Підсилювачі конструкція та експлуатація

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Введення

В даний час підсилювачі отримали дуже широке поширення практично у всіх сферах людської діяльності: в промисловості, в техніці, в медицині, в музиці, на транспорті і в багатьох інших. Підсилювачі є необхідним елементом будь-яких систем зв'язку, радіомовлення, акустики, автоматики, вимірювань і управління. Але перш, ніж підсилювач став таким поширеним йому довелося пройти дуже довгий шлях.

Активним елементом першого підсилювачів була електронна лампа. Такі підсилювачі були громіздкі, споживали багато енергії і швидко виходили з ладу. Тільки в середині нашого століття після довгих наполегливих пошуків і праць нарешті вдалося вперше створити підсилювальний напівпровідниковий прилад, який замінює електронну лампу. Це важливе відкриття справило великий переворот в радіоелектроніці. Габарити транзисторних підсилювачів почали в декілька разів менше лампових, а споживана потужність - в десятки разів менше. До того ж значно збільшилася надійність.

Але науково-технічний прогрес на цьому не зупинився. З'явилася перша мікросхема. Зараз широко застосовуються підсилювачі, повністю зібрані на мікросхемах і мікроскладаннях. Практично єдина проблема на сьогоднішній день - це відведення тепла. Так як потужні підсилювачі розсіюють велика кількість тепла, необхідно інтенсивно відводити це тепло, що не дозволяє миниатюризировать потужні підсилювачі.

Наступним етапом розвитку є технологія поверхневого монтажу кристалів. Технологія поверхневого монтажу кристалів забезпечує мініатюризацію радіоелектронної апаратури при зростанні її функціональної складності. Навісні компоненти набагато менше, ніж монтовані в отвори, що забезпечує більш високу щільність монтажу та зменшує масо-габаритні показники. Поряд з цим для більшої мініатюризації застосовують мікроскладені та гібридні інтегральні схеми.

В даний час багато підсилювачі виконуються на друкарських платах. Застосування друкованих плат дало можливість, в порівнянні з об'ємними конструкціями, збільшити щільність монтажу, надійність, ремонтопридатність, зменшити масу конструкції, розкид параметрів і так далі.

У даному курсовому проекті при виготовленні підсилювача звукової частоти використовується двостороння друкована плата, виготовлена ​​позитивним комбінованим методом.

1. Призначення та умови експлуатації

Даний підсилювач призначений для відтворення монофонических музичних програм і розрахований на роботу з радіоприймачем, магнітофоном, електропрогравальні пристроєм або програвачем компакт дисків, забезпеченим попередніми коригуючих підсилювачем.

Особливістю цього підсилювача є використання мікросхеми, спеціально призначеної для збирання бестрансформаторних підсилювача низької частоти звуковідтворювальної апаратури I і II класів. Це дозволило спростити підсилювач в цілому і забезпечити порівняно високі характеристики.

Так, смуга пропускання підсилювача при номінальній вихідній потужності та нерівномірності частотної характеристики 1,5 дБ становить 40-16 000 Гц. При цьому рівень шуму не перевищує -50 дБ. Чутливість підсилювача 50 мв, вхідний опір 50 кОм, номінальна потужність на навантаженні 8-10 Ом 8 Вт при коефіцієнті гармонік - не більше 1%. Підсилювач забезпечений роздільними регуляторами тембру по нижчих і вищих частотах, діапазон регулювання на частотах 100 і 10 000 Гц становить +20 ...- 18 дБ. При максимальній вихідній потужності підсилювач споживає від мережі не більш 25 Вт.

Даний підсилювач призначений для експлуатації в районах помірного клімату при температурі повітря 25 ± 100С, відносної вологості повітря 60 ± 15% і атмосферним тиском 630-800 мм рт. ст.

2. Вибір варіанта конструкції

Проаналізувавши електричну принципову схему з точки зору конструкції радіоелементів, я виявив, що практично всі радіоелементи (резистори, конденсатори, транзистори, стабілітрони, мікросхема) не мають безкорпусних аналогів.

Склавши потужності розсіювання всіх радіоелементів, отримали сумарну потужність розсіювання більш 2 Вт. При такій потужності розсіювання виготовлення даної схеми на ГВС недоцільно, тому що буде потрібно додаткове відведення тепла. У схемі також присутні конденсатори ємністю до 200 мкФ, а за конструктивними вимогами конденсатори ємністю більше 0,033 мкФ у вигляді плівкового елемента не виконуються, а безкорпусні навісні конденсатори виготовляються ємністю тільки до 1,5 мкФ. Також у схемі присутній великий розкид параметрів, що ще раз підтверджує неможливість виготовлення даної схеми на ГВС.

Враховуючи всі вищеперелічені моменти, робимо висновок, що виготовлення заданого пристрою на ГВС не представляється можливим, тому приймаємо рішення виготовляти даний пристрій на друкованій платі.

В якості несучої конструкції застосовуємо двосторонню друковану плату, при цьому компонування радіоелементів вийде більш щільною, відповідно і габаритні розміри друкованої плати будуть менше.

У даній схемі присутні два потужних вихідних транзистора, яким потрібні додаткове відведення тепла. Щоб не займати місце на друкованій платі, встановлювати додаткові радіатори для цих транзисторів не будемо. В якості загального тепловідведення буде використовуватися металевий корпус кожуха. Ці транзистори через слюдяну прокладку встановлюються на задній стінці кожуха, і потім Хомутки і гвинтами М3 закріплюються на ній. Слюдяна прокладка потрібна для того, щоб не було електричного контакту між колекторами транзисторів.

Також на задній стінці закріплюються вхідний і вихідний роз'єми. На передній панелі встановлюються змінні резистори регулювання гучності і тембру по вищих і нижчих частотах.

Решта радіоелементи додаткового кріплення не вимагають.

У геометричних розмірах друкованої плати слід передбачити припуск на технологічне поле для отворів, за допомогою яких друкована плата кріпиться при виготовленні друкованих провідників.

3. Вибір матеріалів

Для виготовлення друкованої плати нам необхідно вибрати такі матеріали: матеріал для діелектричного підстави друкованої плати, матеріал для друкованих провідників і матеріал для захисного покриття від впливу вологи. Необхідність застосування захисного покриття ми розглянемо трохи нижче. Спочатку ми визначимо матеріал для діелектричного підстави друкованої плати.

Існує велика різноманітність фольгованих міддю шаруватих пластиків. Їх можна розділити на дві групи:

на паперовій основі;

на основі склотканини.

Ці матеріали у вигляді жорстких листів формуються з декількох шарів паперу або склотканини, скріплених між собою сполучною речовиною шляхом гарячого пресування. Сполучною речовиною звичайно є фенольна смола для паперу або епоксидна для склотканини. В окремих випадках можуть також застосовуватися поліефірні, силіконові смоли або фторопласт. Шаруваті пластики покриваються з одного або обох сторін мідною фольгою стандартної товщини.

Характеристики готової друкованої плати залежать від конкретного поєднання вихідних матеріалів, а також від технології, що включає і механічну обробку плат.

Залежно від основи та просочувального матеріалу розрізняють кілька типів матеріалів для діелектричної основи друкованої плати.

Фенольний гетинакс - це паперова основа, просочена фенольною смолою. Гетінаксових плати призначені для використання у побутовій апаратурі, оскільки дуже дешеві.

Епоксидний гетинакс - це матеріал на такий же паперовій основі, але просочений епоксидної смолою.

Епоксидний склотекстоліт - це матеріал на основі склотканини, просочений епоксидної смолою. У цьому матеріалі поєднуються висока механічна міцність і хороші електричні властивості.

Міцність на вигин і ударна в'язкість друкованої плати повинні бути досить високими, щоб плата без пошкоджень могла бути навантажена встановленими на ній елементами з великою масою.

Як правило, шаруваті пластики на фенольному, а також епоксидному гетинаксе не використовуються в платах з металізованими отворами. У таких платах на стінки отворів наноситься тонкий шар міді. Так як температурний коефіцієнт розширення міді в 6-12 разів менше, ніж у фенольного гетинаксу, є певний ризик утворення тріщин в металлизированном шарі на стінках отворів при термоударі, якому піддається друкована плата в машині для групової пайки.

Тріщина в металлизированном шарі на стінках отворів різко знижує надійність з'єднання. У разі застосування епоксидного стеклотекстолита ставлення температурних коефіцієнтів розширення приблизно дорівнює трьом, і ризик утворення тріщин в отворах досить малий.

З зіставлення характеристик підстав (див. далі) випливає, що в усіх відношеннях (за винятком вартості) підстави з епоксидного стеклотекстолита перевершують підстави з гетинаксу.

Друковані плати з епоксидного стеклотекстолита характеризуються меншою деформацією, ніж друковані плати з фенольного і епоксидного гетинакса; останні мають ступінь деформації в десять разів більше, ніж склотекстоліт.

Деякі характеристики різних типів шаруватих пластиків представлені в таблиці 1.

Тип Максимальна робоча температура, 0C Час пайки при 2600 С, сек Опір ізоляції, МОм Об'ємний опір, МОм Діелектрична постійна, e
Фенольний гетинакс 110-120 5 1 000 1.104 5,3
Епоксидний гетинакс 110-120 10 1 000 1.105 4,8
Епоксидний склотекстоліт 130-150 20 10 000 1.106 5,4

Порівнюючи ці характеристики, робимо висновок, що для виготовлення двосторонньої друкованої плати слід застосовувати тільки епоксидний склотекстоліт.

Як фольги, використовуваної для фольгування діелектричного підстави можна використовувати мідну, алюмінієву або нікелеву фольгу. Однак, алюмінієва фольга поступається мідної через поганий паяемости, а нікелева - через високу вартість. Тому як фольги вибираємо мідь.

Мідна фольга випускається різної товщини. Стандартні товщини фольги найбільш широкого застосування - 17,5; 35; 50; 70; 105 мкм. Під час травлення міді по товщині травитель впливає також на мідну фольгу з боку бічних крайок під фоторезистом, викликаючи так зване подтравливания. Щоб його зменшити зазвичай застосовують більш тонку мідну фольгу товщиною 35 і 17,5 мкм. Тому вибираємо мідну фольгу товщиною 35 мкм.

