Курсовая работа (т): Часы–будильник с матричным светодиодным индикатором

P(1) = = e^(-15.565*10-6*0)= 0

P(10*103) = = e^(-15.565*10-6*10*103)= 0,8507

P(20*103) = = e^(-15.565*10-6*20*103)= 0,7237

P(30*103) = = e^(-15.565*10-6*30*103)= 0,6157

P(40*103) = = e^(-15.565*10-6*40*103)= 0,5238

P(50*103) = = e^(-15.565*10-6*50*103)= 0,4456

P(50*103) = = e^(-15.565*10-6*60*103)= 0,3679

P(64246.71) = = e^(-15.565*10-6*64246.71)= 0,3679

По полученным данным построим график:

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

.1 Описание метода изготовления печатной платы

Аддитивным методом изготавливаются прецизионные ДПП на нефольгированном основании по 1-му классу точности. В отличии от субтрактивных методов в аддитивном методе применяются нефольгированные диэлектрик, на который селективно осаждают медь. Толщина химически осажденной меди составляет порядка-2,8 10-8Ом м(выше чем у гальванической 1,75 10-8Ом м), относительное удлинение-4…6%, прочность сцепления с диэлектриком- не менее 0,4Н/3мм.

При аддитивном методе в качестве материала основания ДПП применяют

нефольгированный стеклотекстолит:

с клеевыми пленками (адгеионными) на поверхности типа СТЭФ;

с введенными в объем диэлектрика катализатором, который способствует

осаждению меди на диэлектрик - типа СТАМ;

с эмалью.

Преимущества аддитивного метода:

– Высокий класс точности - 5-й;

–   Равномерность меди на поверхности и в отверстиях при отношении толщины ДПП к диаметру отверстия 10:1;

–   Короткий технологический цикл;

–   Сокращение количества оборудования по сравнению с субтрактивными методами;

–   Снижение расхода меди, так как ее осаждают селективно в соответствии с рисунком ДПП;

–   Возможность использования для химического меднения солей меди из травильных отходов.

К недостаткам аддитивного метода относится:

– Высокое удельное электрическое сопротивление химической меди;

–   Наличие адгезионного слоя на поверхности, подверженного старению;

–   Тенденции химической меди к растрескиванию под воздействием сильных термических ударов и т.д.

По способу получения печатных проводников аддитивный метод делится на химический и химико-гальванический.

В химическом методе на каталитически активный участок восстанавливается медь из расствора. Скорость осаждения меди 2-4 мкм в час.

Химико-гальванический метод при котором химическим способом выращивается тонкий слой по всей поверхности платы(от 1 до 5 мкм), а затем избирательно усиливается электролитическим осаждением. Тонкий слой служит для электрического соединения всех элементов платы.

Учитывая метод изготовления, проведем анализ и выбор применяемого оборудования, основных материалов и технологических изготовления печатной платы.

. Входной контроль нефольгированного огнестойкого диэлектрика

На этом этапе по ГОСТ 10316-78 контролируются технологические свойства материалов, проводятся испытания на пробивку отверстий, сверление отверстий, штампуемость, наличие вздутий и расслоений. Диэлектрик должен быть монолитным по структуре и не иметь внутренних пузырей, раковин, посторонних включений, сколов, трещин и расслоений.

2. Нарезка заготовок и получение чистового контура печатной платы

Нарезка заготовок и чистовая обработка контура печатной платы осуществляется на станке алмазной резки. Резка выполняется алмазным отрезным гальваническим кругом со скоростью 2400 - 4200 м/мин, а подача материала осуществляется со скоростью 3 - 6 м/мин.

. Сверление отверстий под металлизацию.

Учитывая то, что печатная плата имеет 5 класс точности сверление отверстий под металлизацию сверление должно происходить очень точным оборудованием - это сверлильном станке с ЧПУ ОФ-101. Максимальный размер обрабатываемых плат 250*250, имеются 4 шпинделя, скорость вращения которых 75 КГц. Точность позиционирования +0,01 мм и точность сверления +0,05 мм.

. Очистка поверхности фольги

Обезжиривание осуществляется раствором, который состоит из тринатрийфосфата - 20-30 г/л, соды кальцинированной - 10-20 г/л и стекла натриевого - 3-5 г/л. Эти операции проходят температуре 30-40˚С в течении 2-3 минут, в течении 0,5-3 минут промывка водой, температура которой составляет 40-60˚С, а затем в течении 0,5-3 минут плата промывается холодной проточной водой, температура которой составляет 15-25˚С. Сушка выполняется сжатым воздухом, температура которого составляет 15-25˚С и продолжается 1-3 минуты.

