печатной платы
Произвести компоновку навесных элементов на плате
Разработать технологический процесс изготовления печатной платы
Разработать технологический процесс сборки электронного блока
Предложить мероприятия по охране труда при изготовлении устройства
3 Содержание пояснительной записки
Введение
Техническая характеристика устройства
Расчет параметров печатного монтажа
Расчет конструктивных параметров печатной платы
Компоновка печатной платы устройства
Разработка технологического процесса изготовления печатной платы
Разработка технологических процессов сборки электронного блока и
устройства
Охрана труда при изготовлении устройства
Литература и техническое обеспечение
4 Графическая часть
Чертеж печатной платы
Сборочный чертеж электронного блока устройства
5 Индивидуальная разработка 5.1 Изготовить действующий макет устройства
6 Рекомендуемая литература и техническое обеспечение
Текстовый редактор MS Word
Табличный редактор MS Excel
Графический редактор S Plan
Графический редактор Sprint Layout
Графический редактор Compas Grafic
Н. Н. Ушаков «Технология производства ЭВМ» — М: Высшая школа,
2007г.
И. К. Романов «Конструирование ЭВМ» — М: Высшая школа, 2005г.
С. А. Майоров «Справочник по конструированию ЭВМ» — М: Высшая
школа, 2001г.
В. В. Буклер «Сборка радиоаппаратуры» — М: Высшая школа, 2006г.
М.Н.Николаенко «Секреты радиолюбителя — конструктора» — М: N Т
Press, 2004г.
6.11 Методическое пособие по выполнению курсовой работы по
дисциплине «Конструирование, производство и эксплуатация СВТ» —
Орел, ОТЖТ, 2005г.
Дата выдачи задания 2 ноября 2011г.
Срок выполнения проекта 1 февраля 2012 г.
Руководитель курсового проекта _______ С.А. Лекомцева
Введение
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Целью курсового проектирования является научиться производить расчёты параметров печатного монтажа, конструктивных параметров печатной платы, разработать основные этапы технологического процесса изготовления печатной платы, обосновать выбор метода изготовления печатной платы, основные этапы технологического процесса сборки печатной платы и сигнализатора отказа систем воздушного охлаждения, основные мероприятия по охране труда по ходу технологического процесса изготовления сенсорного выключателя подсветки на транзисторах, описать охрану труда при изготовлении сигнализатора отказа систем воздушного охлаждения, изобразить компоновку и эскиз печатной платы. В качестве индивидуального задания на курсовой проект необходимо изготовить действующую модель сигнализатора отказа систем воздушного охлаждения в лабораторных условиях. Одной из целей курсового проектирования является примененить на практике знания, полученные при изучении теоретического курса дисциплины «Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники». В ходе курсовой работы необходимо оформить пояснительную записку и графическую часть в соответствии с действующими стандартами и нормативными документами техникума.
Во время выполнения курсовой работы происходит формирование навыков самостоятельного мышления, умение систематизировать полученные знания, развитие интереса к изучаемой дисциплине. Во время выполнения курсовой работы прослеживается связь дисциплины «Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники» с другими специальными дисциплинами.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
1 Техническая часть
1.1 Техническая характеристика устройства
Данное устройство представляет собой сигнализатор отказа систем воздушного охлаждения, схема электрическая принципиальная которого представлена на рисунке 1 задания на курсовой проект. Конструктивно устройство состоит из трех частей: датчика, обрабатывающей части, индикаторной части.
Датчик представляет собой нагреватель – резистор МЛТ-0,25, имеющий сопротивление 75Ом и рассчитанный на рабочую нагрузку 250мВт. Второй частью датчика является диод VD3 – КД522Б, находящийся в тепловом контакте с нагревателем.
Обрабатывающая часть состоит из транзисторов VT1 и VT2, включенных по схеме коллектор-база, компаратора DA1 – К554СА3, диодов VD1-VD6, резисторов R1-R7, конденсаторов C1-C3. Резисторы в схеме служат для ограничения тока. Резистор R4 является подстроечным и служит для калибровки схемы.
Индикаторная часть состоит из светодиода HL1 – АЛ307БМ.