Виходячи з усіх перерахованих вище порівнянь для виготовлення двосторонньої друкованої плати позитивним комбінованим способом вибираємо фольгований склотекстоліт СФ-2-35.

Тепер розглянемо необхідність застосування захисного покриття від вологи. У розділі "ПРИЗНАЧЕННЯ І УМОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ" ми описали, що даний підсилювач призначений для експлуатації в нормальних умовах при температурі 25 ± 100 С і відносної вологості повітря 60 ± 15%. Тобто здавалося, що ніякого захисного покриття від вологи не потрібно, однак насправді все виглядає дещо інакше. Багато чого залежить від приміщень, в яких буде експлуатуватися даний підсилювач.

Наприклад, на першому поверсі дерев'яного будинку з пічним опаленням відносна вологість повітря може досягати 90% і тижнями триматися на цьому рівні. На верхніх поверхах таких будинків вона іноді перевищує 83%, змінюючись протягом доби від максимуму в досвітні години до мінімуму в середині дня. У будинках з центральним опаленням у зимовий час вологість часто падає нижче 40%. Аналогічні умови можуть бути в цегляних і залізо-бетонних будівлях.

Таким чином, нормальні умови при експлуатації радіоапаратури витримуються далеко не завжди. Перш за все, це відноситься до вологості повітря. Слід відрізняти абсолютну вологість, що характеризує кількість водяної пари в грамах, що міститься в 1 м3 повітря, від відносної вологості, що представляє собою виражене у відсотках відношення абсолютної вологості до тієї кількості водяної пари, при якому повітря насичене при кожній даній температурі (подальше його насичення неможливо - надлишок вологи випадає у вигляді роси). Підвищення температури призводить до зменшення відносної вологості, а зниження, навпаки, - до збільшення її аж до випадання роси.

Нерідко радіоапаратуру встановлюють біля вікна. При провітрюванні приміщення в теплу пору року вологий зовнішнє повітря обдуває її, потрапляє через вентиляційні отвори всередину футляра, і, якщо температура поза приміщення вище, ніж усередині, відносна вологість повітря у футлярі зростає, може випасти роса. Така ж картина спостерігається і взимку, але в цьому випадку зовнішній повітря охолоджує блоки радіоапаратури, і роса випадає на них з вологого повітря приміщення. Цим пояснюється вимога інструкцій з експлуатації витримувати внесений з вулиці в приміщення апарат не менше двох годин, не витягуючи з упаковки (коробка захищає його від вологого повітря).

Дія вологого повітря на радіоапаратуру пояснюється малими розмірами молекул води (до 3.10 -8 см). Це дозволяє їй проникати в найдрібніші пори і тріщини діелектриків, а тому що вона добре розчиняє солі і луги, то відбувається при цьому процес електролітичної дисоціації призводить до утворення проводять електролітів, різко знижують поверхневих та об'ємний опір ізоляції.

Навіть при нормальній відносній вологості повітря (65%) всі тіла покриті найтоншою (0,001 ... 0,01 мкм) плівкою вологи, яка може бути безперервної (на гідрофільній поверхні) або переривчастої (на гідрофобною). Зі зростанням відносної вологості товщина плівки росте і при 93 ... 96% сягає сотні мікронів, різко знижуючи поверхневою опір ізолятора.

Зменшення поверхневих та об'ємного опорів призводить до шунтування елементів, появи гальванічних зв'язків між ними, зростанню втрат в конденсаторах і трансформаторах, падіння добротності котушок і так далі. Все це викликає погіршення роботи апарату і в ряді випадком вихід його з ладу через електричних пробоїв.

Вельми небезпечна, особливо для срібла і олова, електрохімічна корозія, що призводить до порушення паяних з'єднань в друкованому монтажі, зростанням перехідного опору контактів реле і перемикачів (аж до повного розриву ланцюга). Велику небезпеку висока відносна вологість представляє для самих друкованих плат: із-зі невеликих відстаней між провідниками поява плівки і крапель вологи приводить до пробою між ними.

Отже, повітря з високою (більше 80%) відносною вологістю, діючої тривалий час на радіоапаратуру, - фактор, який необхідно враховувати при її конструюванні й експлуатації. Щоденна робота протягом чотирьох-п'яти годин на якійсь мірі оберігає радіоапаратуру від пошкодження в цих умовах.

Способи захисту радіоелектронної апаратури від дії вологого повітря бувають пасивними і активними. Пасивна захист заснований на створенні бар'єру, або уповільнює проникнення вологи, або повністю ізолюючого його від вологого повітря. У першому випадку це досягається просоченням або покриттям об'єкта різними речовинами (смолами, лаками, компаундами), у другому - приміщенням його в герметичний корпус (металевий корпус, скляний або керамічний балон). Активний захист полягає в поглинанні вологи адсорбентами, що знижують відносну вологість повітря в кожусі апарату до безпечного рівня.

Пасивні способи в даний час - основні при захисті радіоапаратури. Слід, однак, відзначити, що повна герметизація побутових апаратів зазвичай не застосовується через велику вартість, значною матеріаломісткості, збільшення маси і об'єму апарата, складності ущільнення осей ручок керування, поганий ремонтопридатності і так далі.

Найпоширеніший і дешевий спосіб захисту гетінаксових і стеклотекстолітових друкованих плат - покриття їх бакелітовими, епоксидними та іншими лаками або епоксидної смолою. Найбільш стійко до дії вологи покриття з епоксидної смоли, що забезпечує високу поверхневою опір. Дещо гірше захисні властивості перхлорвінілових, фенольних та епоксидних лаків. Погано захищає покриття з полістиролу, але на відміну від інших, при приміщенні вироби в нормальні умови воно швидко відновлює свої властивості.

Далі наведені найбільш поширені матеріали, застосовувані для захисних покриттів.

Лак СБ-1с, на основі фенолформальдегідних смоли, нанесений на поверхню сохне при температурі 600 С протягом 4 год, наносять його до п'яти шарів з сушкою після кожного шару, виходить щільна еластична плівка завтовшки до 140 мкм.

Лак УР-231 відрізняється підвищеною еластичністю, вологостійкістю і температуростойкостью, тому може застосовуватися для гнучких основ. Лак готують перед нанесенням відповідно до інструкції і наносять на поверхню пульверизацією, зануренням або пензликом. Наносять чотири шари із сушкою після кожного шару при температурі 18-230 С протягом 1,5 ч.

Для апаратури, що працює в тропічних умовах, в якості захисного покриття застосовують лак на основі епоксидної смоли Е-4100. Перед покриттям в лак додають 3,5% затверджувача № 1, змішують і розводять сумішшю, що складається з ацетону, етілцеллозольва і ксилолу до в'язкості 18-20 сек по віскозиметрі ВЗ-4. Після змішування рідину фільтрують через марлю, складену в кілька шарів. В отриману суміш занурюють чисту висушену апаратуру. Після кожного занурення струшують надлишки суміші і ставлять сушити на 10 хв, таким чином завдають шість шарів. Це покриття має малою усадкою і щільною структурою.

Виходячи з перерахованих вище порівнянь вибираємо для захисного покриття від дії вологи лак УР-231.

4. Розрахункова частина

4.1. Визначення орієнтовної площі друкованої плати

Спочатку розрахуємо сумарну площу резисторів МЛТ-0, 125

S1 = n1 × L1 × D1

S1 = 22 × 6 × 2,2 = 290,4 мм2

де S1 - сумарна площа резисторів МЛТ-0, 125

n - кількість резисторів МЛТ-0, 125

L1 - довжина резистора МЛТ-0, 125, мм

D1 - ширина резистора МЛТ-0, 125, мм

Розрахуємо сумарну площу резисторів МЛТ-0, 25:

S2 = n2 × L2 × D2

S2 = 4 × 7 × 3 = 84 мм2

де S2 - сумарна площа резисторів МЛТ-0, 25

n2 - кількість резисторів МЛТ-0, 25

L2 - довжина резистора МЛТ-0, 25, мм

D2 - ширина резистора МЛТ-0, 25, мм

Розрахуємо сумарну площу резисторів МЛТ-0, 5:

S3 = n3 × L3 × D3

S3 = 2 × 10,8 × 4,2 = 90,72 мм2

де S3 - сумарна площа резисторів МЛТ-0, 5

n3 - кількість резисторів МЛТ-0, 5

L3 - довжина резистора МЛТ-0, 5, мм

D3 - ширина резистора МЛТ-0, 5, мм

Розрахуємо сумарну площу резисторів СП3-1б:

S4 = n4 × L4 × D4

S4 = 1 × 15,5 × 8,2 = 127,1 мм2.

де S4 - сумарна площа резисторів СП3-1б

n - кількість резисторів СП3-1б

L4 - довжина резистора СП3-1б, мм

D4 - ширина резистора СП3-1б, мм

Розрахуємо сумарну площу конденсаторів К53-1:

S5 = n5 × L5 × D5

S5 = 3 × 13 × 4 = 156 мм2.

де S5 - сумарна площа конденсаторів К53-1 ємністю 15 мкФх16 В.

n5 - кількість конденсаторів К53-1 ємністю 15 мкФх16 У

L5 - довжина конденсатора К53-1 ємністю 15 мкФх16 В, мм

D5 - ширина конденсатора К53-1 ємністю 15 мкФх16 В, мм

S6 = n6 × L6 × D6

S6 = 1 × 10 × 4 = 40 мм2

де S6 - сумарна площа конденсаторів К53-1 місткістю 6,8 мкФх16 В.

n6 - кількість конденсаторів К53-1 місткістю 6,8 мкФх16 У

L6 - довжина конденсатора К53-1 місткістю 6,8 мкФх16 В, мм

D6 - ширина конденсатора К53-1 місткістю 6,8 мкФх16 В, мм

S7 = n7 × L7 × D7

S7 = 1.17.4 = 68 мм2

де S7 - сумарна площа конденсаторів К53-1 ємністю 4,7 мкФх30 В.

