Так як в даному модулі конденсатори необхідні для блокування низькочастотних перешкод, що надходять на схему по шині живлення, і як такі не беруть участь в роботі мультиплексора, то доцільно використовувати низьковольтні конденсатори. Результати порівняння параметрів конденсаторів наведені в таблиці 1.3.
Таблиця 1.3
Порівняння параметрів конденсаторів

Тип конденсаторів	Обоз-начення	Параметри
		Номінальна ємність, Пф	Номінальна напруга В	Номінальне значення ТКЕ при 20-850 0 C (ТКЕ * 106,1 / 0С)	Маса, г, не більше
Керамічні монолітні	КМ-5	16пФ -0,015 мкФ	100	+33 До -1500	0,7-3
Керамічні дискові	КД-1	1-1000	160	+100 До -1500	0,3-1
Склокерам-вів	СКМ-1	10-680	125	0 до -330	1
Слюдяні	КСВ-10	47-27000	2000	+50	60

Вибираємо керамічні монолітні конденсатори. Серед елементів, що входять до групи, найбільш оптимальним є конденсатор КМ-5А з різноспрямованими висновками. Вони відрізняються відносно великий реактивною потужністю, низькими втратами, високим опором ізоляції, стабільним температурним коефіцент ємності. Конденсатор КМ-5 має наступні параметри:
1) номінальна ємність 200 пФ;
2) номінальну напругу 160В;
3) номінальне значення ТКЕ при 20-280 ⁰ C (ТКЕ * 160,1 / ⁰ C ) -47;
4) маса 0,8 г ;
5) ширина 4.5 мм ;
6) довга 5 мм ;
7) відстань між висновками 3,3 мм ;
8) довжина виводу 25 мм ;
9) коефіцент абсорбції 5-15%;
10) індуктивність 2-5 нГн;
11) резонансна частота 1-5000 МГц;
Важливими характеристиками конденсатора КМ-5 є невелика маса (скорочується маса всього блоку, що в свою чергу призводить до зменшення частоти власних коливань) і невеликі розміри (сприяють більш щільною компонуванні елементів і відповідно зниження габаритів плати).
1.2 Основні вимоги до конструкції блоку
Даний блок має відповідати вимоги бортової апаратури, тобто повинен мати мінімальної споживаної потужністю, мінімальними габаритами і вагою, надійністю, високим рівнем уніфікації.
Застосування мікросхем високого ступеня інтеграції дає виграш в плані лінійного обсягу і маси. Зі збільшенням обсягу несучої конструкції, а також за рахунок корпусу та інших пристосувань для захисту приладу від впливів зовнішнього середовища, доводитися миритися зі зниженням показників міцності, вібростійкості. Проблему зменшення габаритів у блоці можна тільки при комплексному підході: використання ІМС великій мірі інтеграції; відмова від спільного використання мікросхем і дискретних елементів; широке застосування друкованого монтажу і малогабаритних сполук.
Електромонтаж та електричні з'єднання займають значний простір в конструкції ЕОМ. Для підвищення надійності, завадостійкості та зменшення габаритів доцільно використовувати плату з друкованим монтажем. Друкованим монтажем називають спосіб з'єднання елементів за допомогою друкарських провідників, Друкований монтаж є груповим монтажем, тому що за один етап виготовлення можна отримати всі струмопровідні лінії. Друкований монтаж дозволяє: забезпечити значне підвищення щільності межелементних сполук і можливість мініатюризації схеми; стабілізувати повторюваність параметрів пристроїв; підвищити надійність і якість розроблюваної апаратури. Стосовно проектованої схеми можна відзначити, що в ній відсутні великогабаритні елементи, топологія схеми досить проста, але вона повинна забезпечити мінімальні габарити і вага, а також високу перешкодозахищеність.
Проблема надійності складається з рішення задач забезпечення нормального теплового режиму, захисту апаратури від шкідливих зовнішніх впливів як кліматичних так механічних, так і електричних, магнітних і електромагнітних полів. Внаслідок зменшення габаритів пристроїв в даний час збільшується розсіюється ними потужність на одиницю об'єму і зменшується ефективність відведення тепла за рахунок конвенції і випромінювання. Доводиться використовувати штучні методи відведення тепла подібним різним радіаторів або використовувати методи примусового відведення тепла. Цей метод істотно збільшує габарити конструкції, підвищує продуктивні витрати і зменшує площу компонування, тому пошук оптимального співвідношення між габаритами пристрою і надійністю ставати одним з найважливіших завдань конструювання.
При проектуванні пристроїв необхідно передбачити можливість швидко і без зайвих витрат знаходити несправності і пошкоджені конструкції, а так само робити огляди і профілактичні ремонти, тому що конструкція ремонтопридатності.
Технологічність конструкції ЕОМ в істотному ступені визначається раціональним вибором її структури, яка повинна бути
розроблена з урахуванням автономного, роздільного виготовлення і налагодження її основних елементів, вузлів, блоків. Конструкція тим технологічна, чим менше доводочних і регулювальних операцій доводиться виконувати після закінчення її складання. У технологічній конструкції повинні максимально використовуватися уніфіковані, нормалізовані і стандартні деталі і матеріали.
Виходячи з цього доцільно виготовляти проектований блок у вигляді двосторонньої ПП, виготовленої комбінованим позитивним методом, для збільшення ступеня мінімізації з застосуванням паяних з'єднань елементів з струмопровідними доріжками і з'єднанням із зовнішніми пристроями за допомогою роз'єму. Такий підхід повинен забезпечити високу надійність, мінімальні габарити і високу перешкодостійкість. У даній роботі використана логіка типу ТТЛ. Ці серії відрізняються високою надійністю роботи, що необхідно при експлуатації пристрою (у космосі, гірської місцевості, кораблі), а також досить великою швидкодією, що задовольняє всім умовам експлуатації.
1.3 Вибір способу компонування
Від правильного розташування мікросхем на друкованій платі залежать такі параметри модуля, як габарити, маса, надійність роботи, завадостійкість. Чим щільніше будуть розташовуватися корпусу мікросхем на площині друкованої плати, тим складніше автоматизувати її монтаж, тим більш жорстким буде температурний режим її роботи, тим більший рівень перешкод буде наводитися в сигнальних зв'язках. І навпаки, чим більше відстань між мікросхемами, тим менш ефективно використовується фізичний обсяг модуля, тим більше довжина зв'язків. Тому при установці мікросхем на друковану плату слід враховувати всі наслідки вибору того чи іншого варіанту їх розміщення.
Так як всі ІМС даного модуля мають однакові корпусу (прямокутний типу К238.16) і, відповідно, одні й ті ж розміри, то вирішальним фактором вибору способу компонування є мінімальна сумарна довжина сигнальних зв'язків між елементами. Розглянемо кілька варіантів компонування блоку.
1 варіант показаний на малюнку 2.1. У цьому варіанті мікросхеми розташовуються, згідно зі схемою електричне принциповою. При такому способі компонування знижується довжина внутрішніх зв'язків елементів, але в той же час збільшується довжина провідників, що йдуть на роз'ем, а отже збільшується і можливість спотворення вхідних і вихідних даних.