. Сенсибилизация и активация поверхности

Сенсибилизация - это процесс создания на поверхности диэлектрика пленки, обеспечивающей восстановление ионов активатора стабилизации. Плату обрабатывают в растворе двухлористого олова, концентрацией 5-10 г/л, и соляной кислоты, концентрацией 20-40 г/л, остальное - дистиллированная вода. Плата обрабатывается в данном растворе в течении 5-7 минут, после чего ее промывают холодной водой, температура которой составляет 15-25˚С. Активирование заключается в том, что на поверхности, сенсибилизированной двухвалентным оловом, происходит реакция восстановления ионов каталитического металла. Активация проводится раствором, имеющим следующий состав: PdCl2 - 0,8-1 г/л.

После проведения процессов сенсибилизации и активации плату следует промыть холодной проточной водой, температура которой составляет 15-25˚С.

. Химическая и предварительная гальваническая металлизация

Для химическая металлизация используют раствор:

Медь сернокислая CuSO4*5H2O, концентрацией 25-35

Медь сернокислая CuSO4*5H2O, концентрация 150-170

Гидрооксид натрия NaOH, концентрация 40-50

Натрий углекислый Na2CO3, концентрация 25-35

Формалин(40 %-ный) CHOH, мл/л, концентрация 20-25

Тиосульфат натрия Na2S2O3, концентрация 0,002-0,003

Никель хлористый NiCl2*12H2O, концентрация 2-3

Моющее средство “Прогресс”, концентрация 0,5-1

Предварительная гальваническая металлизация производится в гальванической ванне при температуре 20±5˚С, плотности тока

-4 А/дм2 . При этом скорость осаждения составляет 25- 30 мкм/ч.

. Нанесение защитного рисунка на печатную плату

Для создания защитного рисунка используется метод фотопечати. В качестве фоторезиста используется жидкий негативный фоторезист ФП-383.

Для проявления используем проявитель тринатрий фосфат 3 - 5%. После проявления оставшийся фоторезист должен быть твердым, блестящим, без каких - либо дефектов.

. Основная гальваническая металлизация

. Нанесение металлического резиста

Нанесение металлического резиста осуществляется гальваническим методом. Аноды изготавливаются из сплава, содержащего 61% свинца и 39% олова. Если процесс ведется при комнатной температуре, плотности тока 1-2 А/дм2 и используется электролит указанного состава: Sn2+ - 13-15 г/л, Pb2+ - 8-10 г/л, HBF4 - 250-300 г/л, H3BO3 - 20-30 г/л, пептон -3-5 г/л, гидрохинон - 0,8-1 г/л. То осаждения будет происходить со скоростью 1 мкм/мин.

. Удаление фоторезиста

Применяемый фоторезист необходимо удалить с помощью ацетона. После удаления фоторезиста плату необходимо промыть плату вначале в горячей воде (40 - 60˚С), а затем в холодной проточной воде (15 - 25˚С).

. Травление меди

Травление меди с пробельных мест происходит раствором хлорной меди при травлении которым боковое подтравливание не превышает 3-6 мкм. После травления печатную плату необходимо промыть в холодной проточной воде, температура которой составляет 15-25˚С.

. Заключительные операции

На этом этапе осуществляется выходной контроль и маркировка печатной платы.

На этапе выходного контроля определяют следующие характеристики: диэлектрик должен быть монолитным по структуре и не иметь внутренних пузырей, раковин, посторонних включений, сколов, трещин и расслоений. Проводящий рисунок должен быть четким с ровными краями, без вздутий, отслоений, подтравливания, разрывов, темных пятен, следов инструмента и остатков технологических материалов.

Маркировка печатной платы осуществляется краской ТНПФ - 53 с шириной линии 0,3 мм, шрифтом № 3.

.2 Выбор технологического оборудования и технологических режимов изготовления печатной платы

Учитывая метод изготовления печатной платы, проведем анализ и выбор применяемого оборудования.

В настоящее время для вычерчивания оригиналов и фотошаблонов применяют программные автоматические координатографы, для управления которыми используют файл из САПР ПП.