L7 - довжина конденсатора К53-1 ємністю 4,7 мкФх30 В, мм

D7 - ширина конденсатора К53-1 ємністю 4,7 мкФх30 В, мм

Розрахуємо сумарну площу конденсаторів К50-6:

S8 = n8 · p · r82

S8 = 2.3, 14.32 = 56 мм2

де S8 - сумарна площа конденсаторів К50-6 ємністю 10 мкФх16 В.

n8 - кількість конденсаторів К50-6 ємністю 10 мкФх16 В.

p = 3,14

r8 - діаметр конденсатора К50-6 ємністю 10 мкФх16 В, мм

S9 = n9 · p · r92

S9 = 2.3, 14.3, 752 = 88 мм2

де S9 - сумарна площа конденсаторів К50-6 ємністю 30 мкФх16 В.

n9 - кількість конденсаторів К50-6 ємністю 30 мкФх16 В, мм

r9 - діаметр конденсатора К50-6 ємністю 30 мкФх16 В, мм.

S10 = n10 · p · r102

S10 = 1.3, 14.72 = 154 мм2

де S10 - сумарна площа конденсаторів К50-6 ємністю 50 мкФх25 В.

n10 - кількість конденсаторів К50-6 ємністю 50 мкФх25 В.

r10 - діаметр конденсатора К50-6 ємністю 50 мкФх25 В, мм

S11 = n11 · p · r112

S11 = 1.3, 14.62 = 113 мм2

де S11 - сумарна площа конденсаторів К50-6 ємністю 100 мкФх10 В.

n11 - кількість конденсаторів К50-6 ємністю 100 мкФх10 В.

r11 - діаметр конденсатора К50-6 ємністю 100 мкФх10 В, мм

S12 = n12 · p · r122

S12 = 1.3, 14.62 = 113 мм2

де S12 - сумарна площа конденсаторів К50-6 ємністю 100 мкФх16 В.

n12 - кількість конденсаторів К50-6 ємністю 100 мкФх16 В.

r12 - діаметр конденсатора К50-6 ємністю 100 мкФх16 В, мм

S13 = n13 · p · r132

S13 = 1.3, 14.92 = 254 мм2

де S13 - сумарна площа конденсаторів К50-6 ємністю 200 мкФх25 В.

n13 - кількість конденсаторів К50-6 ємністю 200 мкФх25 В.

r13 - діаметр конденсатора К50-6 ємністю 200 мкФх25 В, мм

S14 = n14 · p · r142

S14 = 1.3, 14.92 = 254 мм2

де S14 - сумарна площа конденсаторів К50-6 ємністю 500 мкФх25 В.

n14 - кількість конденсаторів К50-6 ємністю 500 мкФх25 В.

r14 - діаметр конденсатора К50-6 ємністю 500 мкФх25 В, мм

Розрахуємо сумарну площу конденсаторів КД-2б:

S15 = n15 · L15 · D15

S15 = 1.16, 5.5 = 82,5 мм2

де S15 - сумарна площа конденсаторів КД-2б.

n15 - кількість конденсаторів КД-2б.

L15 - довжина конденсатора КД-2б, мм

D15 - ширина конденсатора КД-2б, мм

Розрахуємо сумарну площу конденсаторів КМ-5:

S17 = n17 · L17 · D17

S17 = 1.11.3, 3 = 36,3 мм2

де S17 - сумарна площа конденсаторів КМ-5 ємністю 0,033 мкФ.

n17 - кількість конденсаторів КМ-5 ємністю 0,033 мкФ.

L17 - довжина конденсатора КМ-5 ємністю 0,033 мкФ, мм

D17 - ширина конденсатора КМ-5 ємністю 0,033 мкФ, мм

S18 = n18 · L18 · D18

S18 = 1.8, 5.3 = 25,5 мм2

де S18 - сумарна площа конденсаторів КМ-5 ємністю 0,047 мкФ.

n18 - кількість конденсаторів КМ-5 ємністю 0,047 мкФ.

L18 - довжина конденсатора КМ-5 ємністю 0,047 мкФ, мм

D18 - ширина конденсатора КМ-5 ємністю 0,047 мкФ, мм

S19 = n19 · L19 · D19

S19 = 1.6.3 = 18 мм2

де S19 - сумарна площа конденсаторів КМ-5 ємністю 0,047 мкФ.

n19 - кількість конденсаторів КМ-5 ємністю 0,047 мкФ.

L19 - довжина конденсатора КМ-5 ємністю 0,047 мкФ, мм

D19 - ширина конденсатора КМ-5 ємністю 0,047 мкФ, мм

S20 = n20 · L20 · D20

S20 = 2.8, 5.3 = 51 мм2

де S20 - сумарна площа конденсаторів КМ-5 ємністю 2200 пФ.

n20 - кількість конденсаторів КМ-5 ємністю 2200 пФ.

L20 - довжина конденсатора КМ-5 ємністю 2200 пФ, мм

D20 - ширина конденсатора КМ-5 ємністю 2200 пФ, мм

S21 = n21 · L21 · D21

S21 = 1.13.3 = 39 мм2

де S21 - сумарна площа конденсаторів КМ-5 ємністю 0,01 мкФ.

n21 - кількість конденсаторів КМ-5 ємністю 0,01 мкФ.

L21 - довжина конденсатора КМ-5 ємністю 0,01 мкФ, мм

D21 - ширина конденсатора КМ-5 ємністю 0,01 мкФ, мм

Розрахуємо площу мікросхеми К237УН2:

S22 = n22 · L22 · D22

S22 = 1.19, 5.7, 5 = 146,2 мм2

де S22 - сумарна площа мікросхеми К237УН2.

n22 - кількість мікросхеми К237УН2.

L22 - довжина мікросхеми К237УН2, мм

D22 - ширина мікросхеми К237УН2, мм

Розрахуємо сумарну площу стабілітронів Д814Б:

S23 = n23 · L23 · D23

S23 = 2.15.7 = 210 мм2

де S23 - сумарна площа стабілітронів Д814Б.

n23 - кількість стабілітронів Д814Б.

L23 - довжина стабілітронів Д814Б, мм

D23 - ширина стабілітронів Д814Б, мм

Розрахуємо сумарну площу транзисторів КТ315Г:

S24 = n24 · L24 · D24

S24 = 4.6.3 = 72 мм2

де S24 - сумарна площа транзисторів КТ315Г

n24 - кількість транзисторів КТ315Г

L24 - довжина транзисторів КТ315Г, мм

D24 - ширина транзисторів КТ315Г, мм

Розрахуємо сумарну площу транзисторів ГТ402:

S25 = n25 · p · r25

S25 = 1.3, 14.5, 852 = 107 мм2

де S25 - сумарна площа транзисторів ГТ402

n25 - кількість транзисторів ГТ402

r25 - радіус транзисторів ГТ402, мм

Розрахуємо сумарну площу транзисторів ГТ404:

S26 = n26 · p · r26

S26 = 1.3, 14.5, 85 = 107 мм2

де S26 - сумарна площа транзисторів ГТ404

n26 - кількість транзисторів ГТ404

r26 - радіус транзисторів ГТ404, мм

Розрахуємо сумарну площу транзисторів КТ605А:

S27 = n27 · p · r27

S27 = 1.3, 14.5, 85 = 107 мм2

де S27 - сумарна площа транзисторів КТ605А

n27 - кількість транзисторів КТ605А

r27 - радіус транзисторів КТ605А, мм

Далі розрахуємо сумарну площу всіх радіоелементів:

Så = S1 + S2 + S3 + S4 + S5 + S6 + S7 + S8 + S9 + S10 + S11 + S12 + S13 + S14 + S15 + S16 + S17 + S18 + S19 + S20 + S21 + S22 + S23 + S24 + S25 + S26 + S27

Så = 303,6 +84 +136 +127,1 +156 +40 +68 +56 +88 +154 +113 +113 +254 +254 +

+82,5 +200 +36,3 +25,5 +18 +51 +39 +146,2 +210 +72 +107 +107 +107 = 3148 мм2

де Så - сумарна площа всіх радіоелементів.

Визначимо орієнтовну площу друкованої плати:

Sпп = 2 · (Så + Sпров)

Sпп = 2 · (3148 +3148) = 12592 мм2

Sпров = Så = 3148 мм2

де Sпп - орієнтовна площа друкованої плати

Sпров - площа друкованих провідників

Виходячи з розрахованої площі друкованої плати вибираємо її розмір - 140х100 мм.

4.2. Розрахунок мінімальної ширини провідника

Велика поверхня і хороший контакт з ізоляційним підставою забезпечує інтенсивну віддачу тепла від провідника ізоляційної плати і в навколишній простір, що дозволяє пропускати більші струми, ніж через об'ємні провідники того ж перетину. Для друкованих провідників, розташованих на наружних шарах, допускається щільність струму до 20 А/мм2. При цьому помітного нагрівання провідників не спостерігається.

Щільність струму визначається за формулою:

D = I / S

де I = 0,5 А - максимальний струм у схемі

S - площа перерізу друкованого провідника, мм2

Звідси

S = I / D

S = 0,5 / 20 = 0,025 мм2

Як відомо,

S = b · h

де b - ширина провідника

Звідси

b = S / h

b = 0,025 / 0,035 = 0,71 мм

Таким чином, мінімальна ширина друкованого провідника може бути 0,71 мм. Тому в якості нормальної ширини провідника будемо приймати значення 1 мм.

5. Розробка топології друкованої плати

Перед початком розробки топології друкованої плати необхідно вирішити питання, пов'язані з друкованою платою. Вирішення цих питань допоможе конструктору оптимально розмістити електрорадіоелементи на друкованій платі.

На початку конструкторської роботи повинні бути вирішені питання, що стосуються габаритних розмірів друкованої плати і координат кріпильних отворів. Габаритні розміри вибираються із стандартного ряду. Вибір розмірів потрібно виконувати дуже ретельно, оскільки малі розміри і жорсткі допуски збільшують вартість друкованої плати. Всі обмеження по висоті друкованого вузла повинні бути обумовлені та повідомлені конструктору, щоб він міг їх врахувати при розміщенні на платі великогабаритних деталей.