Принцип работы сигнализатора основан на сравнении температуры внутри контролируемого прибора с температурой находящегося в воздушном потоке дополнительного маломощного нагревательного элемента. Если скорость потока достаточно велика, значения температуры близки.
Температура диода VD6, размещенного вдали от нагревателя, близка к температуре воздуха. Компаратор DA1 сравнивает падения напряжения на диодах VD3 и VD6. Если первое меньше второго, что соответствует повышенной из-за отсутствия обдува температуре диода VD3, на выводе 9 компаратора и на выходе датчика будет установлен низкий логический уровень – сигнал аварии. Одновременно будет включен светодиод HL1.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Эскизы элементов, входящих в состав устройства, изображены на рисунках 1.1 – 1.6.
АЛ307БМ — диод светоизлучающий, с рассеянным излучением, эпитаксиальный. Изготовляется на основе соединений галлий – алюминий — мышьяк. Выпускаются в пластмассовых корпусах. Масса диода не более 0,35 г. [9]
Рисунок 1.1 – Эскиз светодиода АЛ307БМ
Микросхемы изготовлены по биполярной технологии и представляют собой компаратор напряжения. Благодаря малым входным токам и большому коэффициенту усиления могут подключаться к высокоомным датчикам, использоваться в прецизионных преобразователях сигналов, генераторах импульсов. Предусмотрена возможность совместной работы с ЭСЛ-, ТТЛ- и МОП- схемами, для чего напряжение питания на коллектор выходного транзистора подается от внешнего источника в зависимости от типа логики. Корпус типа 201.14-1, масса не более 1г. [9]
Рисунок 1.2 – Эскиз микросхемы К554СА3
КД522Б — диод кремниевый эпитаксиально – планарный в пластмассовом корпусе. Маркируются цветными полосами: КД522А – два кольца, КД522Б – три кольца. Масса диода не более 0,2 г. [9]
Рисунок 1.3 – Эскиз диода КД522Б
МЛТ-0,125 – резисторы металлизированные лакированные теплостойкие, имеют проволочные выводы. Максимальная рассеиваемая мощность – 125мВт. Имеют одинаковые габариты и вес, вне зависимости от сопротивления. [9]
Рисунок 1.4 – Эскиз резистора МЛТ-0,125
КТ3102А — кремниевый транзистор, с неорганическим диэлектриком, имеет переходы типа n-p-n, выпускается в круглом корпусе из никеля. Максимальная рассеиваемая емкость коллектора 250мВт. [9]6
Рисунок 1.Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
5 – Эскиз транзистора КТ3102А
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
1.2 Расчёт параметров элементов печатного монтажа
Исходные данные для расчёта:
— шаг координатной сетки 2,5 мм (1,25 мм);
— материал платы – стеклотекстолит фольгированный толщиной 2 мм;
— толщина фольги 35 мкм;
— напряжение питания – 5В;
— класс точности платы 2;
— класс плотности платы 3;
Минимальный диаметр металлизированного отверстия находим по формуле 1.1[5]:
dmin = H ф × y (1.1),
где H ф – толщина фольгированного диэлектрика, мм;
у – отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы, мм.
Для плат 1-ого и 2-ого класса точности отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине равно 0,5.
dmin = 2 × 0,5 = 1(мм)
При расчёте диаметра контактных площадок учитываем явление подтравливания и разрушения проводящего слоя, погрешность относительно расположения отверстий контактных площадок.
Минимальный размер контактной площадки находим по формуле 1.2[5]:
Dmin = D1min + 1,5(hф + hпм) + 0,02 (1.2),
где D1min – эффективный минимальный диаметр контактной площадки;
hф – толщина фольги, мкм;
hпм — толщина осаждённой меди, мм.
Толщина осаждённой меди составляет 0,05мм. Эффективный минимальный диаметр контактной площадки рассчитаем по формуле 1.3 [5]:
D1min = 2(Вм + dmax / 2 + ∂отв + ∂кп) (1.3),
где Вм – расстояние от края просверленного отверстия до края площадки;
dmax – максимальный диаметр просверленного отверстия, мм;
∂отв – погрешность расположения отверстий;
∂кп – погрешность расположения контактных площадок.
Расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки выбираем равным 0,05 мм.