Малюнок 2.1 Варіант 1 розміщення мікросхем
Тому доцільно використовувати варіант, зображений на малюнку 2.2

Малюнок 2.2 Варіант 2 розміщення мікросхем
На цьому малюнку 2.2 мікросхеми розташовуються ближче до гнізда, що в свою чергу веде до зменшення вхідних і вихідних ліній.
З двох запропонованих варіантів вибираємо найбільш оптимальний, тобто другої.
Відповідно до малої ступенем інтеграції мікросхем, на кожну пару ІМС встановлюється по одному конденсатора.

2.2. Вибір і обгрунтування конструкції блоку.
Конструктивною особливістю розроблюваного модуля є плата з друкованим монтажем. У зв'язку з підвищеною кількістю внутрішніх ліній зв'язків між мікросхемами, елементи встановлюються на двосторонню друковану плату.
Для виготовлення ДПП використовується комбінований позитивний метод. Комбінований метод полягає в травленні фольгированного діелектрика з металізацією отворів. Особливістю конструювання плати, що виготовляється цим методом, є те, що при наявності зенковки допускається заниження контактної площадки до зенковки з одного або з двох сторін (для позитивного методу).
У таблиці 2.1 наведені матеріали для виготовлення ПП.
Таблиця 2.1
Матеріали виготовлення ПП

Найменування	Марка	ГОСТ, ТУ	Товщина матеріалу, мм	Товщина фольги, мкм
Склотекстоліт фольгований	СФ-1Н-50	ГОСТ 10316	0,8-3,0	50
Фольгований діелектрик	ФДТ-2	ТУ ІЖ47-64	0,5	50
Фольгований діелектрик для мікроелектронних пристроїв	ФДМЕ-1	ТУ ІЖ54-67	0,1	35
Склотканина Прокладочний	СП-1	ТУ 16503085-71	0,025	-
Стрічка мідна	М1	ГОСТ 1173-70	-	50; 80

Для забезпечення високої міцності плати, особливо при її механічній обробці вибираємо фольгований діелектрик, що має велике значення товщини. Основні особливості конструкції модуля
1) Рекомендована товщина плати 0,8 - 0,15 мм ;
2) Основний крок координатної сітки прийняти рівним 2,5 мм , А додатковий - 0,5 мм . У вузлах координатної сітки розташовувати центри монтажних і перехідних отворів;
3) У ПП допускати не більш трьох різних діаметрів монтажних і перехідних отворів;
4) Діаметр монтажних і перехідних отворів представлені в таблиці 2.2;
5) Металізовані отвори повинні мати контактні майданчики;
6) Друковані провідники виконуються прямокутної форми, однаковими за шириною на всьому протязі. Перетин провідників усувати за допомогою перекладу на іншу сторону плати з використанням перехідних отворів;
7) Навісні елементи не повинні виступати над поверхнею плати вище, ніж на 9,5 мм ;
8) Всі перехідні і монтажні отвори плати повинні бути металізований;
9) Друковані провідники плати розміщувати по лініях розміщувати по лініях основної та допоміжної координатних сіток;
10) Монтажні отвори і контактні площадки повинні мати покриття, що забезпечують якісну пайку висновків навісних елементів. В якості такого покриття використовувати сплав О-С (61) 9 з наступною гальванізацією сплаву посв 50;
11) Розміри робочого поля плати - 70 * 85 мм;
12) Друковані провідники по осі x (горизонтально) розташовувати на лицьовій стороні плати і по осі у (вертикально) на тильній стороні;
13) При з'єднання провідників кіл «Земля» і «Харчування» враховувати, що сила струму, що проходить через кожне отвір, не повинна перевищувати 2,5 А;
14) Відхилення міжцентровою відстаней не повинні перевищувати + 0,1 мм ;
15) Робоча полі плати розбито на 6 зон, в одній зоні розміщувати не більше однієї групи отворів;
16) Навісні шини «Земля» і «Харчування» встановлювати з обох сторін для кожного ряду мікросхем;
17) Діаметр монтажних отворів під навісні шини вибирається в межах 0,7-0,1 мм.