Для того, щоб оптимально розмістити тепловиділяючі і термочутливі елементи конструктор повинен бути проінформований про конструкцію всієї апаратури в цілому, в тому числі про застосовуваний способі охолодження (конвекція, примусове повітряне охолодження і так далі) і способі установки плати в апаратурі (вертикальне, горизонтальне).

Також необхідно обумовити які радіоелементи безпосередньо на платі не встановлюються, наприклад, ручки управління гучністю і тембром, кнопкові вимикачі, світлодіоди виносяться на передню панель, запобіжники - на задню стінку. Для роз'єму, встановленого на друкованій платі, може знадобитися суміщення або з отвором у задній стінці, або з жорстко закріпленою приладової відповідної гніздовий колодкою.

Часто в платі потрібно передбачити різні вікна, вирізи та інше. Друковану плату кріплять на фіксаторах за допомогою спеціальних отворів.

Оскільки в даному курсовому проекті виготовляється двостороння друкована плата, то необхідно обумовити, що кількість провідників, розташованих з боку установки радіоелементів по можливості необхідно зменшувати. Тобто основний малюнок схеми повинен бути із зворотного боку друкованої плати.

У друкованій платі при перетині провідників виходить електричний контакт. Якщо він не потрібен, необхідно змінювати лінію проведення одного з провідників, або один з провідників виконувати на іншій стороні плати. Довжина провідників повинна бути мінімальною. Малюнок провідників повинен найкращим способом використовувати відведену для нього площу. Для забезпечення гарантій від пошкодження провідників при обробці мінімальна ширина провідників повинна бути 0,25 мм. При ширині провідника більше 3 мм можуть виникнути труднощі, пов'язані з паянням. Щоб при пайку не з'явилося містків з припою, мінімальний зазор між провідниками повинен бути 0,5 мм.

Для друкованих провідників для двосторонньої друкованої плати допускається щільність струму до 20 А/мм2. Напруга між провідниками залежить від величини мінімального зазору між ними. Для друкованих плат, захищених лаком, значення робочої напруги можна вибрати з таблиці 1.

При цих умовах помітного нагрівання провідників не відбувається.

За щільністю малюнка друковані плати поділяються на три класи:

1. Характеризується найменшою щільністю і точністю виготовлення;

2. Характеризується підвищеною щільністю і точністю виготовлення;

3. Характеризується високою щільністю і точністю виготовлення.

Визначити клас можна за таблицею 2.

Таблиця 1
Зазор, мм 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1 2,5
Uраб, У 50 75 100 125 150 175 200 250
Таблиця 2
Параметр Розміри елементів, мм
1 2 3
Відстань між провідниками, контактними майданчиками, провідниками та контактними майданчиками, провідниками і металізованими отворами 0,5 0,25 0,15
Відстань від краю просвердленого отвори (зенковки) до краю контактної площадки 0,5 0,25 0,15
Відносини мінімального діаметра металізованого отвору до товщини плати 0,4 0,33 0,33

За першого класу виконуються плати всіх розмірів, по другому - плати розміром не більше 240х400 мм, по третьому - плати розміром не більше 170х170 мм. Товщину друкованої плати визначають товщиною обраного діелектрика, вона лежить в межах від 0,5 до 3 мм.

Креслення друкованих плат виконують на папері з координатної сіткою і кроком 0,625; 1,25; 2,5 мм. Центри всіх отворів повинні розташовуватися строго в вузлах координатної сітки. Допустимі відхилення ± 200 мкм для першого класу, ± 100 мкм для другого і третього класу. Для забезпечення вільної установки електрорадіоелементів і протікання припою на всю довжину металізованих отворів діаметри отворів повинні бути більше діаметрів виводів приблизно на 0,2 мм. Діаметри отворів вибираються за таблицею 3.

Таблиця 3.
Номінальний діаметр отворів, мм
Монтажні неметалізовані отвори Монтажні і перехідні отвори з металізацією Максимальний діаметр висновків навісних електрорадіоелементів, мм
0,5 0,4 -
0,7 0,6 до 0,4
0,9 0,8 0,5-0,6
1,1 1,0 0,7-0,8
1,6 1,5 0,9-1,3
2,1 2,0 1,4-1,7

Монтажні і перехідні металізовані отвори слід виконувати без зенковки, але для забезпечення надійного з'єднання металізованого отвору з друкованим провідником навколо нього на наружних сторонах друкованої плати з боку фольги роблять контактну майданчик. Контактні майданчики виконують круглої або прямокутної форми, а контактні майданчики, що позначають перший висновок активного навісного електрорадіоелементи виконують за формою відмінною від інших. Для двостороннього друкованої плати можливе зменшення контактних майданчиків (при хімічному методі) до 2,5 мм2 для першого класу, до 1,6 мм2 для другого класу, до 1,2 мм2 для третього класу (без урахування площі самого отвори).

Друковані провідники повинні виконуватися прямокутної форми паралельно сторонам плати і координатної сітки або під кутом 450 до них. Ширина провідника повинна бути однаковою по всій довжині. Відстань між неізольованими корпусами електрорадіоелементів, між корпусами і висновками, між висновками сусідніх електрорадіоелементів або між висновком і будь-який токопроводящей деталлю слід вибирати з урахуванням допустимої різницею потенціалів між ними і передбачуваного тепловідведення, але не менше 1 мм (для ізольованих деталей не менше 0,5 мм ). Відстань між корпусом електрорадіоелементів і краєм друкованої плати не менше 1 мм, між висновком і краєм друкованої плати не менше 2 мм, між провідником і краєм друкованої плати не менше 1 мм.

У електрорадіоелементів, що встановлюються на друковану плату, висновки діаметром більше 0,7 мм не підгинати. Висновки діаметром менше 0,7 мм слід підгинати і обрізати.

Підготовку, установку (в тому числі на клей), пайку інтегральних мікросхем, мікрозбірок та інших електрорадіоелементів на друковану плату, а також вологозахист їх у складі друкованих вузлів необхідно проводити з урахуванням вимог технічних умов на електрорадіоелементи, ОСТ 11.073.063-81, ОСТ 11.074 .011-79, ОСТ 11. 336.907.0-79, ОСТ 11.070.069-81.

Перераховані вище відомості про елементи дадуть можливість конструктору друкованої плати розробити топологію друкованої плати, визначити її геометричні розміри і координати кріпильних отворів, оптимально розмістити електрорадіоелементи на платі. Цей креслення є основою для всіх наступних конструкторських робіт.

На основі розглянутих конструктивних вимог і обмежень була розроблена топологія друкованої плати.

6. Опис технологічного процесу виготовлення друкованої плати комбінованим позитивним методом

Позитивний комбінований спосіб є основним при виготовленні двосторонніх друкованих плат. Перевагою позитивного комбінованого методу в порівнянні з негативним є хороша адгезія провідника, підвищена надійність монтажних і перехідних отворів, високі електроізоляційні властивості. Останнє пояснюється тим, що при тривалій обробці в хімічно агресивних розчинах (розчини хімічного міднення, електроліти та ін) діелектричне підставу захищено фольгою.

Технологічний процес виготовлення друкованої плати комбінованим позитивним методом складається з наступних операцій:

Різка заготовок

Пробивання базових отворів

Підготовка поверхні заготовок

Нанесення сухого плівкового фоторезисту

Нанесення захисного лаку

Сверловка отворів

Хімічне меднение

Зняття захисного лаку

Гальванічна затягування

Електролітичне міднення й нанесення захисного покриття
ПОС-61

Зняття фоторезиста

Травлення друкованої плати

Очищення друкованої плати

Оплавлення друкованої плати

Механічна обробка

Далі розглянемо кожну операцію більш докладно.

6.1. Різка заготовок

Фольговані діелектрики випускаються розмірами 1000-1200 мм, тому першою операцією практично будь-якого технологічного процесу є різка заготовок. Для різання фольгованих діелектриків використовують роликові одноножові, многоножевие і гільйотинні прецизійні ножиці. На одноножові роликових ножицях можна отримати заготівлі розміром від 50 х 50 до 500 х 900 мм при товщині матеріалу 0,025-3 мм. Швидкість різання плавно регулюється в межах 2-13,5 м / хв. Точність різання ± 1,0 мм. Для видалення пилу, що утворюється при різанні заготівлі, ножиці обладнані пилососом. У цьому технологічному процесі будемо застосовувати одноножові роликові ножиці при швидкості різання 5 м / хв.

З аркушів фольгированного діелектрика одноножові роликовими ножицями нарізаємо заготовки необхідних розмірів з припуском на технологічне полі по 10 мм з кожного боку. Далі з торців заготовки необхідно зняти напилком задирки щоб уникнути пошкодження рук під час технологічного процесу. Якість зняття задирок визначається візуально.

Різка заготовок повинна викликати розшаровування діелектричного підстави, утворення тріщин, сколів, а також подряпин на поверхні заготовок.

6.2. Пробивання базових отворів

Базові отвори необхідні для фіксації плати під час технологічного процесу. Сверловка отворів є різновидом механічної обробки. Це одна з найбільш трудомістких і важливих операцій. При виборі свердлильного устаткування необхідно враховувати такі основні особливості: виготовлення тисяч отворів на зміну, необхідність забезпечення перпендикулярних отворів поверхні плати, обробка плат без задирок. При свердлінні найважливішими характеристиками операції є: конструкція свердлувального верстата, геометрія свердла, швидкість різання та швидкість осьової подачі. Для правильної фіксації свердла використовуються спеціальні високоточні кондуктори. Крім того, необхідно забезпечити моментальне видалення стружки із зони свердління. Як відомо склотекстоліт є високоабразивних матеріалом, тому необхідно застосовувати твердосплавні свердла. Застосування свердел з твердого сплаву дозволяє значно підвищити продуктивність праці під час свердління і поліпшити чистоту обробки отворів. У більшості випадків заготівлі свердлять у пакеті, висота пакета до 6 мм.

У цьому технологічному процесі заготівлі будемо свердлити в пакеті на свердлильному верстаті С-106. Швидкість обертання свердла при цьому повинна бути в межах 15 000-20 000 об / хв, а осьова швидкість подачі свердла - 5-10 мм / хв Заготівлі збираються в кондуктора, закріплюються і на свердлильному верстаті просверліваются базові отвори.