Максимальный диаметр просверленного отверстия определяем по формуле 1.4[5]:
dmax = dм отв + (0,1…0,15) + ∆ d (1.4),
где dм отв – диаметр металлизированного отверстия , мм;
∆ d – погрешность диаметра отверстия, мм.
Погрешность диаметра отверстия выбираем равным 0,02 мм.
Погрешность расположения отверстий ∂отв находим по формуле 1.5 [5]:
∂отв = ∂0 + ∂в (1.5),
где ∂0 – погрешность расположения отверстий относительно координатной сетки, мм;
∂в – погрешность базирования платы на сверлильном станке, мм.
Погрешность расположения отверстий относительно координатной сетки выбираем равной 0,05мм. Погрешность базирования платы на сверлильном станке выбираем равным 0.02мм.
∂отв = 0,05 + 0,02 = 0,07 (мм)
Погрешность расположения контактных площадок определяем по формуле 1.6 [5]:
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
∂кп = ∂ш + ∂э + (∂н + ∂э) / 2 (1.6),
где ∂ш – погрешность расположения контактных площадок относительно координатной сетки, мм;
∂э – погрешность расположения печатных элементов при экспонировании, мм;
∂н – погрешность расположения базовых отверстий на заготовке, мм.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Погрешность расположения контактных площадок относительно координатной сетки выбираем равным 0,05 мм. Погрешность расположения базовых отверстий на заготовке выбираем равным 0,03 мм. Погрешность расположения печатных элементов при экспонировании выбираем равным 0,03мм.
∂кп = 0,05 + 0,03 + (0,03 + 0,03) / 2 = 0,11 (мм)
Расчёт для элементов с диаметром выводов 0,8мм (резисторы R1-R7, конденсаторы C1-C3, микросхема DA1).
dmax = 0,8 + 0,1 + 0,02 = 0,92 (мм)
D1min = 2(0,05 + 0,92 / 2 + 0,03 + 0,05) = 1,38 (мм)
Dmin = 1,18 + 1,5(0,035 + 0,05) + 0,02 = 1,327 (мм)
Расчёт для элементов с диаметром выводов 1мм (диоды VD1-D6, светодиод HL1).
dmax = 1 + 0,1 + 0,02 = 1,12 (мм)
D1min = 2(0,05 + 1,12 / 2 + 0,03 + 0,05) = 1,38 (мм)
Dmin = 1,38 + 1,5(0,035 + 0,05) + 0,02 = 1,527 (мм)
Расчёт для элементов с диаметром выводов 1,2мм (транзисторы VT1, VT2).
dmax = 1,2 + 0,1 + 0,02 = 1,32 (мм)
D1min = 2(0,05 + 1,32 / 2 + 0,03 + 0,05) = 1,58 (мм)
Dmin = 1,58 + 1,5(0,035 + 0,05) + 0,02 = 1,727 (мм)
Минимальную ширину проводников определяем из условия достаточного сцепления (без отслаивания) проводников с диэлектриком. Оно зависит от адгезионных свойств материала основания и гальваностойкости фольги. Минимальная ширина проводников определяется по формуле 1.7 [5]:
tn min = tn1 min + (15 hф + hпм) + 0,02 (1.7),
где tn1 min – эффективная минимальная ширина проводников.
Для плат 2-ого класса точности эффективная минимальная ширина проводников составляет 0,1мм.
tn min = 0,1 + (15 × 0,035 + 0,05) + 0,02 = 0,74 (мм)
Максимальная ширина проводников определяется по формуле 1.8 [5]:
tn max = tn min + ∆tm + 0,02 (1.8),
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
где ∆tm – погрешность изготовления линий фотошаблона, мм.
Погрешность изготовления линий фотошаблона принимаем равной 0,04мм.
tn max = 0,74 + 0,04 + 0,02 = 0,8 (мм)
1.3 Расчет конструктивных параметров платы
Степень интерграции микросхемы К554СА3 находим по формуле 1.9 [6]:
K = lg N (1.9);Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
где N — число элементов, входящих в компоненты микросборки, шт.
Схема электрическая принципиальная микросхемы К554СА3 представлена на рисунке 1.6.