В графопостроителе чертежная головка и двухкоординатный стол с головкой перемещаются друг относительно друга по программе. Вычерчивание проводников происходит при непрерывном перемещении проектора над фотопленкой, остальные элементы топологии оригинала получают засвечиванием фотопленки вспышкой при неподвижном проекторе.

Химико-фотографическую обработку проводят для получения видимого изображения элементов топологии фотошаблона при неактиничном освещении за светофильтром № 107в кюветах, фотованнах или в проявочных установках.

При контактном способе печати на диазоматериалах применяются контактно-копировальные установки с источником УФ-излучения с длиной волны 350...450нм с ксеноновыми, галогенными или другими лампами. Прямая запись шаблонов печатной платы осуществляется в лазерных растровых плоттерах семейства LaserGraver. В них реализуется термический способ записи изображения шаблона лучом волоконного лазера с полупроводниковой накачкой. Погрешность на поле 500х500 мм ±0,025 мм, что позволяет получать проводники шириной 50 мкм.

Машина LaserGraver и ПО представляют собой систему, обеспечивающую совместимость со всеми современными технологиями разработки печатных плат. Фотоплоттеры отличаются высоким качеством, точностью и разрешающей способностью.

Для контроля фотошаблонов применяют оптическую измерительную систему OPTEK VideoMic.

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнение курсового проекта было проведено в соответствии с графиком. В процессе выполнения был сформирован комплект конструкторской документации, включающий в себя конструктивные особенности элементов схемы, конструктивно-технологические требования к проектированию чертежа печатной платы, чертежи, а так же некоторые расчеты.

Произведены расчеты площади печатной платы и в соответствии с ГОСТ 53.429-2009 «Печатные платы. Основные параметры конструкции» были определены линейные размеры требуемой печатной платы. Они составили 175х100 мм.

На основании ГОСТ 29.137-91 «Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы» были определены требования по формовке выводов при установке на печатную плату. А так же перечислены некоторые требования к пайки элементов. Температура пайки должна быть 240-280 ˚С, паять при помощи флюс-геля ТТ и пропоя ПОС 61.

Были определены требования к печатной плате. Произведены расчеты надёжности конструкции. А также расчёты электрических параметров. Определили, исходя из токовой нагрузки требуемую ширину печатного проводника: 0.57 мм. Были проведены расчеты сопротивления проводника. В результате мы получили значение 1.61 Ом, а так же произвели расчеты падения напряжения, которые составили 0,46 В. На основании электрических параметров был выбран третий класс точности изделия, в соответствии с которым были определены максимальные отклонения и допуски.

В качестве основания материала печатной платы мы выбрали стеклотекстолит теплостойкий армированный с алюминиевым протектором (СТПА-5-1).

Также в результате были разработаны чертежи: сборочный чертеж, чертеж печатной платы, схема электрическая принципиальная. Все чертежи прилагаются.

ЛИТЕРАТУРА

1.       Е.В. Пирогова «Проектирование и технология печатных плат», Москва, «Форум- инфа-м», 2005.

2.       Под общей редакцией И.И. Четверкова и В.М Терехова «Справочник. Резисторы», Москва, «Радио и связь», 1987.

.        Журнал «Радио», №11 2012.

.        А. Медведев «Печатные платы, конструкции и материалы», Москва, «Техносфера», 2005

5.       ЕСКД ГОСТ 2.105-95 «Правила оформления текстовых документов».

6. Жигалов А.Т. и др. Конструирование и технология печатных плат. М, «Высшая школа», 1973.

. Кечиев Л.Н., Петров Б.В. Конструирование РЭА с применением печатного монтажа, МИЭМ, 1972.

. Краткий справочник конструктора РЭА. Под ред. Варламова Р.Г., «Сов. Радио», 1972.

. Мягков В.Д. Допуски и посадки. Справочник «Машиностроение», 1966.

.Преснухин Л.Н. и др. Основы конструирования микроэлектронных вычислительных машин. М., «Высшая школа», 1976.

.Платы печатные одно- и двусторонние с неметаллизированными отверстиями. Общие технические требования. - ГОСТ Р 50621-93. (МЭК 326-4-80).

.Правила выполнения чертежей печатных плат - ГОСТ 2.417.

.Допуски и посадки размеров от 0,1 до 5000 мм - ОСТ4 ГО.010.014.

.Установка навесных элементов на печатной плате - ОСТ4 ГО.010.030.