6.3. Підготовка поверхні заготовок

Від стану поверхні фольги і діелектрика багато в чому визначається адгезія завдавав згодом покриттів. Якість підготовки поверхні має важливе значення як при нанесенні фоторезиста, так і при осадженні металу.

Широко використовують хімічні та механічні способи підготовки поверхні або їх поєднання. Консервирующие покриття легко знімаються органічним розчинником, з наступним промиванням у воді і сушкою. Окисні плівки, пилові та органічні забруднення видаляються послідовної промиванням в органічних розчинниках (ксилолі, бензолі, хладоне) і водних розчинах фосфатів, соди, їдкого натру.

Видалення оксидного шару завтовшки не менше 0,5 мкм виробляють механічним очищенням крацевальнимі щітками або абразивними валками. Недолік цього способу - швидке зажиривание очищають валків, а потім, і очищає поверхні. Часто для видалення оксидної плівки застосовують гідроабразивну обробку. Висока якість зачистки отримують при обробці розпорошеною абразивної пульпою. Гідроабразивне обробка видаляє з фольги задирки, які утворюються після свердління, і очищає внутрішні мідні торці контактних майданчиків в отворах багатосторонніх друкованих плат від епоксидної смоли.

Висока якість очищення отримують при поєднанні гідроабразивного обробки з використанням водної суспензії і крацевания. На цьому принципі працюють установки для зачистки бічних поверхонь заготовок і отворів друкованих плат нейлоновими щітками і пемзової суспензією.

Для двостороннього механічного зачищення поверхні фольгированного діелектрика часто застосовують спеціальну крацевальную установку. Обробка поверхні виробляється обертовими латунними щітками в струмені технологічного розчину. Установка може обробляти заготовки максимальним розміром 500х500 мм при їх товщині 0,1-3,0 мм, частота обертання щіток 1200 об / хв, зусилля поджатия плат до щіток 147 Н.

Хімічне видалення оксидної плівки (декапирование) найбільш ефективно здійснюється в 10%-ном розчині соляної кислоти.

До якості очищення фольгированной поверхні пред'являють високі вимоги, тому що від цього багато в чому залежать адгезія фоторезиста і якість малюнка схеми.

У цьому технологічному процесі підготовка поверхні заготовок проводиться декапированием заготовок в розмірі 5% соляної кислоти і знежиренням віденським вапном. Для цього необхідно помістити заготівлі на 15 сек в 5%-ний розчин соляної кислоти при температурі 180-250 С, потім промити заготівлі протягом 2-3 хв у холодній проточній воді при температурі 180-250 С, далі зачистити заготівлі віденської вапном протягом 2-3 хв, знову промити заготівлі в холодній проточній воді при температурі 180-250 С протягом 2-3 хв, потім декапировать заготівлі в 5%-ном розчині соляної кислоти протягом 1-3 сек при температурі 180-250 С, знову промити заготівлі в холодній проточній воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 C, промити заготівлі в дистильованій воді при температурі 20 ± 20 C протягом 1-2 хв, і потім сушити заготівлі стиснутим повітрям при температурі 180-250 С до повного їх висихання. Після всіх цих операцій необхідно проконтролювати якість зачистки поверхні фольги. Контроль робітник.

6.4. Нанесення сухого плівкового фоторезисту

Від фоторезиста дуже часто потрібна висока дозвіл, а це досягається лише з однорідних, без проколів плівках фоторезистів, які мають хороше зчеплення з фольгою. Саме тому пред'являються такі високі вимоги до попередніх операцій. Необхідно звести до мінімуму вміст вологи на платі чи фоторезисте, так як вона може стати причиною проколів або поганої адгезії. Всі операції з фоторезистом потрібно проводити в приміщенні при відносній вологості не більше 50%. Для видалення вологи з поверхні плати застосовують сушіння в термошкафах.

У залежності від застосовуваного фоторезиста існують кілька методів нанесення фоторезиста на поверхню фольгированного діелектрика. Рідкий фоторезист наноситься методом занурення, поливу, розбризкуванням, електростатичним розпиленням з подальшою сушкою при температурі 400 С в центрифузі до повного висихання. Така сушка забезпечує рівномірність товщини шару. Сухі плівкові фоторезиста наносяться ламінуванням.

При застосуванні рідкого фоторезиста необхідно забезпечувати високу рівномірність шару, що наноситься по заготівлі і виключати втрату фоторезиста. Відомі установки нанесення рідкого фоторезисту валковим способом з наступним сушінням теплонагревателямі. Цей спосіб забезпечує рівномірну товщину фоторезиста на заготовках з попередньо просвердленими отворами.

Більш продуктивною є заготівля нанесення рідкого фоторезисту способом повільного витягування заготовки із заданою швидкістю з обсягу фоторезиста. При цьому забезпечується товщина шару, що наноситься фоторезиста в 3-4 мкм. Така установка може обробляти заготовки розмірами від 70х80 мм до 500х500 мм, при обсязі ванни 0,35 м3, швидкості витягування заготовки 0,143-0,430 м / хв, температурі сушіння 35-1200 С, часу сушіння 20 мін та продуктивності 75 шт / год

Для підвищення захисних властивостей рідкого фоторезиста після експонування і прояву проводять його термічне дублення. Для цієї мети використовують шафи з електрокалорифером. При температурі нагріву камери до 150 0 С цикл дублення триває 4-4,5 ч. Більш ефективним є застосування установок дублення фоторезиста в розплаві солей.

Для експонування малюнка схеми рекомендуються установки з рівномірним світловим потоком по всій площі светокопирования, невисокою робочою температурою ламп для запобігання перегріву фотошаблона.

Зростаючі вимоги до точності і якості схем, необхідність автоматизації процесів і зростання обсягів випуску плат призвели до заміни рідких фоторезистов сухим плівковим фоторезистом (СПФ). Широке впровадження сухопленочних фоторезистов призвело до того, що всі провідні підприємства-виробники друкованих плат в даний час мають всім необхідним технологічним і контрольним устаткуванням для їх застосування.

СПФ складається з шару полімерного фоторезиста, розміщеного між двома захисними плівками. Для забезпечення можливості нанесення сухопленочних фоторезистів на автоматичному обладнанні плівки поставляються в рулонах. На поверхню заготовки СПФ наноситься в установках ламінування. Адгезія СПФ до металевої поверхні заготовок забезпечується розігрівом плівки фоторезиста на плиті до розм'якшення з подальшим притисненням при протягуванні заготівлі між валками. Установка оснащена термопарою і приладом контролю температури нагріву плівки фоторезиста. На установці можна наносити СПФ на заготовки шириною до 600 мм зі швидкістю їх проходження між валками 1,0-3,0 м / хв. Фоторезист нагрівається до температури 110-1200С. У процесі нанесення одну захисну плівку з фоторезиста видаляють, в той час як інша залишається і захищає фоторезист із зовнішнього боку.

У цьому технологічному процесі застосовуємо сухий плівковий фоторезист СПФ-2, що наноситься на ламинаторе КП 63.46.4.

У даному випадку малюнок схеми отримують методом фотодруку. Для цього перед нанесенням фоторезисту заготівлю необхідно витримати в сушильній шафі при температурі 75 ± 50 С протягом 1 години, потім послідовно на обидві сторони заготовки завдати фоторезист, обрізати ножицями надлишки по краях плати, звільнити базові отвори від фоторезиста, витримати заготовки при неактиничном висвітленні протягом 30 хв при температурі зібрати пакет з фотошаблона і, експонувати заготівлі в установці експонування КП 6341, знову витримати заготовки при неактиничном висвітленні протягом 30 хв при температурі 18 ± 20 С, проявити заготівлю встановленні прояви АРС-2.950.000, потім промити плати в мильному розчині, промити заготівлі в холодній проточній воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20С, декапировать заготівлі в 20%-ном розчині сірчаної кислоти протягом 1 хв при температурі 20 ± 20С, знову промити заготівлі в холодній проточній воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20С, сушити заготівлі стисненим повітрям. Після цього треба проконтролювати виявлений малюнок. Після експонування заготівлі, перед проявом, необхідно видалити плівку, що захищає фоторезист.

6.5. Нанесення захисного лаку

Лак наноситься для того, щоб захистити поверхню платою процесу хімічного міднення. Лак зазвичай наноситься зануренням у ванну з лаком, поливом плати з нахилом в 10-150 або розпиленням з пульверизатора. Потім плата сушиться в сушильній шафі при температурі 60-1500 С протягом 2-3 ч. Температура сушіння задається гранично допустимою температурою для навісних електрорадіоелементів, встановлених на друковану плату.

Лак для захисного покриття повинен володіти наступними свойст: високою вологостійкістю, гарні діелектричні параметрами (малими діелектричною проникністю і тангенсом кута діелектричних втрат), температуростойкостью, хімічною інертністю і механічною міцністю.

При виборі лаку для захисного покриття слід також враховувати властивості матеріалів, використаних для виготовлення підстави друкованої плати і для приклеювання провідників, щоб при полімеризації покриття не відбулося зміни властивостей цих матеріалів.

Існують різні лаки для захисного покриття, такі як лак СБ-1с на основі фенолформальдегідних смоли, лак Е-4100 на основі епоксидної смоли, лак УР-231 та інші.

У цьому технологічному процесі в якості захисного покриття будемо застосовувати лак СБ-1с. Для нанесення лаку на поверхню заготовки необхідно занурити заготівлі в кювету з лаком на 2-3 сек, температура лаку повинна бути в межах 18-250 С, а потім треба сушити заготівлі в термошкафе КП 4506 протягом 1,5 годин при температурі 1200 С.

6.6. Сверловка отворів

Найбільш трудомісткий і складний процес у механічній обробці друкованих плат - отримання отворів під металлизацию. Їх виконують головним чином свердлінням, так як зробити отвори штампуванням в застосовуваних для виробництва плат стеклопластиках важко. Для свердління склопластиків використовують твердосплавний інструмент спеціальної конструкції. Застосування інструменту з твердого сплаву дозволяє значно підвищити продуктивність праці під час свердління і зенковании і поліпшити чистоту обробки отворів. Найчастіше свердла виготовляють з твердоуглеродістих сталей марки У-10, У-18, У-7. В основному використовують дві форми свердла: складнопрофільних і циліндричні. Так какстеклотекстоліт є високоабразивних матеріалом, то стійкість сверлневеліка. Так, наприклад, стійкість тонких свердел - близько 10 000 свердлінь.