Рисунок 1.6 – Электрическая принципиальная схема К554СА3
Количество элементов, входящих в состав микросхемы К554СА3, равно 52, что видно из рисунка 1.6.
K = lg 52 = 1,716
Округляем полученное значение до большего целого числа и принимаем степень интеграции равной 2. Исходя из действующей классификации, такие микросхемы относят к микросхемам с малой степенью интеграции.
Справочные данные для элементов устройства указаны в таблице 1.1.
Таблица 1.1 — Справочные данные для элементов устройства
Наименование элемента
Количество, шт
Максимальный диаметр вывода, мм
Установочная площадь, мм²
Степень интеграции
Диод КД522Б
6
1
32
—
ИС К554СА3
1
1
225
1,716
Конденсатор
К50-35 100нФ
3
0,8
38
—
Резистор подстроечный 200кОм
1
0,8
47
—
Резистор
МЛТ-0,125
6
0,8
17
—
Резистор
МЛТ-0,25
1
0,8
39
—
Светодиод АЛ307БМ
1
1
54
—
Транзистор КТ3107А
1
1,2
35
—
Транзистор КТ3102А
1
1,2
20
—
Площадь установки РЭ и микросхем на плату находится по формуле 1.10:
SΣ = ΣSyi * Ki (1.10);
где Syi- установочная площадь j элемента, мм²;
n — количество РЭ или ИС, устанавливаемых на плату;
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
15
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Ki — количество элементов j-го типа.
SΣ = 6 * 32 + 225 + 3 * 38 + 47 + 6 * 17 + 39 + 54 + 35 + 20 = 828 Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
(мм²)
По результатам расчета выбираем размеры печатной платы равными 54х42мм. Такие размеры обуславливаются особенностями разводки дорожек на плате. Эскиз компоновки печатной платы устройства представлен на рисунке 1.7.
Рисунок 1.7 – Эскиз компоновки печатной платы устройства
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
17
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
2 Технологическая часть
2.1 Технологический процесс изготовления печатной платы
Для изготовлении платы применяется химический способ из-за его простоты и дешевизны. Этот технологический процесс отработан на всех предприятиях страны, не требует дополнительных денежных вливаний, закупки нового оборудования, переобучения персонала. Сначала по выбранным размерам вырезается из фольгированного текстолита заготовка для платы. Эскиз заготовки представлен на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Эскиз заготовки печатной платы
Вскрытие базовых (технологических) отверстий производится по размерам, выбранным заранее для установки в корпус будущего устройства. В данном случае сверление базовых отверстий, диаметром 4 мм производится в лабораторных условиях при помощи микродрели. Эскиз печатной платы с базовыми отверстиями представлен на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Эскиз размещения базовых отверстий на плате
Далее на заготовку наносят маску, которая должна закрыть те места, на которых должна остаться фольга. Маску можно нанести следующим способом: на специальной пленке распечатывают на лазерном принтере рисунок платы в зеркальном отражении. Затем на фольгированный текстолит
кладут эту пленку рисунком вниз и проглаживают утюгом.Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
18
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
При этом тонер с пленки переносится на стеклотекстолит, тем самым создавая маску. Эскиз маски представлен на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 – Эскиз маски, наносимой на плату
После нанесения маски следует процесс сверления. Используя микроэлектродрель, просверливают отверстия под выводы элементов: 35 отверстий диаметром 0,8мм, 14 отверстий диаметром 1мм и 4 отверстия диаметром 1,2мм. Далее следует протравливание платы. Для этого плату помещают в раствор хлористого железа. Время протравливания зависит от толщины фольги и концентрированности раствора. Затем плату вынимают из раствора, промывают в растворе соды для нейтрализации остатков хлористого железа, затем промывают водой. Затем плату просушивают. Эскиз получившейся платы представлен на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 – Эскиз платы после протравливания
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
19
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Следующим процессом является удаление маски с печатной платы. Для этого в лабораторных условиях используют мелкозернистую наждачную бумагу. Следующим этапом является лакирование платы для защиты от неблагоприятных воздействий. В данном случае этот процесс можно опустить, так как не предполагается использовать устройство в сложных эксплуатационных условиях.