Номінальний діаметр отвору, мм	Діаметр виведення навісного елемента при неметалізірованном отворі плати, мм	Плата з металізованим отвором		Діаметр зенковки отворів, мм не більше
		Діаметр виведення навісного елемента, мм не більше	Номінальна товщина плати, мм не більше
0,8	0,6	0,5	1,6	1,1

2.3 Автоматизація проектування блоку
Найбільш ефективний, швидкий та зручний спосіб проектування є система автоматизованого проектування, наприклад пакет P-СAD. Система проектування радіоелектронної апаратури P-CAD є інтегрованим набором спеціалізованих програмних пакетів, що працюють в інтерактивному режимі. Засоби системи дозволяють проектувати принципові електричні схеми, друковані плати, в тому числі і багатошарові, а також отримувати конструкторську документацію.
Можливості САПР:
1) Швидке виконання креслень
Конструктор, що використовує САПР, може виконувати креслення в середньому
в три рази швидше, ніж працюючи за кульманом. Така робота прискорює процес проектування в цілому, дозволяє в більш стислі терміни випускати продукцію і швидше реагувати на ринкову кон'юнктуру.
2) Підвищення точності виконання креслень
Точність креслення, виконаного вручну, визначається гостротою зору конструктора і товщиною грифеля олівця. На кресленні, побудованому за допомогою програмних засобів, місце будь-якої точки визначено точно, а більш детального перегляду елементів креслення є засіб, що дозволяє збільшити будь-яку частину цього креслення. Крім цього САПР забезпечує конструктора ще багатьма спеціальними засобами, недоступними при ручному кресленні.
3) Підвищення якості виконання креслень
Якість зображення на звичайному кресленні повністю залежить від майстерності конструктора, тоді як друкуючий пристрій викреслює високоякісні лінії і тексти незалежно від індивідуальних здібностей людини. Крім того, більшість зроблених вручну креслень
мають неохайний вигляд із-за частого стирання ліній. Програмні засоби будь САПР дозволяють швидко стерти зайві лінії без будь-яких наслідків для кінцевого креслення.
4) Можливість багаторазового використання креслення
Побудова зображення всього креслення або його частини можна зберегти для подальшої роботи. Зазвичай це корисно тоді, коли до складу креслення входять складові, що мають однакові форму. Збережено креслення може бути використаний для подальшого проектування.
5) Прискорення розрахунків та аналізу при проектуванні.
В даний час існує велика різноманітність програмного забезпечення, яке дозволяє виконувати практично всі проектні розрахунки.
6) Високий рівень проектування
Потужні засоби комп'ютерного моделювання (наприклад, метод кінцевих елементів) дозволяють проектувати нестандартні геометричні моделі, які можна швидко модифікувати і оптимізувати, що дозволяє знизити загальні витрати до такого ступеня, яка раніше була не досяжна з-за великих витрат часу.
7) Скорочення витрат на удосконалення
Засоби імітації та аналізу, включені в САПР, дозволяють різко скоротити витрати часу та коштів на дослідження та удосконалення прототипів, які є дорогими етапами процесу проектування.
8) Інтеграція проектування з іншими видами діяльності
Інтегрована обчислювальна мережа з високоякісними засобами комутації забезпечує САПР більш тісну взаємодію з іншими інженерними підрозділами.
Технічний креслення схеми представляє собою єдиний документальне джерело, що є основою для подальшого проектування ПП.САПР, як правило, дає можливість створення схеми в інтерактивному режимі. Для цього використовуються графічні редактори та бібліотечні символи схемних елементів. Розробка креслення схеми включає розміщення символів, додавання текстової інформації (позначення елементів, позиційні позначення, кутовий штамп, довідки), нанесення зв'язків між контактами схемних символів, введення позначень ланцюгів.
Креслення схеми стає основою для складання вхідного опису, найбільш важливу частину якого становить так званий список з'єднань, або лист зв'язків. У ньому вказуються позиційні позначення елементів, імена контактів і імена відповідних до відповідних контактів ланцюгів. Після того, як креслення схеми отриманий на екрані графічного дисплея чи введений в список з'єднань, можуть бути виконані процедури перевірки логічних правил конструювання. Такі процедури включають моделювання, тобто перевірку схеми на предмет працездатності, а також виявляють незадіяні контакти, незавершені з'єднання, співвідношення вхідних і вихідних контактів.
Наступним етапом є конструкторське проектування. При
виконання етапу користувач вводить конструкторсько - технологічні обмеження (КТО) (наприклад, число струмопровідних шарів, розмір плати, області, заборонені для трасування та розміщення, зазор між провідниками і т.д.). Розміщення і трасування також виконуються в середовищі графічних редакторів, які підтримують як автоматизований процес, так і можливість інтерактивного втручання користувача у процес проектування. Найчастіше завдання спочатку вирішується в автоматичному режимі, а далі допрацьовується вручну до необхідного рівня якості.
Наприклад: при проектуванні друкованих плат (ПП) щодо середніх розмірів (~ 40-50 DIP) зазвичай конструктор в ручному режимі витрачає 50-60ч. робочого часу.
Трасування аналогової плати за допомогою персонального комп'ютера займає не більше 30 хвилин. Автоматичні трассировщик дають 90-95% з'єднань. Після установки межелементних зв'язків здійснюється перевірка спроектованої плати на наявність відхилення від геометричних параметрів. Також здійснюється автоматичний контроль на предмет відповідності фізично реалізованих сполук сполукам принципової електричної схеми.
Етап підготовки виробництва ПП полягає у випуску повного комплекту конструкторської документації шовкографічним або фотошаблонів та перфострічок для свердлильних і настановних верстатів.

3 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
3.1 Розрахунок частоти власних коливань блоку
Арифметичне-логічний пристрій може застосовується в основному в стаціонарних ЕОМ. Найбільш руйнівний вплив при експлуатації ЕОМ, надає вібрація. Конструкція ЕОМ являє собою складну коливальну систему, що складається з кінцевого числа простих механічних вузлів. Сумарна частота коливань складається з частоти власних коливань вузла і частот випадкових впливів.
Розрахунок частоти власних коливань блоку проводитися шляхом умовної заміни конструкції блоку еквівалентними розрахунковими схемами.
Частоту власних коливань плати для всіх випадків її країв можна визначити за формулою 3.1.
f = k _m * k * B * h * 10 ⁴ / a ² (3.1)
  де f - частота власних коливань;
k - поправочний коефіцент при розподіленому навантаженні;
k _m - поправочний коефіцент на матеріал
B - частотна постійна, що залежить від виду закріплення плати;
h - товщина плати;
a - довжина плати;
Вибрані способи (способи 2,3,6) закріплення плати показані на малюнку 3.1