Прівиборе свердлильного устаткування необхідно враховувати такі особливості, какізготовленіе мільйонів отворів на зміну, діаметр отворів 0,4 ММІ менше, точність розташування отворів 0,05 мм і вище, необходімостьобеспеченія абсолютно гладких і перпендикулярних отворів поверхні плати, обробка плат без задирок і так далі. Точність і якість сверленіязавісіт від конструкції верстата і сверла.В даний час використовують декілька типів верстатів для свердління печатнихплат. В основному це багатошпиндельні високооборотні верстати з программнимуправленіем, на яких крім сверлений отворів в друкованих платаходновременно виробляється і зенкування чи свердління отворів у пакеті беззенкованія.Шіроко застосовується також одношпиндельні напівавтомат, який може работатькак з проектором, так і зі щупом. На верстаті можна обробляти заготовки платмаксімальним розміром 520х420 мм при товщині пакета 12 мм. Частота вращеніяшпінделя 15 000-30 000 об / хв (змінюється східчасто). Максимальний діаметрсверленія 2,5 мм.Более продуктивною є четирехшпіндельний верстат з программнимуправленіем, на якому можна одночасно обробляти одну, дві або чотири (в залежності від розміру) друкованих плат за заданою програмою. Станокобеспечівает частоту обертання шпинделя 10 000-40 000 об / хв, максімальнуюподачу шпинделя 1000 об / хв, товщину плати або пакета 0,1-3,0 мм, діаметрсверленія 0,5-2,5 мм. Регулювання частоти обертання шпинделя бесступенчатая.Разработан спеціальний напівавтоматичний верстат з програмним управлінням, призначений для свердління й двостороннього зенкування отворів у МПП.Станок має позиційну систему програмного управління з релейним блоком іконтактним зчитуванням. Напівавтомат має два шпинделя - свердлильний ізенковальний. Частота обертання першого безступінчатий може змінюватися вмежах 0-33 000 об / хв, другий шпиндель має постійну частоту вращенія11 040 об / хв. На верстаті можливе вести обробку плат розміром 350х220 мм, товщиною 0,2-4,5 мм. Максимальний діаметр свердління 2,5 мм, зенкування - 3,0 мм. Швидкість подачі шпинделів: свердлильного - 1960 мм / хв, зенковального -1400 мм / мін.Совершенствованіе свердлильного устаткування для друкованих плат ведеться услід: збільшення числа шпинделів; підвищення швидкості іхподачі і частоти обертання; спрощення методів фіксації плат на столі і іхсовмещеніе; автоматизації зміни свердла; зменшення кроку переміщення; збільшення швидкості приводу; створення систем, що запобігають сверленіеотверстій по незапрограмованих координаті з повторним свердлінням Як і раніше, координаті; переходу на безпосереднє управління верстата від ЕВМ.Сверленіе не виключає можливості отримання отворів і штампуванням, якщо етодопускается умовами якості або визначається формою отворів. Так, штампуванням доцільно виготовляти отвори в односторонніх платах подвиводи елементів і в шарах МПП, виготовлених методом відкритих контактнихплощадок, де перфораційні вікна мають прямокутну форму.Останнім цьому технологічному процесі свердління отворів будемо виробляти наодношпіндельном свердлильному верстаті КД-10. Необхідно забезпечувати следующіережіми свердління: 20 000-25 000 об / хв, швидкість осьової подачі шпинделя 2-10мм/мін.Перед свердлінням отворів необхідно підготувати заготівлі іоборудованіе до роботи. Для цього потрібно промити заготівлі в розчині очістітеляв протягом 1-2 хв при температурі 22 ± 20 С, промити заготівлі холоднойпроточной воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С, промити заготівлі в10% розчині аміаку протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С, сновапромить заготівлі в холодній проточній воді протягом 2-3 хв при температуре18 ± 20 С, підготувати верстат КД-10 до роботи згідно інструкції поексплуатаціі, потім знежирити свердло в спирто-бензиновою суміші, зібрати пакетіз трьох плат і фотошаблона, далі свердлити отвори згідно чертежу.После свердління необхідно видалити стружку і пил з плати і продути отверстіясжатим повітрям. Після цього слід перевірити кількість отворів і іхдіаметри, перевірити якість свердління. При свердлінні не повинно утворюватися відколів, тріщин. Стружку і пил слід видаляти стисненим повітрям.

6.7. Хімічне меднение

Хімічне меднение є першим етапом металізації отворів. При цьому можливе отримання плавного переходу від діелектричного підстави до металевого покриття, що мають різні коефіцієнти теплового розширення. Процес хімічного міднення заснований на відновленні іонів двухвалентной міді з його комплексних солей. Товщина шару хімічно обложеної міді 0,2-0,3 мкм. Хімічне меднение можна проводити тільки після спеціальної підготовки - каталітичної активації, яка може проводити одноступеневою і двоступінчатим способом.

При двоступінчастої активації друковану плату спочатку знежирюють, потім декапируют торці контактних майданчиків. Далі йде перший крок активації - сенсибілізація, навіщо плати опускають на 2-3 хв в соляно-кислий розчин дихлорида олова. Другий крок активації - палладирование, для чого плати поміщають на 2-3 хв в соляно-кислий розчин дихлорида паладію. Адсорбовані атоми паладію є високоактивним каталізатором для будь-якої хімічної реакції.

При одноступінчастої активації попередня обробка (знежирення і декапирование) залишається такою ж, а активація відбувається в колоїдному розчині, який містить концентровану сірчану кислоту і катіони паладію при кімнатній температурі.

У нашому випадку процес хімічного міднення складається з наступних операцій: знежирити плати в розчині тринатрий фосфату і кальцинованої солі протягом 5-10 хв при температурі 50-600 С; промити плати гарячою проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 50-600 С ; промити плати холодною проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С; декапировать торці контактних майданчиків у 10%-ном розчині соляної кислоти протягом 3-5 сек при температурі 18-250 С; промити плати холодною проточною водою в протягом 1-2 хв при температурі 18-250 С; промити плати в дистильованій воді протягом 1-2 хв при температурі 18-250 С; активувати в розчині хлористого паладію, соляної кислоти, двухлористого олова і дистильованої води протягом 10 хв при температурі 18-250 С; промити плати в дистильованій воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С; промити плати у холодній проточній воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С; обробити плати в розчині прискорювача протягом 5 хв при температурі 20 ± 20 С; промити плати у холодній проточній воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С; зробити операцію електрополіровка з метою зняття металевого паладію з поверхні плати протягом 2 хв при температурі 20 ± 20 С; промити плати гарячою проточною водою протягом 2-3 хв при температурі 50 ± 20 С; протерти поверхню плати бязевих розчином протягом 2-3 хв; промити плати холодною проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С; зробити візуальний контроль електрополіровка (плата повинна мати блискучий або матовий вигляд, при появі на платі темних плям, які видаляються під час промивання, необхідно збільшити час електрополіровка до 6 хв); зробити операцію хімічного міднення протягом 10 хв при температурі 20 ± 20 С; промити плати у холодній проточній воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С; візуально контролювати покриття в отворах.

6.8. Зняття захисного лаку

Перед гальванічним меднением необхідно зняти шар захисного лаку з поверхні плати. У залежності від застосовуваного лаку існують різні розчинники. Деякі лаки можливо зняти ацетоном.

У цьому технологічному процесі захисний лак будемо знімати в розчиннику 386. Для цього плати необхідно замочити на 2 години на розчиннику 386, а потім зняти шар лаку білячої пензлем, після цього промити плати у холодній проточній воді протягом 2-3 хв при температурі 20 ± 20 С, контролювати якість зняття захисного лаку (на поверхні лаку не повинні залишати місця, покриті плівками лаку).

6.9. Гальванічна затягування

Шар хімічно обложеної міді зазвичай має невелику товщину (0,2-0,3 мкм), пухку структуру, легко окислюється на повітрі, непридатний для токопрохождения, тому його захищають гальванічним нарощуванням ("затягуванням") 1-2 мкм гальванічної міді.

Для цього необхідно декапировать плати в 5%-ном розчині соляної кислоти протягом 1-3 сек при температурі 18-250 С, промити плати у холодній проточній воді протягом 2-3 хв при температурі 18-250 С, зачистити плати віденської вапном протягом 2-3 хв при температурі 18-250 С, промити плати у холодній проточній воді протягом 2-3 хв при температурі 18-250 С, знову декапировать заготівлі в 5%-ном розчині соляної кислоти протягом 1-3 сек при температурі 18-250 С, промити плати у холодній проточній воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С, промити плати в дистильованій воді протягом 1-2 хв при температурі зробити гальванічну затягування протягом 10-15 хв при температурі 20 ± 20 З, промити плати холодною проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 18-250 С, сушити плати стиснутим повітрям при температурі 18-250 С до повного їх висихання, контролювати якість гальванічної затягування (отвори не повинні мати непокритою, осад повинен бути щільний, рожевий, дрібнокристалічний).

6.10. Електролітичне міднення й нанесення захисного покриття ПОС-61

Після гальванічної затягування шар обложеної міді має товщину 1-2 мкм. Електролітичне міднення доводить товщину в отворах до 25 мкм, на провідниках - до 40-50 мкм.

Електролітичне міднення включає в себе наступні операції: ретуш під мікроскопом фарбою НЦ-25 білячої пензлем № 1; декапирование плат в 5%-ном розчині соляної кислоти протягом 1-3 сек при температурі 20 ± 20 С; промивання плат холодною проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С; зачистка плат віденської вапном протягом 2-3 хв при температурі 18-250 С; промивання плат холодною проточною водою в течение1-2 хв при температурі 18-250 С; декапирование плат в 5% -ном розчині соляної кислоти протягом 1хв при температурі 18-250 С; промити плати холодною проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 18-250 С; зробити гальваническое меднение в розчині борфтористоводородной кислоти, борної кислоти, борфтористоводородной міді і дистильованої води в протягом 80-90 хв при температурі 20 ± 20 С; промити плати холодною проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С; зробити візуальний контроль покриття (покриття має бути суцільним без подгара, не допускаються механічні пошкодження, відшарування та здуття ).

