Разработка конструкции и технологического процесса изготовления печатной платы

Основной особенностью производства ЭВМ является использование большого количества стандартных и нормализованных элементов, интегральных схем, радиодеталей и др. Важным вопросом, решаемым в настоящее время, является массовое производство стандартных блоков с использованием новых элементов. Унификация отдельных элементов создает условия для автоматизации их производства.

Другой особенностью является высокая трудоемкость сборочных и монтажных работ, что объясняется наличием большого числа соединений и сложностью их выполнения вследствие малых размеров контактных соединений и высокой плотности монтажа.

Повышение качества и экономичности производства во многом зависит от уровня автоматизации технологического процесса. Автоматизация развивается в направлении от автоматизации отдельных операций (пайка, сварка и др.) к широкому использованию автоматизированных линий.

Особенностью производства ЭВМ является также большая трудоемкость контрольных операций. На отдельных предприятиях количество контролеров достигает до 30 - 40% от общего числа рабочих.

Решение сложных технических задач на всех этапах конструирования и производства ЭВМ существенно повышает требования к подготовке инженеров. Они должны определять форму, материалы, размеры конструктивных узлов, способы механического и электрического соединения, обеспечение помехоустойчивости, теплового режима, защиты от внешних воздействий. Степень приближения конструкции к совершенному образцу определяется опытом и умением, широтой и глубиной научного и технического кругозора конструктора.

1. Разработка конструкции устройства

1.1 Выбор принципа конструирования

Принцип конструирования выбирается в зависимости от сложности и функционального назначения принципиальной схемы проектируемого устройства.

Сложность принципиальной схемы не позволяет выполнить ее на одной печатной плате, поскольку в этом случае будет превышено допустимое значение плотности компоновки элементов или размеры печатной платы будут слишком велики, а спроектированное устройство окажется неудобным в эксплуатации.Поэтому применение моносхемного принципа конструирования исключается. В связи с этим в данном случае целесообразно применять функционально-узловой принцип разбиения принципиальной схемы.

Принципиальную электрическую схему разрабатываемого устройства разобьем на следующие части:

· блок регистров;

· блок сумматоров;

· блок мультиплексоров;

1.2 Выбор конструкционной системы

Конструкционная система обеспечивает необходимую конструктивную совместимость функциональной системы и включает конструкции, являющиеся базовыми, так как они предназначены для образования необходимого ряда конструкций (типоразмеров) различных уровней.Конструкционная система - иерархическая совокупность базовых конструкций, организованных в определенной соподчиненности на основе размерной совместимости с учетом функциональных, механических и тепловых факторов, а также требований технической эстетики и эргономики, предназначенная для построения вариантных компоновок функциональных изделий и ЭВМ.

В нашей стране наибольшее распространение получили конструкционные системы ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ, микроЭВМ. В нашем случае, ввиду малофункциональности устройства и небольших габаритов будет рациональным решение использовать конструкционную систему микроЭВМ. Данная система состоит из 5 уровней:

· интегральная схема;

· плата;

· корпус частичный;

· корпус комплектный;

· ЭВМ.

В соответствии со стандартом 297 МЭК выделяют следующие размеры печатных плат для СМ ЭВМ:

· E1 = 100 × 180 мм;

· E2 = 233,35 × 220 мм;

· E3 = 233,35 × 160 мм;

· E4 = 100 × 220 мм.

Исходя из количества корпусов ИМС в разрабатываемом узле, выберем размер печатной платы E1 = 100 × 180 мм.

1.3 Выбор серии логический ИМС

Один из важнейших этапов разработки ЭВМ – выбор серии ИМС, так как от правильного выбора зависит, будет ли в конечном итоге разрабатываемое устройство отвечать всем требованиям, предъявляемым к нему в техническом задании. Серии ИМС как объект выбора характеризуется совокупностью параметров, имеющих различную размерность (тока, напряжения, времени, емкости, сопротивления, мощности), а также безразмерными параметрами. Это обуславливает, применять при выборе необходимой серии ИМС методику, основанную на использовании весовых коэффициентов, числовые значения которых ставятся в соответствие тому или иному параметру. В данном случае ИМС должны

Однако при разработке необходимо учитывать требования, накладываемые заказчиком на выбор ИМС. В данном случае ИМС должны быть выбраны из серии К561. Это обосновывается тем, что в качестве элементной базы в соответствии с техническим заданием предыдущего курсового проекта была выбрана КМОП-логика.

Параметры, по которым оценивается пригодность серии ИМС, а так же соответствующие им значения весовых коэффициентов приведены в таблице 1.3.1

Таблица 1.3.1