2 3 6
Малюнок 3.1 Способи кріплення плат
Вибираємо значення частотної постійної B для вибраних способів кріплення і відносини сторін плати.
Так як співвідношення сторін a і b дорівнює 1, то значення B для даних способів кріплення рівні:
Спосіб 2 - B = 336
Спосіб 3 - B = 181
Спосіб 6 - B = 62
Поправочний коефіцент на матеріал визначається за формулою (3.2).
k _m = (E / E _c) * (p _c / p) (3.2)
де - поправочний коефіцент на матеріал;
E і р - модуль пружності і щільність застосовуваного матеріалу;
E _c і p _c - модуль пружності і щільність сталі;
Так як плата не сталева, а виконана з фольгованого діелектрика, то поправочний коефіцент на матеріал дорівнює k _m = поправочний коефіцент маси елементів при розподіленому навантаженні розраховується за формулою (3.3).
k = 1 / 1 + Q _е / Q _n                                                                                                                             (3.3)
де k - поправочний коефіцент при розподіленому навантаженні;
Q _е - маса елементів, рівномірно розміщених на платі;
Q _n   - Маса плати;
У даному випадку, поправочний коефіцент маси елементів при розподіленому навантаженні дорівнює k = 0.6
Товщина плати h = 0.5
Довжина плати a = 95
Підставляємо отримані значення у формулу (3.1), і визначаємо частоту власних коливань f ₀
f ₀₂ = (0.54 * 0.6 * 336 * 05 * 10 ⁴⁾ / 95 ² = 0.07
f ₀₃ = (0.54 * 0.6 * 181 * 05 * 10 ⁴⁾ / 95 ² = 0.03
f ₀₆ = (0.54 * 0.6 * 62 * 05 * 10 ⁴⁾ / 95 ² = 0.01
На підставі розрахунків отримані частоти власних коливань плати. З трьох вибираємо найменше. Виходячи з умов міцності, вимушена частота коливань повинна бути більш ніж у два рази менше частоти власних коливань. Тому дана плата повинна застосовуватися в пристроях, де вимушені коливання не вище
3.2 Оцінка рівня уніфікації блоку
Оцінити рівень уніфікації блоку шляхом розрахунку коефіцент застосованості і повторюваності.
Коефіцієнт повторюваності показує частку елементів у модулі, які застосовувалися у виробництві. Він розраховується за формулою (3.4):
(3.4)
де до _пр - коефіцент застосованості;
n _ст - кількість стандартних виробів, вживаних в блоці;
n _ун - кількість уніфікованих виробів, вживаних в блоці;
n _норм - кількість нормалізованих виробів, вживаних в блоці;
n _п - кількість покупних виробів, вживаних в блоці;
n _ор - кількість оригінальних виробів, вживаних в блоці;
Ці значення наведені в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1

Найменування	Кількість	ГОСТ, ТУ	Примітка
1.Плата (друкований малюнок)	1	АКВТ.230101.КП.04ПП	Оригінальна
2. Конденсатор КМ-5	3	ГОСТ	Стандартне
3. ІМС	5	ТУ	Уніфіковане
4.Плата (загот)	1	По кресленню	заімствовное

Підставляємо значення і розраховуємо коефіцент застосованості за формулою (3.4):
(3.4)
Коефіцент повторюваності знаходиться з відношення загальної кількості складових частин до загальної кількості типорозмірів. Коефіцент застосованості розраховується за формулою (3.5):
k _n = N _заг / N _найм                                                                                    (3.5)
де - коефіцент повторюваності;
  N _заг - загальна кількість застосовуваних виробів, вживаних в блоці (N _заг = n _ст + n _ун + n _норм + n _п + n _ор);
N _найм - кількість найменувань (типорозмірів) виробів;
Підставляємо значення і розраховуємо коефіцент повторюваності за формулою (3.6)
(3.6)
Виконавши розрахунки, можна зробити висновок про те, що даний блок є технологічним, так як k _{n р>} 0.7 і k _n> 1.
3.3 Оцінка надійності блоку
Надійність - це властивість об'єкта виконувати задані функції в заданих умовах у межах, обумовлених в ТУ.
До основних показників надійності відносяться імовірність безвідмовної роботи, інтенсивність відмов, середній час безвідмовної роботи.
Імовірність безвідмовної роботи - це ймовірність того, що в заданому інтервалі часу не відбудеться жодної відмови. Розрахунок ймовірності безвідмовної роботи осередку проводиться за формулою
P (t) = e ^{А t}
де P (t) - імовірність безвідмовної роботи;
e - Основа натурального логарифма;
A-сумарна інтенсивність відмов;
t - Необхідний час безвідмовної роботи.
Інтенсивність відмов показує, яка частина елементів по відношенню до загальної кількості справно працюючих елементів в середньому виходить з ладу в одиницю часу. Інтенсивність відмов осередку визначається за формулою (3.7):
= 22.59 * 10 ^-6    (3.7)
де A0 - Інтенсивність відмов осередку;
Д, - _е - інтенсивність відмов у реальних умовах експлуатації;
Nj - Кількість елементів з інтенсивністю відмов Вул.
Напрацювання на відмову То - середнє значення напрацювання відновлюваного об'єкта між відмовами. Середній час безвідмовної роботи визначається за формулою (3.8):
(3.8)
де Т _о - середній час безвідмовної роботи; A0- інтенсивність відмов осередки.
Електричний режим використання ЕРЕ характеризується коефіцієнтом навантаження, який визначається за формулою (3.9):
(3.9
де К _н - коефіцієнт навантаження;
N _{pa 6} - навантаження на елемент в робочому режимі;
N _ном номінальна або допустима за ТУ навантаження.
Розрахунок надійності представлений в таблиці 3.2