Щоб при травленні провідники і контактні площадки не стравливались їх необхідно покрити захисним металевим покриттям. Існує різні металеві покриття (в основному сплави), застосовувані для захисного покриття. У цьому технологічному процесі застосовується сплав олово-свинець. Сплав олово-свинець стійкий до впливу травильних розчинів на основі персульфата амонію, хромового ангідриду та інших, але руйнується в розчині хлорного заліза, тому в якості травителя розчин хлорного заліза застосовувати не можна.

Для нанесення захисного покриття необхідно промити плати дистильованою водою протягом 1-2 хв при температурі 18-250 С, потім провести гальванічне покриття сплавом олово-свинець у розчині борфтористоводородной кислоти, борної кислоти, мездрового клею, нафтохинондисульфоновой кислоти, 25%-ного аміаку, металевого свинцю, металевого олова, гідрохінону і дистильованої води протягом 12-15 хв при температурі 20 ± 20 С, промити плати в гарячій проточній воді протягом 1-2 хв при температурі 50 ± 50 С, промити плати в холодній водопровідній воді протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 20 С, сушити плати стисненим повітрям протягом 2-3 хв при температурі 20 ± 20 С, видалити ретуш ацетоном з поля плати, контролювати якість покриття (покриття має бути суцільним без подгара, не допускаються механічні пошкодження відшарування та здуття).

6.11. Зняття фоторезиста

Перед операцією травлення фоторезист з поверхні плати необхідно зняти. При великому обсязі випуску плат це слід робити в установках зняття фоторезиста (наприклад, АРС-2.950.000). При невеликій кількості плат фоторезист доцільніше знімати в металевій кюветі щетинною пензлем у розчині хлористого метилену.

У цьому технологічному процесі фоторезист будемо знімати встановленні зняття фоторезиста АРС-2.950.000 протягом 5-10 хв при температурі 18-250С, після цього необхідно промити плати у холодній проточній воді протягом 2-5 хв при температурі 18-250 С.

6.12. Травлення друкованої плати

Травлення призначено для видалення незахищених ділянок фольги з поверхні плати з метою формування малюнка схеми.

Існує кілька видів травлення: травлення зануренням, травлення з барботажем, травлення розбризкуванням, травлення розпиленням. Травлення з барботажем полягає у створенні в обсязі травильного розчину великої кількості бульбашок повітря, які призводять до перемішування травильного розчину всього обсягу, що сприяє збільшенню швидкості травлення.

Існує також кілька видів розчинів для травлення: розчин хлорного заліза, розчин персульфата амонію, розчин хромового ангідриду та інші. Найчастіше застосовують розчин хлорного заліза.

Швидкість травлення найбільше залежить від концентрації розчину. При сильно-і слабоконцентрірованном розчині травлення відбувається повільно. Найкращі результати травлення виходять при щільності розчину 1,3 г/см3. Процес травлення залежить також і від температури травлення. При температурі вище 250 С процес прискорюється, але псується захисна плівка. При кімнатній температурі мідна фольга розчиняється за 30 сек до 1 мкм.

У цьому технологічному процесі в якості захисного покриття використовувався сплав олово-свинець, який руйнується в розчині хлорного заліза. Тому як травильного розчину будемо застосовувати розчин на основі персульфата амонію.

У даному випадку застосовується травлення з барботажем. Для цього необхідно висушити плату на повітрі протягом 5-10 хв при температурі 18-250 С, при необхідності зробити ретуш малюнка білою фарбою НЦ-25, труїти плати в розчині персульфата амонію протягом 5-10 хв при температурі не більше 500 С, промити плати в 5%-ном розчині водного аміаку, промити плати в гарячій проточній воді протягом 3-5 хв при температурі 50-600 С, промити плати у холодній проточній воді протягом 2-5 хв при температурі 18-250 С, сушити плати на повітрі протягом 5-10 хв при температурі 18-250 С, контролювати якість травлення (фольга повинна бути витравлена ​​у місцях, де немає малюнка. Залишилася близько провідників мідь підрізати скальпелем. На провідниках повинно бути протравов).

6.13. Очищення друкованої плати

Очищення покриття олово-свинець проводиться в розчині двухлористого олова, соляної кислоти і тіосечовини. Для цього необхідно завантажити плату на 2-3 хв у розчин освітлення при температурі 60-700 С, промити плати гарячою проточною водою протягом 2-3 хв при температурі 55 ± 50 С, промити плати холодною проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 18 ± 50 С, промити плати дистильованою водою протягом 1-2 хв при температурі 18 ± 50 С.

6.14. Оплавлення друкованої плати

Оплавлення друкованої плати здійснюється з метою покриття провідників і металізованих отворів олов'яно-свинцевим припоєм. Найбільш часто застосовують конвеєрну установку інфрачервоного оплавлення ПР-3796.

Для оплавлення друкованих плат необхідно висушити плати в сушильній шафі КП-4506 протягом 1 години при температурі 80 ± 50 С, потім флюсовать плати флюсом ВФ-130 протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 50 С, витримати плати перед оплавленням в сушильній шафі у вертикальному положенні протягом 15-20 хв при температурі 80 ± 50 С, підготувати установку оплавлення ПР-3796 відповідно до інструкції з експлуатації, завантажити плати на конвеєр установки, оплавити плату протягом 20хв при температурі 50 ± 100 С, промити плати від залишків флюсу гарячо проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 50 ± 100 С, промити плату холодною проточною водою протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 50 С, промити плату дистильованою водою протягом 1-2 хв при температурі 20 ± 50 С, сушити плати протягом 45 хв при температурі 85 ± 50 С у сушильній шафі КП-4506, контролювати якість оплавлення на поверхні провідників і в металізованих отворах візуально.

Провідники повинні мати блискучу гладку поверхню. Допускається на поверхні провідників наявність кристалізації припою і частково непокриті торці провідників.

Не допускається відшарування провідників від діелектричної основи та заповнення припоєм отворів діаметром великим 0,8 мм. Не допускається наявність білого нальоту від погано відмитого флюсу на провідниках і в отворах друкованої плати.

6.15. Механічна обробка

Механічна обробка необхідна для обрізки друкованих плат за розмірами (відрізка технологічного поля) та зняття фаски. Існує кілька способовмеханіческой обробки друкованих плат по контуру.Бесстружечная обробка друкованих плат по контуру відрізняється низькими затратаміпрі використанні спеціальних інструментів. При цьому виключається нагревобрабативаемого матеріалу. Обробка здійснюється дисковими ножицями. Лініяреза повинна бути спрямована те, щоб не виникло розшарування матеріала.Внешній контур односторонніх друкованих плат при великих серіях формується наскоростних пресах зі спеціальним ріжучим инструментом.Многосторонние друковані плати Бесстружечная методом не обробляються, так каквеліка можливість расслоенія.Механіческая обробка друкованих плат по контуру зі зняттям стружкіосуществляется на спеціальних дискових пилах, а також на верстатах для снятіяфаскі. Ці верстати обладнані інструментами або фрезами з твердих сплавів іліалмазнимі інструментами. Швидкість різання таких верстатів 500-2 000 мм / хв. етістанкі мають такі особливості: високу швидкість різання, прімененіетвердосплавних або алмазних інструментів, різка йде з обязательнимравномерним охолодженням інструменту, забезпечення незначних допусків, проста і швидка заміна інструменту.

Широко використовують широкоуніверсальний фрезерний верстат повишеннойточності типу 675П. На верстаті виконують фрезерні роботи циліндричними, дисковими, фасонними, торцевими, кінцевими, шпонкові та іншими фрезами.

У цьому технологічному процесі обрізка плати здійснюється з помощьюдіскових ножиць, а зняття фасок - на верстаті для зняття фасок типу ГФ-646. Для цього необхідно обрізати плати на дискових ножицях, снятьфаскі на верстаті для зняття фасок ГФ-646, промитьплати в гарячій воді із застосуванням прально-миючого засобу "Лотос" втечение 2-3 хв при температурі 55 + / -5 С, потім промити плати вдістіллірованной воді протягом 1-2 хв при температурі 20 + / -2 З, сушити плати сушильній шафі КП 4506. Після цього слід візуально проконтроліроватьпечатние плати за відшаровування провідників. 7. Обгрунтування технологічності конструкції

Одним з основних принципів створення сучасних виробів радіопромисловості є проведення широкої уніфікації. Сенс уніфікації полягає в тому, щоб зменшити число найменувань елементів, з яких складається апаратура.

Технологічність конструкції радіоелектронної апаратури складається з можливості застосування в новому виробі стандартних і уніфікованих деталей; зменшення трудомісткості і часу при виготовленні апаратури; зменшення матеріалоємності; застосування широко поширеного обладнання для виготовлення апаратури; зменшення часу та витрат коштів на підготовку виробництва до випуску нової продукції; можливості механізації , автоматизації і роботизації виробництва.

У даному підсилювачі звукової частоти застосовуються велику кількість стандартних деталей (резистори, конденсатори, транзистори, стабілітрони і так далі).

Мала трудомісткість виготовлення даного підсилювача звукової частоти отримана шляхом застосування засобів механізації та уніфікації. Це таке обладнання, як ламінатор КП-63.46.5, установка експонування КП-63-41, установка для прояву АРФ2.950.000, конвеєрна установка інфрачервоного оплавлення ПР-3796, свердлильні верстати С-106 і КД-10 і так далі.

Устаткування, що застосовується для виготовлення даного приладу, є широко поширеним і є в наявності на більшості підприємств-виробників друкованих плат. Виробництво даного пристрою є технологічним, оскільки не використовувалися нестандартні рішення в технологічному процесі.

Виходячи з усього перерахованого вище, ми можемо однозначно сказати, що конструкція нашого приладу вийшла технологічна.