Заключающим процессом является визуальный контроль платы на отслаивание проводников. После этого плата готова к сборке. [10]
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
20
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
2.2 Технологический процесс сборки платы
Сначала производится входной контроль деталей. Его можно разделить на визуальный и параметрический. Визуальный контроль заключается в осмотре деталей на трещины, сколы и прочие механические повреждения. При таком контроле достаточно использовать лупу. Параметрический контроль заключается в проверке соответствия номиналов деталей. Его проводят выборочно, обычно для деталей, параметры которых особенно сильно влияют на работу всей схемы. Для простых радиоэлементов(РЭ) параметрический контроль производится с использованием мультиметра. Параметрический контроль микросхем в лабораторных условиях невозможен – для этого необходимы специализированные стенды, которые используют при серийной сборке печатных плат.
Следующим этапом является подготовка компонентов к монтажу. Этот этап включает в себя формовку и обрезку выводов под заданную конфигурацию, а также их зачистку. Формовку выводов производят пинцетом, обрезку – кусачками. Зачистку выводом производят для улучшения качества пайки. Для этого лучше всего использовать надфиль. Эскиз подготовки некоторых элементов показан на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 – Эскиз подготовки элементов к монтажу
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
21
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Следующим этапом является установка компонентов на плату. В лабораторных условиях при точной формовке выводов эту операцию выполняют вручную без применения каких-либо инструментов.
Далее следует пайка установленных компонентов. В данном случае пайка осуществляется с помощью паяльника малой мощности. Паяльники высокой мощности могут перегреть и вывести из строя компоненты платы. В качестве флюса в лабораторных условиях желательно использовать канифоль. Для пайки использовался оловянно-свинцовый припой марки ПОС-61. Промышленностью выпускаются припои в виде тонкой проволоки, намотанной на катушку. Их применение повышает качество пайки и облегчает сам процесс.
После пайки плату необходимо очистить от остатков флюса. Так как в качестве флюса применялась канифоль, то для ее очистки достаточно смыть остатки водой.
После это следует визуальный контроль качества сборки. Его проводят при помощи лупы. На этом этапе проверяют плату на наличие диффектов и контролируют качество пайки. По завершению этого процесса печатная плата готова для сборки устройства. [10]
2.3 Технологический процесс Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
22
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
сборки устройства
Сборка устройства заключается в помещении печатной платы в корпус. Перед сборкой комплектующие (корпус, крышка корпуса, плата) проходят визуальный входной контроль. Их проверяют на наличие механических повреждений.
Корпус должен быть изготовлен из полистирола. Его применение обуславливается низкой стоимостью производства таких корпусов. Также пластик является диэлектриком, что уменьшает вероятность поражения электрическим током при эксплуатации прибора. Недостатками использования этого материала являются низкая прочность и экологичность по сравнению с металлами.
Корпус устройства имеет габариты 65х53х25мм и толщину 2,5мм. Корпус состоит из 2 частей (основной части и крышки). Так как принцип действия устройства основан на отслеживании изменения воздушного потока в системе вентиляции ПК, то в корпусе должны быть предусмотрены перфорационные отверстия так, чтобы поток воздуха беспрепятственно воздействовал на датчик устройства. Также в крышке корпуса необходима вставка из прозрачного пластика для того, чтобы можно было видеть показания сигнального светодиода. Плата внутри корпуса крепится 4 шурупами 3,5х20мм. После закрепления платы устанавливается крышка корпуса, которая также крепится 4 шурупами 3,5х20мм. Применение шурупового крепления объясняется меньшей трудоемкостью сборки, чем при винтовом креплении (исключается процесс нарезания резьбы). Шурупы завинчиваются шуруповертами или отвертками. Схема размещения платы в корпусе показана на рисунке 2.6.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
23
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Рисунок 2.6 – Сборочный эскиз устройства
После окончательной сборки производятся контрольные испытания прибора. При этом устройства тестируют на отказоустойчивость и прочие показатели, необходимые для данного устройства. Приборы, которые не прошли испытания, отправляют на доработку. Прошедшие испытания приборы упаковывают для продажи.
Данное устройство эксплуатируют в системах воздушного охлаждения. Для этого его помещают в систему охлаждения так, чтобы воздушный поток беспрепятственно проходил сквозь прибор через перфорационные отверстия. Затем устройство подключают к источнику питания 5В. Прибор будет реагировать на изменение воздушного потока охлаждающей системы – при ее недостатке будет загораться сигнальный диод, что предупреждает о возможном скором перегреве системы. [10]
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
24
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
3 Безопасность жизнедеятельности
3.1 Охрана труда при изготовлении радиоэлектронного устройства
При изготовлении печатных плат производится механическая обработка (резка, пробивка отверстий). Работающие на обработке должны соблюдать правила техники безопасности при холодной обработке материалов.
Важным фактором, ухудшающим условия труда в механических цехах (участках), является шум, производимый работающим оборудованием. Важное значение имеет правильное и достаточное освещение участков и рабочих мест холодной обработки материалов.
Промывка плат производится в изопропиловом спирте и ацетоне. При использовании спирта и ацетона необходимо учитывать, что эти вещества являются пожароопасными и вредными для здоровья.
Химическая очистка плат производится растворами фосфатов (тринатрийфосфат), натриевой соды, натриевой щелочи и др. При постоянной работе с растворами часты различные хронические поражения кожи. Весьма опасно попадание даже самых малых количеств NaOH в глаза.
В процессе химического меднения применяются вредные вещества: серная, соляная, азотная кислоты, хлорная медь, хлористый палладий, гидроокись натрия, сегнетова соль, трихлорэтилен. Поэтому необходимо соблюдать требования правил безопасности.
Для травления меди с пробельных участков плат используется ряд травителей; хлорное железо, персульфат аммония, хлорная медь, сплав «Розе», хромовый ангидрид с серной кислотой и ряд других являются токсическими веществами. К работе с этими травителями допускаются лица, обученные безопасным приемам работы и прошедшие инструктаж на рабочих местах по работе с вредными и ядовитыми веществами. В случае
попадания травителей на кожу или слизистую оболочку глаз необходимо немедленно обильно промыть их проточной водой или 0,5—1,0%-ным раствором квасцов и смазать вазелином или оливковым маслом, а затем обратиться в медпункт.
Работу с травителями следует проводить в спецодежде (халат, фартук полиэтиленовый, хлопчатобумажные и резиновые перчатки) и защитных очках. Рабочие места должны быть оборудованы. вытяжной вентиляцией.
Пайка — неразъемное соединение деталей с помощью припоя. Наиболее часто применяемые припои — оловянно-свинцовые (ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61) иПОСК-50,содержащий 32% свинца. Процесс пайки сопровождается загрязнением воздушной среды, рабочих поверхностей, одежды и кожи рук работающих свинцом, это может привести к свинцовым отравлениям организма и вызвать изменения крови, нервной системы и сосудов. В помещениях, где производится пайка припоем, содержащим свинец, во избежание попадания свинца в организм не разрешается хранить личные вещи, принимать пищу и курить, а также стирать рабочую одежду дома. Рабочее место пайки оборудуется местной вытяжной вентиляцией, обеспечивающей концентрацию свинца в рабочей зоне не более предельно допустимой — 0,01 мг/м3.Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
25
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
При монтажных работах, связанных с опасностью засорения или ожога глаз, предусмотрена выдача работающим защитных очков. [11]
Наиболее эффективными мерами, предупреждающими профессиональные заболевания при пайке, являются механизация и автоматизация паяльных работ, внедрение новых технологических процессов: облуживание методом погружения, избирательная пайка и пайка волной припоя (с применением печатного монтажа), что позволяет полностью исключить соприкосновение кожи работающих со свинцом и флюсами.
Значительное число паяльных работ выполняется вручную — паяльником, и для предупреждения профессиональных заболеваний необходимо после окончания работы споласкивать руки однопроцентным раствором уксусной кислоты, мыть их горячей водой с мылом, прополаскивать рот, чистить зубы и принимать теплый душ.
При монтаже радиоэлектронного оборудования следует соблюдать требования электробезопасности и работать только исправным электроинструментом(электродрелью,электропаяльником).
При работе с электродрелью необходимо применять диэлектрические резиновые перчатки. Электропаяльник и лампы для местного освещения необходимо применять напряжением не более 42 В. Для понижения сетевого напряжения 220 и 127 В до 42 В следует применять понижающий трансформатор. Один конец вторичной (понижающей) обмотки трансформатора и металлический кожух необходимо заземлять (занулять).
При запитывании аппаратуры от цеховой сети следует применять штепсельные разъемы. В случае неисправности в сетевой проводке необходимо вызвать электромонтера.
Испытательные работы проводят не менее 2 человек — инженерно-технический работник с квалификационной группой по технике безопасности (ТБ) не ниже IV и высококвалифицированный рабочий с группой по ТБ не ниже III. Место проведения испытательный работ должно быть обеспечено временными ограждениями, экранами и защитными средствами. Оборудование, применяемое в испытаниях, должно присоединяться к отдельному электрощиту или отдельной группе предохранителей электрощита, имеющего общее отключающее устройство. Провода, применяемые для наружного соединения приборов и оборудования, должны заключаться в металлические заземленные (зануленные) оболочки. При напряжении до 500 В допускается применение шланговых проводов и кабелей.[8]
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
26
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
27
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
4 Индивидуальная разработка: Изготовление действующего макета устройства
В качестве индивидуальной разработки был изготовлен действующий макет устройства сигнализатор отказа систем воздушного охлаждения.
Данное устройство представляет собой сигнализатор отказа систем воздушного охлаждения, схема электрическая принципиальная которого представлена в задании на курсовой проект. Конструктивно устройство состоит из трех частей: датчика, обрабатывающей части, индикаторной части.
Датчик представляет собой нагреватель – резистор МЛТ-0,25, имеющий сопротивление 75Ом и рассчитанный на рабочую нагрузку 250мВт. Второй частью датчика является диод VD3 – КД522Б, находящийся в тепловом контакте с нагревателем. Обрабатывающая часть состоит из транзисторов VT1 и VT2, включенных по схеме коллектор-база, компаратора DA1 – К554СА3, диодов VD1-VD6, резисторов R1-R7, конденсаторов C1-C3. Резисторы в схеме служат для ограничения тока. Резистор R4 является подстроечным и служит для калибровки схемы. Индикаторная часть состоит из светодиода HL1 – АЛ307БМ.
Принцип работы сигнализатора основан на сравнении температуры внутри контролируемого прибора с температурой находящегося в воздушном потоке дополнительного маломощного нагревательного элемента. Если скорость потока достаточно велика, значения температуры близки. Температура диода VD6, размещенного вдали от нагревателя, близка к температуре воздуха. Компаратор DA1 сравнивает падения напряжения на диодах VD3 и VD6. Если первое меньше второго, что соответствует повышенной из-за отсутствия обдува температуре диода VD3, на выводе 9 компаратора и на выходе датчика будет установлен низкий логический уровень – сигнал аварии. Одновременно будет включен светодиод HL1. [3]
Заключение
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
28
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Проделав курсовой проект получены навыки по расчёту параметров элементов печатного монтажа и конструктивных параметров печатной платы. В курсовом проекте разработаны основные этапы технологического процесса изготовления печатной платы, основные технологические процессы сборки печатной платы и непосредственного изготовления сигнализатора отказа систем воздушного охлаждения, а так же рассмотрены вопросы охраны труда при изготовлении радиоэлектронного устройства.
Печатная плата данного устройства содержит сравнительно небольшое число радиоэлементов, является однослойной из-за простой схемы устройства, которая может быть выполнена на этой плате, что существенно уменьшает затраты на производство в условиях мелкосерийного производства этого устройств. Сигнализатор отказа систем воздушного охлаждения может применяться во всех устройствах с воздушным охлаждением.
В качестве индивидуального задания на курсовой проект был изготовлен действующий макет сигнализатора отказа систем воздушного охлаждения, который может использоваться для проведения практических работ.
Литература и техническое обеспечение
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
29
СД. 05. 230101. 02. КП. ПЗ
Текстовой редактор Microsoft Word;
2 Графические редакторы Microsoft Visio, S – plan, Sprint – Layout;
3 Н.Н. Ушаков «Технология производства ЭВМ» — М.:
Высшая школа, 2006г.;
4 И.К. Романов «Конструирование ЭВМ» — М.: Высшая школа 2007г.;
5 С.А. Майоров «Справочник по конструированию ЭВМ» — М.: Высшая школа, 2005г.;
6 В.В. Буклер «Сборка радиоаппаратуры» — М.: Высшая школа, 2005г.;
7 М.Н. Николаенко «Секреты радиолюбителя – конструктора» — М.: NT PRESS, 2004г.;
8 Е.А. Клочкова «Охрана труда на железнодорожном транспорте» — М.: Маршрут, 2004г.;
9 Н. Н. Акимов Справочник «Резисторы, конденсаторы, транзисторы,дио- ды, РЭА», 1994 г.;
10 Г.Д. Фрумкин «Расчет и конструирование радиоэлектронной
аппаратуры» — М: Высшая школа, 1985г.;
11 http://www.miit/ru/
Документация
Форм.
Зона
Поз.
Обозначение
Наименование
Кол.
Примечание
А3
СД. 05. 230101. 18. КП. СБ. ГЧ
Сборочный чертёж
1
Детали
А4
1
СД. 05. 230101. 18. КП. ГЧ
Плата
1
Покупные изделия
2
Диод КД522Б
1
VD1-VD6
ГОСТ 17465-80
3
Микросхема К554СА3
1
DA1
ГОСТ 18725-83
4
Конденсатор К50-35 470 мкФ
3
C1-C3
ГОСТ 2.728-82
5
Резистор МЛТ-0,125 510 Ом
7
R1-R7
ГОСТ 24238-84
6
Резистор подстроечный СП3-8б
1
R4
1
ГОСТ 10318-80
7
Светодиод АЛ307БМ
1
HL1
1, VT2
ГОСТ 16354-84
8
Транзистор КТ315Б ГОСТ
1
VT1, VT2
ГОСТ 18604.1-80
Инв. № подп
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Лит
Лист
Листов
30
32
ОФ МИИТ Гр. ОРВК-401
ПЛАТА
СД. 05. 230101. 02. КП
Изм
№ докум.
Лист
Подп.
Дата
Борняков А.А.
Разраб.
Лекомцева С.А.
Пров.
Т. контр.
Н. контр.
Утв.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
32
СД. 05. 230101. 02. КП. ГЧ
Разраб.
Борняков А.А.
Провер.
Лекомцева С.А
Т. Контр.
Н. Контр.
Утверд.
Плата
Лит.
Листов
32
ОФ МИИТ гр.ОРВК-401
Реценз.
Масса
Масштаб
Стеклотекстолит
фольгированный
1 : 1
Обозначение отверстий
Диаметр отверстий, мм
Диаметр контактной площадки, мм
Количество отверстий
0,8
1,3
35
1,0
1,5
14
1,2
1,7
4
4
—
4
1. Плату изготовить химическим методом.
2. Плата должна соответствовать ОСТ 4ГО.007.00.
3. Шаг координатной сетки 1,27. Линии сетки нанесены через одну.
4. Минимальная ширина проводников 0,75мм.
5. Минимальное расстояние между проводниками 0,8мм
в узких местах 0,6мм на длине 10мм.
6. Неуказанные предельные отклонения между осями
двух любых отверстий 0,2мм.
Отзыв
Руководителя о качестве курсового проекта студента Борняков А. А. тема курсового проекта «Конструирование и изготовление радиоэлектронного устройства»
Студент Борняков А.А. работал над курсовым проектом добросовестно, самостоятельно. Проект выполнен в полном соответствии с заданием на проектирование в оптимальные сроки. В работе использовал значительное количество источников, в т.ч. интернет — ресурсы.
В курсовом проекте освещены вопросы: расчет параметров печатного монтажа и конструктивных параметров печатной платы, компоновка навесных элементов на плате, разработка технологического процесса изготовления печатной платы, разработка технологического процесса сборки электронного блока, разработаны мероприятия по охране труда при изготовлении устройства.
В качестве индивидуальной разработки выполнена действующая модель устройства, которую можно использовать при проведении практических работ.
Оценка: отлично
Руководитель проекта Лекомцева С. А.
«01» февраля 2012 г.