Таблиця 3.2
Розрахунок надійності

Найменування і тип елемента	Інтенсивність відмов i н * 10 -6 год -1	Кн	Кт	= KнKт * * 10 -6 год -1	Ni	Ni * 10 -6 год -1
Мікросхема До 1533 ІП3	0,1	0,55	0,1	0,0055	4	0,01
Мікросхема До 1533 ІП4	0,1	0,55	0,1	0,0055	1	0,01
Конденсатор КМ-5	0,01	0,2	-	0,002	3	0,06
Перехідні отвори	0,001	-	-	-	54	0,054
Пайки висновків мікросхем	0,0001	-	-	-	5 * 16 = 80	0,080
Пайки висновків конденсаторів	0,0001	-	-	-	2 * 3 = 6	0,0006

де H - інтенсивність відмов у нормальних умовах;
Кн - коефіцієнт навантаження;
-Коефіцієнт обліку температурного режиму;
Kн - інтенсивність відмов у реальних умовах експлуатації;
Ni - кількість елементів з інтенсивністю відмов .
Підставляємо значення і розраховуємо інтенсивність відмов осередки по формулі (3.7):
(3.7)
Підставляємо значення та розраховуємо середнє час безвідмовної роботи за формулою (3.8):
T ₀ = 6,4 * 10 ⁶ год (3.8)
Розраховуємо ймовірність безвідмовної роботи осередку при різних значеннях часу безвідмовної роботи за формулою (3.6):
а) ймовірність безвідмовної роботи осередку при t1 = 1000ч:
Р1 (1000) = 1 - 0,0001565 = 0,9998435
б) імовірність безвідмовної роботи осередку при t2 = 5000ч:
P2 (5000) = 1 - 0,0007325 - 0,9992175
в) ймовірність безвідмовної роботи осередку при t ₃ = 10000ч;
Р3 (10000) = 1 - 0,001565 = 0,998435
г) ймовірність безвідмовної роботи осередку при 14 = 20000ч:
P4 (20000) = 1 - 0,003195 = 0,996805
д) ймовірність безвідмовної роботи осередку при t5 = 50000ч:
P5 (50000) = 1 - 0,007825 = 0,992175

Малюнок 3.2 Графік P (t)
при t ₁ = 1000ч, t ₂ = 5000ч, t ₃ = l 0000ч, t, = 200004, t ₅ = 50000ч
З-за високих вимог, що пред'являються до роботи ЕОМ, велика увага в процесі розробки, виготовлення і експлуатації машин приділяється підвищенню надійності. Одним з найбільш досконалих способів підвищення надійності є резервування. Розглянемо два випадки резервування:
1) навантажений резерв із загальним резервуванням всього пристрою без відновлення відмовив пристрої;
2) навантажений резерв з поелементний резервуванням без застосування перемикаючих пристроїв.
Для випадку навантаженого резерву ймовірність безвідмовної роботи пристрою визначається за формулою (3.10):
P _ur (t) = 1 - [1 - e ^{Aut] m}                                            (3.10)
де P _ur (t) - імовірність безвідмовної роботи пристрою з постійним резервом;
A _u - інтенсивність відмов устрою (A _U = 0,1565 * 10 ^11);
t - час, необхідний безвідмовної роботи;
m - кількість паралельно працюючих пристроїв (m = 5);
е - основа натурального логарифма.
Розраховуємо ймовірність безвідмовної роботи пристрою при різних значеннях часу безвідмовної роботи за формулою (3.10):
а) ймовірність безвідмовної роботи пристрою при t1 = 10000ч:
P _{ur 1} (10000) = 1 - [l-(l-0 ,1565-10 ^{-2)] 4} = 1 - [1-1 + O ,1565-10 ^{-2] 4} =
= 1 - 6 -10 = +0,999999999994
б) імовірність безвідмовної роботи пристрою при t2 = 50000ч:
P _{ur 2} (50000) = 1 - [0,7825 * 10 ^{-2] 4} = 1 - 0.0000000037 = 0,9999999963
в) ймовірність безвідмовної роботи пристрою при t3 = 100000ч:
P _{ur 3} (100000) = 1 - [0,7825 * 10 ^{-2] 4} = 1 - 6 * 10 ^-8 = 0,9999999963
г) ймовірність безвідмовної роботи пристрою при t4 = 150000ч:
P _{ur 4} (150000) = 1 - [0,23475 * 10] ⁴ = 1 - 0,0000003 - 0.9999997
д) ймовірність безвідмовної роботи пристрою при t5 = 200000ч:
P _{ur 5} (200000) = 1 - [0,313 * 10] ⁴ = 1 - 0,00000096 = 0,99999904

Малюнок 3.3 - Графік P (t)
при t, = l 0000ч, t ₂ = 50000ч, t ₃ = l00000ч, t ₄ = 150000, t ₅ = 200 000
3.4 Розрахунок параметрів друкованого монтажу плати
Розробляється друкована плата характеризується такими загальними параметрами, якими будемо керуватися при розрахунку:
1) крок основний координатної сітки дорівнює 2,5 мм ;
2) клас плати Б - підвищена щільність монтажу;
3) товщина плати 0,8 ± 0,15 мм ;
4) товщина матеріалу 0,8 мм , Товщина фольги 50 мкм;
5) опір при довжині провідника 1 м: 0,83 Ом;
6) товщина провідника 80 мкм;
7) ширина провідника t = 0,3 мм;
8) відстань між провідниками S = ​​0,4 мм;
9) відстань між контактними майданчиками або провідниками і контактної майданчиком So = O, 3 мм;
10) діаметр виведення навісного елемента не більш 0,5 мм .
Величина діаметра отворів після металізації визначається за формулою (3.12):
d ₀ = d _в + (0,14 +0,30) (3.12)
де d _o - Діаметр отворів після металізації;
d _в -Діаметр виведення навісного елемента.
Розраховуємо діаметр отворів після металізації за формулою (3.12):
d _o = 0,5 + 0.30 = 0,8 мм
Діаметр отвору під металізацію визначається за формулою (3.13):
d = d ₀ + (0,1 + 0,15) (3.13)
Розраховуємо діаметр отвору під металізацію за формулою (3.13):
d = 0,8 + 0,1 = 0,9 мм
Діаметр зенковки для отворів діаметром менше 1мм визначається за формулою (3.14):
d _зенки = d + 0,2 (3.14)
Розраховуємо діаметр зенковки для отворів діаметром менше 1мм за формулою (3.14):
d _зенки = 0,9 + 0,2 = 1.1 мм
Діаметр контактної площадки отворів визначається за формулою (3.15):
d _K = d + c + 2 b                                                                                        (3.15)
де d _K - Діаметр контактної площадки отворів;
d - діаметр отвору;
с-сумарний коефіцієнт, що враховує зміну діаметрів отворів, контактних майданчиків, міжцентрової відстані і зміщення шарів в процесі виготовлення (з = 0,5 мм);
b-ширина контактної площадки у вузькому місці: b = 0,15 мм.
Розраховуємо діаметр контактної площадки отворів за формулою (3.15)
d _K = 0,8 + 0.5 + 2-0,15 = 1,6 мм
Відстань між центрами двох монтажних отворів визначається за формулою (3.16):
(3.16)
де l - відстань між центрами двох монтажних отворів; -

k _n - технологічний коефіцієнт, що забезпечує можливість якісного виготовлення плат (k _n = 0, l);
n - кількість провідників.
Розраховуємо відстань між центрами двох монтажних отворів за формулою (3.16):

Максимальна кількість провідників, що проходять між сусідніми отворами, визначається за формулою (3.17):
n = ((l -2 l ₂₎ / t _в) + 1 (3.17)
де п - максимальна кількість провідників між сусідніми отворами;
l-відстань між центрами двох монтажних отворів;
l _{2-номінальне} відстань між осями контактної площадки і провідника і розраховується за формулою (3.18):
l _{2 =} D _{k max} + 2S _min t _max
2 (3.18)
де D _Kmax - Максимальний діаметр контактної площадки;
S _min - мінімально допустима відстань між провідниками;
t _max -Максимально допустима ширина провідника,
t _B - Крок допоміжної координатної сітки (t _B = 1,25 мм ). Спочатку знаходимо номінальне відстань між осями контактної площадки і провідника за формулою (3.18):
l ₂ = (1.6 +2 * 0.4 +0.6) / 2 = 1.5
Розраховуємо максимальну кількість провідників між сусідніми отворами за формулою (3.17)
п = (5.4-2 * 1.5) / 1.25 = 2.92
Результат розрахунку округляємо до найближчого більшого значення, кратного подвоєному кроку допоміжної координатної сітки і отримуємо: п = 5
Розрахунок друкованого монтажу показав, що максимальна кількість провідників, що проходять між сусідніми отворами дорівнює 5, що відповідає підвищеної щільності монтажу, тобто клас плати Б.

4 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
4.1 Визначення типу виробництва
Тип виробництва залежить від кількості продукції, що випускається і ступеня диференціації технологічних процесів.
При організації виробництва, встановлення його типу, враховуються потреби суспільства в даному виді продукції. Якщо завантаження устаткування по впроваджуваної техпроцесу виявляється низькою (нижче 85%), то пропонується довантаженням обладнання типовими роботами, що здійснюється виробничо-диспетчерськими службами підприємства.
Розмір партії в день - число виробів, що обробляються за робочий день при роботі в одну зміну - визначається за формулою (4.1):
n = (П / Д _р) * К (4.1)
де n-розмір партії в день;
П - річний розмір партії;
Д _р - кількість робочих днів у році (Д _р = 253дн);
До - Необхідний запас деталей у днях (від 2 до 30 днів).
Річний розмір партії заданий у завданні і дорівнює шт. Так як в курсовому проекті розробляється модуль 2-го рівня, то необхідний запас деталей дорівнює 5 днях. Підставляємо значення і розраховуємо розмір партії в день за формулою (4.1): n = (10000/253) * 5 = 197
За результатами розрахунку робимо висновок, що розмір партії відповідає середньосерійному виробництва.
4.2 Вибір схеми технологічного процесу
В якості заготовки для розглянутої ДПП використовується діелектричне підставу (фольгований діелектрик). На боку підстави завдано струмопровідний шар фольги. Цей шар фольги використовується для отримання сполук на друкованій платі. Опишемо типовий технологічний процес виробництва друкованої плати.
4.2.1 Механічна обробка друкованої плати
Вхідний контроль фольгированного діелектрика полягає у перевірці розмірів аркуша, стану поверхні з боку фольги і діелектрика, міцності зчеплення фольги у вихідному стані та при дії розплавленого припою, гальванічних розчинів та інших факторів, здатності матеріалу до механічної обробки, поверхневого опору та деяких інших параметров.Полученіе заготовки. Заготівлю відрізають з прикуску по контуру на одну плату. Різка листа з фольгированного стеклотекстолита може проводитися дискової фрезою. Але даний метод має низку недоліків (питання охолоджування, відсмоктування пилу, що утворюється), тому найбільш доцільно здійснювати різання за допомогою роликових або гільйотинних ножиць. При цьому підвищується продуктивність, виключається засмічення приміщення пилом і скорочуються відходи матеріалу. Фіксуючі і технологічні отвори виготовляють сверленіем.Сверленіе монтажних отворів. Свердління виконують у кондуктора спіральним свердлом із твердого сплаву з кутом при вершині свердла 122. 1300 без охолоджуючої рідини. Заготовки при цьому збирають в пакет товщиною не більше 4,5 мм. Монтажні отвори свердлять на верстатах з ЧПК, які забезпечують частоту обертання шпинделя не менше 10000 об / хв, механічну подачу не більше 0,1 мм / об, биття свердла не більше 0,02 мм .
4.2.2 гальванохімічних обробка
Підготовку поверхні фольги виконують обертовими латунними або капроновими щітками. На поверхню фольги наносять суміш маршалліта та віденської вапна. Незалежно від механічної зачистки проводять і хімічну зачистку. Її виконують в лужних розчинах з наступним промиванням у деіонізованою воді. Для нейтралізації залишків лугу і видалення окислів проводиться декопірованіе в розчині соляної та сірчаної кислот. Якість очищення впливає на наступні операції.
Сенсибілізація (підвищення чутливості до міді) здійснюється в розчині двухлористого олова, соляної кислоти і металевого олова протягом 5 ... 7 хв з наступним промиванням у дистильованій воді. Активація проводиться у водному розчині двухлористого паладію і аміаку протягом 5 ... 7 хв. Хімічне меднение полягає у відновленні міді на активованих поверхнях з розчину, в який входять солі міді, нікелю, формаліну, соди та ін Час осадження шару міді товщиною 0,25 ... 0,5 мкм складає 15 ... 20 хв. Потім проводять попередню гальванічну металізацію для збільшення тонкого шару міді до товщини 5 .. 8 мкм.
На підготовлену поверхню наносять сухий фоторезист і проводять його сушіння протягом 15 хв. Потім за допомогою фотошаблона і яскравого джерела світла відбувається експонування малюнка схеми на поверхню плати. Гальванічне осадження сплаву «олово-свинець» товщиною 8 ... 20 мкм проводиться з метою запобігання проводить малюнка при травленні плати та забезпечення гарної паяемости. Після цього виконують видалення фоторезиста з неекспонованих ділянок. Травлення є хімічним процесом, при якому ділянки мідної фольги, незахищені фоторезистом, видаляються з поверхні діелектричного підстави, а покриті фоторезистом ділянки зберігаються і формують малюнок друкованої плати. У результаті травлення виходить плата з витравленим малюнком. Після травлення потрібна ретельна промивка плати. Наступний етап - необхідно зробити гаряче лудіння плати, тобто розплавлення захисного покриття.
4.2.3 Заключні операції
Обробка по контуру: остаточний контур плати отримують вирубкою або фрезеруванням після виготовлення друкованих провідників. Зовнішній контур отримують відрізків на гільйотинних ножицях.
Маркування полягає в нанесенні на готову плату її серійного номера, дати виготовлення та інших даних.
Контроль здійснює перевірку виконання малюнку схеми, відсутність обривів провідників.
Якщо немає можливості відразу відправити готову плату на складання, то для запобігання передчасного окислення плату консервують і упаковують. Дані операції полягають у покритті поверхні плати спирто-каніфолевой сумішшю, приміщенні і запаювання плати в поліетиленовий пакет. У такому стані плата може зберігатися до півроку.
Схема типового технологічного процесу виготовлення ДПП комбінованим позитивним методом представлена ​​в таблиці 4.1, а також у маршрутній карті (см АКВТ.230101.КП46.23МК).
Таблиця 4.1

Код операціі_	Найменування операції	Обладнання
010	Вхідний контроль використовуваного матеріалу	-
020	Заготівельна	Гільйотинні ножиці ОА-805
030	Виконання базових отворів	Свердлильний верстат AKF-25
040	Отримання монтажних або перехідних отворів	Свердлильний верстат AKF-25
050	Підготовка поверхні	Модуль знежирення
060	Хімічна металізація	Модуль хімічної металізації
070	Гальванічна металізація	Модуль гальванічної металізації
080	Отримання малюнка схеми___	Ламинатор
090	Нанесення металлорезіста	Лінія АГ-32
100	Видалення захисної маски	Набір ванн
110	Травлення	Травильний модуль КП
120	Оплавлення металлорезіста	Піч сушильна КП 4506
130	Обробка плати по контуру	Фрезерний верстат СФ-600
140	Маркувальна	Стіл монтажника
150	Контрольна	Стіл контролера
160	Консервація	Стіл монтажника
170	Пакувальна	Стіл монтажника

4.3 Розрахунок норм часу
Норми часу бувають технічно обгрунтованими (визначені за нормативним документам: ОСТами, ГОСТами, СТП) і дослідно-статистичними, встановленими на досвіді роботи працівників даного підприємства. Найбільш прогресивними є технічно обгрунтовані норми часу. В умовах масового виробництва нехтують підготовчо-заключним часом Т _п _ _3, так як воно зустрічається один раз на велику партію виробів. У дрібносерійному виробництві Т _{п. 3} враховується, так як воно повторюється з кожним повторенням партії виробів. У серійному виробництві час з урахуванням Т _{п. 3} називається штучно-калькуляційним.
Відповідно до ГОСТ 4ГО.050.016 штучний час знаходиться за формулою (4.2):
t _шт = t _on * K * (1 + (K ₁ + K ₂₎ / 100) (4.2)
де t _шт - штучний час, хв;
t _on - операційний час, хв;
K - поправочний коефіцієнт, що враховує групу складності і вид виробництва. Для среднесерійного виробництва К = 1,2;
K ₁ - поправочний коефіцієнт, що включає Т _{п. 3,} час на обслуговування та особисті потреби. Для среднесерійного виробництва К ₁ = 7,6;
K ₂ - поправочний коефіцієнт, що враховує час на відпочинок. Для среднесерійного виробництва До ₂ = 3.
Вибрані і скалькулірованние норми часу зведені в Абліцов 4.2.
Таблиця 4.2

Код операції	Найменування операції	t шт
010	Вхідний контроль використовуваного матеріалу	6,2
020	Заготівельна	5,9
030	Виконання базових отворів	2,37
040	Отримання монтажних або перехідних отворів	5,26
050	Підготовка поверхні	16
060	Хімічна метталізація	3,74
070	Гальванічна метталізація	5,9
080	Отримання малюнка схеми	9,07
090	Нанесення металлорезіста	37,7
100	Видалення захисної маски	5,22
110	Травлення	62
120	Оплавлення металлорезіста	44
130	Обробка плати по контуру	0,99
140	Маркувальна	2,5
150	Контрольна	10,48
160	Консервація	5,03
170	Пакувальна	0,55
	РАЗОМ	222,91

Виконавши необхідні розрахунки, з'ясували, що розмір партії 197 штук на день відповідає середньосерійному виробництва, тобто підприємство буде випускати близько 10000 виробів на рік.
На підставі всіх отриманих значень параметрів можна зробити висновок, що конструкція суматора задовольняє вимогам технологічності, і тому допускається виробництво та реалізація даного виду виробів. Надалі можливе вдосконалення модуля: виконання суматора у вигляді однієї інтегральної мікросхеми, що дуже підвищить надійність, а за рахунок застосування автоматизованих засобів скоротяться терміни і збільшаться обсяги виробництва, що досить важливо в умовах конкуренції ринкової економіки.

Список використаної ТЕМПЕРАТУРИ
1. Майоров С.А., Крутовських С.А., Смирнов А.А. Електронні обчислювальні машини (довідник з конструювання). Під редакцією Майорова С.А. 1975р.
2. Преснухін Л.М. і Шахно В.А. Конструювання електронних обчислювальних машин і систем. Підручник для Втузов за спеціальностями «ЕОМ» і «Конструювання і виробництво ЕВА» Вища школа. 1986р.
3. Тарабрін Б.В., Якубовський С.В., Барканов Н.А. Довідник з інтегральних мікросхем. Під редакцією Тарабрина Б.В. Енергія. 1981р.

\ S \ S

Технічні вимоги креслення плати: а) Плату виготовити комбінованим методом; б) Плата повинна відповідати вимогами ОСТ 4.Г00070.015; в) Крок контактної сітки - 2,5 мм; г) Конфігурацію провідників витримувати по координатній сітці з відхиленням від креслення на 0,5 мм; д) Місця обведені штрих пунктирною лінією, друкованим мантажа не позичати е) Форма контактної площадки - кругла діаметром в 1 мм; ж) Граничне отклонеіе між центрами контактних майданчиків у групі +0.1 мм з) Ключ базової контактної площадки виконувати вигляді «Усика» довжиною 1-2мм, спрямованого у вільний від провідників бік; і) Маркувати фарбою МКЕ4 шрифтом «3»

1. * Розміри для довідок.
2. Установку елементів виробляти по ОСТ 4.010 030-81, крок координатної сітки 1,25 мм.
3. Висота монтажу елементів над платою 5 мм
4. Паяти припоєм ПОС - 61 ГОСТ 211.931 - 76 флюс ФКСЮГО 29.011.ТУ
5. Маркування елементів показана умовно.
6. Покриття: ЛАК УР 231 ГОСТ 20.824-75, в 2 шари.
7. Маркувати фарбою МКЕ-4 чорна, шрифт 3 по НО.010.007
8.Клейміть штампом ВТК, фарба МК Е4 чорна по ОСТ 4.ГО 054.205 У4 9.
9. Інші технічні вимоги по ОСТ 4ГО.070.015

№ ланцюга

Звідки йде

Куди йде

Елемент

Контакт

Елемент

Контакт

1

X

К1

С1 C2 C3

01 01 01

2

X

К2

DD1 DD2 DD3 DD4

02 02 02 02

3

X

К3

DD1 DD2 DD3 DD4

23 23 23 23

4

X

К4

DD1 DD2 DD3 DD4

21 21 21 21

5

X

К5

DD1 DD2 DD3 DD4

19 19 19 19

6

X

К6

DD1 DD2 DD3 DD4

01 01 01 01

7

X

K7

DD1 DD2 DD3 DD4

22 22 22 22

8

X

K8

DD1 DD2 DD3 DD4

20 20 20 20

9

X

K9

DD1 DD2 DD3 DD4

18 18 18 18

10

X

K10

DD1 DD2 DD3 DD4

06 06 06 06

11

X

K11

DD1 DD2 DD3 DD4

05 05 05 05

12

X

K12

DD1 DD2 DD3 DD4

04 04 04 04

13

X

K13

DD1 DD2 DD3 DD4

03 03 03 03

14

X

K14

DD1 DD2 DD3 DD4

08 08 08 08

15

X

K15

DD1

07

16

X

K18

C1 C2 C3

01

№ ланцюга

Звідки йде

Куди йде

Елемент

Контакт

Елемент

Контакт

17

X

К19

С1 С2 С3

02

18

X

K36

C1 C2 C3

02

DD1

09

X

K20

DD1

10

X

K21

DD1

11

X

K22

DD1

13

X

K23

DD1

15

DD5

04

DD1

17

DD5

03

DD2

09

X

K24

DD2

10

X

K25

DD2

11

X

K26

DD2

13

X

K27

DD2

15

DD5

02

DD2

17

DD5

01

DD3

09

X

K28

DD3

10

X

K29

DD3

11

X

K30

DD3

13

X

K31

DD3

15

DD5

15

DD3

17

DD5

14

DD4

09

X

K32

DD4

10

X

K33

DD4

11

X

K34

DD4

13

X

K35

DD4

15

DD5

06

DD4

17

DD5

05

DD5

07

X

K16

DD5

09

DD2

07

DD5

10

X

K17

DD5

11

DD3

07

DD5

12

DD4

07

Формат	Зона	Позиція	Позначення	Найменування	Кількість	Примітка
				Документація.
А4			АКВТ.230101.КП43.04СБ	Складальне креслення	1
А4			АКВТ.230101.КП43.04ТБ	Таблиця з'єднань	1
А3			АКВТ.230101.КП43.04Е3	Схема електрична принципова	1
А4			АКВТ.230101.КП43.04Е7	Схема електрична розташування	1
				Деталі
А3		1	АКВТ.230101.КП43.04ПП	Плата	1
				Інші вироби
				Конденсатори
		2		КМ-5А	3	С1 .. С3
				Мікросхеми
		3		К1533ІП3	4	D1 .. D4
				К1533ІП4	1	D5

\ S 1) Контакти 12 мікросхем DD 1 ... DD 4 підключити до ланцюга b 2) Контакти 24 мікросхем DD 1 ... DD 4 підключити до ланцюга a 3) Контакти 8 мікросхеми DD 5 підключити до ланцюга b 4) Контакти 16 мікросхеми DD 5 підключити до ланцюга a \ S