8. Розрахунок надійності схеми

Цей пристрій містить велику кількість елементів і сполук, які потенційно можуть виявитися причиною відмови всього пристрою в цілому. Тому необхідно розрахувати надійність пристрою, враховуючи всі ці елементи. Для зручності розрахунків усі ці елементи зведені в таблицю.

Таблиця

п / п

Елементи схеми, що підлягають розрахунку Кількість, шт Значення інтенсивності відмов l, 1 / год
1 Германієві транзистори 2 0,6 · 10-6
2 Інтегральні мікросхеми 1 2,5 · 10-6
3 Керамічні монолітні конденсатори 9 0,44 · 10-6
4 Контактні майданчики 178 0,02 · 10-6
5 Кремнієві діоди 2 2,5 · 10-6
6 Кремнієві транзистори 7 0,3 · 10-6
7 Металодіелектричних резистори 30 0,04 · 10-6
8 Отвори 197 0,0001 · 10-6
9 Пайки 178 1.10 -6
10 Змінні плівкові резистори 3 4.10 -6
11 Друкована плата 1 0,0005 · 10-8
12 Плівкові подстроєчниє резистори 1 2.10 -6
13 Провідники 68 0,005 · 10-6
14 Роз'єми 2 2,5 · 10-6
15 Електролітичні конденсатори 14 1,1 · 10-6

Інтенсивність відмов всієї схеми можна розрахувати за формулою:

L = åln · Nn

де - L - інтенсивність відмов всієї схеми.

ln - інтенсивність відмов елементів схеми.

N - кількість елементів схеми.

L = l1 · N1 + l2 · N2 + l3 · N3 + l4 · N4 + l5 · N5 + l6 · N6 + l7 · N7 + l8 · N8 + l9 · N9 + l10 · N10 + l11 · N11 + l12 · · N12 + l13 · N13 + l14 · N14 + l15 · N15 = 0,6 · 10-6 · 2 +2,5 · 10-6 · 1 +0,44 · 10-6 · 9 +0,02 · 10-6 · 178 + +2,5 · 10-6 · 2 +0,3 · 10-6 · 7 +0,04 · 10-6 · 30 +0,0001 · 10-6 · 193 +1 · 10-6 · 178 +4 · 10-6 · 3 +
+0,0005 · 10-8 · 1 +2 · 10-6 · 1 +0,005 · 10-6 · 68 +2,5 · 10-6 · 2 +1,1 · 10-6 · 14 = 1,2 +2,5 +3,96 +3,56 +5 + +2,1 +1,2 +0,0193 +178 +12 +0,000005 +2 +0,34 +5 +15,4 = 232, 279305.10 -6 1 / ч.

де l1 - інтенсивність відмов германієвих транзисторів

N1 - кількість германієвих транзисторів

l2 - інтенсивність відмов інтегральних мікросхем

N2 - кількість інтегральних мікросхем

l3 - інтенсивність відмов керамічних монолітних конденсаторів

N3 - кількість керамічних монолітних конденсаторів

l4 - інтенсивність відмов контактних майданчиків

N4 - кількість контактних майданчиків

l5 - інтенсивність відмов кремнієвих діодів

N5 - кількість кремнієвих діодів

l6 - інтенсивність відмов кремнієвих транзисторів

N6 - кількість кремнієвих транзисторів

l7 - інтенсивність відмов металодіелектричних резисторів

N7 - кількість металодіелектричних резисторів

l8 - інтенсивність відмов отворів

N8 - кількість отворів

l9 - інтенсивність відмов пайки

N9 - кількість пайки

l10 - інтенсивність відмов змінних плівкових резисторів

N10 - кількість змінних плівкових резисторів

l11 - інтенсивність відмов друкованої плати

N11 - кількість друкованої плати

l12 - інтенсивність відмов плівкових підстроювальних резисторів

N12 - кількість плівкових підстроювальних резисторів

l13 - інтенсивність відмов провідників

N13 - кількість провідників

l14 - інтенсивність відмов роз'ємів

N14 - кількість роз'ємів

l15 - інтенсивність відмов електролітичних конденсаторів

N15 - кількість електролітичних конденсаторів

Знайдемо середню наробіток до першої відмови за формулою:

ТСР = 1 / L = 1 / 232,279305 · 10-6 = 4305,16 годину

де ТСР - середнє напрацювання до першої відмови.

Далі знайдемо ймовірність безвідмовної роботи:

Р (t) = 1-L · tср = 1-232,279305 · 10-6 · 500 = 0,89

де Р (t) - імовірність безвідмовної роботи

tср - середній час нормальної роботи виробу

9. Висновок

Останнім часом науково-дослідні та виробничі підприємства радіотехнічної та електронної промисловості передових країн світу витрачають багато сил і коштів на відшукання шляхів зменшення габаритів і маси радіоелектронної апаратури. Роботи ці отримують підтримку тому, що розвиток багатьох галузей науки і техніки, таких як космонавтика, обчислювальна техніка, кібернетика, біоніка та інші, вимагають виключно складного електронного обладнання. До цього устаткування пред'являються високі вимоги, тому апаратура стає такою складною та громіздкою, що вимоги високої надійності і значного зменшення габаритів і маси набувають найважливіше значення. Особливо ці вимоги пред'являються ракетній техніці. Відомо, що для підйому кожного кілограма маси апаратури космічного корабля необхідно збільшити стартову масу ракети на кілька сотень кілограмів. Щоб задовольнити ці вимоги, необхідно миниатюризировать апаратуру. Це досягається кількома методами конструювання радіоелектронної апаратури.

При мікромодульному методі конструювання підвищення щільності монтажу досягається за рахунок застосування спеціальних мініатюрних деталей і щільного їх монтажу в мікромодулів. Завдяки стандартним розмірам мікромодулі розміщуються в апаратурі з мінімальними проміжками.

Застосування гібридних інтегральних мікросхем і микросборок також дало можливість мініатюризації радіоелектронної апаратури. При використанні мікросхем підвищення щільності монтажу досягається тим, що на загальній ізоляційної підкладці розташовуються у вигляді тонких плівок резистори, провідники, обкладки конденсаторів, такий же принцип використовують і в пристроях, виготовлених методом молекулярної електроніки, при цьому для створення пасивних (резистори і конденсатори) і активних (діоди, транзистори) елементів схем використовуються шари напівпровідникових матеріалів.

Наступний етап розвитку технології виробництва радіоелектронної апаратури - технологія поверхневою монтажу кристала (ТПМК). ТМПК забезпечує мініатюризацію радіоелектронної апаратури при зростанні її функціональної складності. Навісні компоненти набагато менше, ніж монтовані в отвори, що забезпечує більш високу щільність монтажу та зменшує масо-габаритні показники. ТПМК допускає високу автоматизацію установки електрорадіоелементів аж до роботизації.

Підвищення надійності радіоелектронних пристроїв, виконаних зазначеними методами мікромініатюризації, досягається тим, що по-перше, всі методи засновані на автоматизації виробничих процесів, при цьому передбачається ретельний контроль на окремих операціях.

Друга причина полягає в тому, що у виробах, виготовлених на базі мікросхем, значно зменшується кількість паяних з'єднань, які є причиною багатьох відмов. Метод молекулярної електроніки виключає відмови, пов'язані з різними коефіцієнтами лінійного розширення матеріалів, бо при цьому методі передбачається, що конструкція виконується з однорідного матеріалу.

Збільшення надійності конструкцій, виконаних методами мікромініатюризації, пояснюється також набагато більшими можливостями забезпечити захист від дії зовнішнього середовища. Малогабаритні вузли можуть бути набагато легше герметизовані, що до того ж збільшить і механічну міцність. Нарешті, застосування мініатюрних вузлів і деталей дозволяє краще вирішити завдання резервування як загального, так і роздільного.

Як видно зі сказаного, завдання зменшення габаритів і маси тісно пов'язана зі збільшенням надійності. Вартість радіоелектронної апаратури, виконаної на базі мікромініатюризації, в даний час наближається до вартості апаратури, виконаної у звичайному виконанні. Значне зниження вартості мікромініатюрних блоків, складальних одиниць може бути досягнуто тільки шляхом повної автоматизації виробництва, а автоматизація, як було зазначено раніше, є однією з умов підвищення надійності і, отже, умовою доцільності мікромініатюризації.

додаток 1

Приготування розчину освітлення

Склад:

Олово двохлористої 15-20 г / л

Кислота соляна 17 г / л

Тіосечовина 50-90 г / л

Вода дистильована до 1 л

У половинному обсязі води, підкисленою соляною кислотою, в кількості згідно з рецептурою, розчинити двохлористої олово. Окремо розчинити тіомочевіни у воді, нагрітій до 400-500 С, ретельно перемішуючи. Потім обидва розчини злити. Готовий розчин довести дистильованою водою до об'єму 1 л.

Роботу проводити в витяжній шафі.

Список літератури

"Довідник. Напівпровідникові прилади: транзистори середньої та великої потужності ", під редакцією А.В. Голомедова. М., "Радіо і зв'язок", 1994.

"Довідник. Напівпровідникові прилади: транзистори малої потужності ", під редакцією А.В. Голомедова. М., "Радіо і зв'язок", 1994.

С.Г. Мякишев "Довідник. Напівпровідникові прилади: діоди ", М.," Радіо і зв'язок ", 1986.

4. В.І. Блаут-Блачева, А.П. Волосний, Г.В. Смирнов "Технологія виробництва радіоапаратури", М., "Енергія", 1972

5. А.Т. Бєлєвцев "Монтаж і регулювання радіоапаратури", М., "Вища школа", 1966

6. "Креслення", під редакцією проф. А.С. Куликова, М., "Вища школа", 1989

7. "Єдина система конструкторської документації. Основні положення ", М., Державний комітет СРСР по стандартах, 1983


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
158.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Підсилювачі
Вибіркові підсилювачі
Операційні підсилювачі
Підсилювачі на біполярних транзисторах
Підсилювачі на НВЧ - транзисторах.
Підсилювачі електричних сигналів
Підсилювачі звукових частот
Підсилювачі потужності телевізійного мовлення
Підсилювачі смаку і запаху як харчові добавки
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru