ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 55
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
стабилизатора для питания конкретного устройства, например, МР3-плейера, или применения стабилизатора в качестве зарядного устройства мобильного телефонного аппарата вместо переменного резистора R5 можно установить постоянный необходимого сопротивления (около 1,3 кОм для выходного напряжения 5 В).
1.2.2. Выбор и обоснование технических параметров элементной базы для поверхностного монтажа.
Таблица 1 – Допустимые уровни эксплуатации стандартной элементной базы для печатных плат с металлизацией переходных отверстий.
Таблица 4.2.2. Выбор компонентов для поверхностного монтажа печатных плат, а также элементы печатных плат с металлизацией переходных отверстий.
2. Конструкторская часть
Исходныйматериал
Рисунок 1.
В качестве диэлектрика могут выступать: листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол – стеклотекстолит FR4, листы с керамическим наполнителем, армированные стекловолокном – Rogers 4000 series, листы фторопласта (PTFE) армированные–ArlonADseries. Наиболее распространенная толщина медной фольги –35мкм.
Сверление сквозных отверстий
Рисунок 2.
На специализированных станках с ЧПУ в плате сверлятся отверстия.
Это первая операция, влияющая на точность (класс) печатной платы. Точность сверления отверстий зависит от применяемого оборудования и инструмента.
Таблица 1.
Значения позиционных допусков осей отверстий в диаметральном выражении (по ГОСТ Р 53429-2009) в миллиметрах:
Нанесение фоторезиста
Рисунок 3.
Следующий этап – нанесение на заготовку фоточувствительного материала (фоторезиста). Этот этап проходит в чистой комнате с неактиничным (желтым) освещением (фоторезист светочувствителен к ультрафиолетовому спектру). Фоторезист бывает пленочным (наносится на заготовку ламинированием) и жидким (наносится валиками).
Экспонирование фоторезиста
1 вариант: экспонирование с негативными фотошаблонами.
Рисунок 4.
С заготовкой совмещается фотошаблон. Круг, часть которого изображена, – контактная площадка. Изображение на фотошаблоне – негативное по отношению к будущей схеме.
Рисунок 5.
Участки поверхности, прозрачные на фотошаблоне, засвечиваются, фотополимеризуются и теряют способность к растворению в установке проявления. После экспонирования фотошаблоны удаляются.
Проявление фоторезиста
Рисунок 6.
Изображение на фоторезисте проявляется: не засвеченные участки растворяются, засвеченные – остаются на плате. Назначение оставшегося фоторезиста – защита медной фольги при последующем травлении.
Травление меди
Рисунок 7.
На этом этапе фоторезист защищает медь от травления. Незащищенная медь растворяется в травящем растворе, оставляя на плате рисунок будущей схемы. Травление осуществляется в горизонтальной конвейерной машине.
Удаление фоторезиста
Рисунок 8.
Фоторезист удаляется, обнажая базовую медную фольгу на проводниках. Таким образом, мы получили рисунок топологии печатной платы. Далее заготовки передаются на автоматическую оптическую инспекцию для проверки качества травления.
Нанесение защитной паяльной маски
1.2.2. Выбор и обоснование технических параметров элементной базы для поверхностного монтажа.
Таблица 1 – Допустимые уровни эксплуатации стандартной элементной базы для печатных плат с металлизацией переходных отверстий.
| Наименование и тип элемента | Количество, шт. | Диапазон температур, °С | Влажность, % |
| Конденсатор, С1-С4, К15-5 | 4 | От – 25 до +85 | 90% |
| Конденсатор, С5,С7, К50-29 | 2 | От -40 до +85 | 90% |
| Конденсатор, С8, С9, К50-35 | 2 | От -40 до +105 | 90% |
| Конденсатор, С6, К50-35 | 1 | От -25 до +105 | 90% |
| Конденсатор, С10-С13, С15, С16, К50-35 | 6 | От -40 до +105 | 90% |
| Конденсатор, С14, С17, К50-35 | 2 | От -40 до +105 | 90% |
| Конденсатор, С18, В41692 | 1 | От -40 до +85 | 90% |
| Диодный мост, VD2, D2SB60 | 1 | От -40 до +150 | 90% |
| Светодиод, HL1, RL50-CB744D | 1 | От -20 до +65 | 90% |
| Светодиод, HL2, RL50-UR543 | 1 | От -20 до +65 | 90% |
| Микросхема, DA1, МС34165Р | 1 | От 0 до +70 | 90% |
| Предохранитель, F1, F2, MF-R110 | 2 | От -40 до +85 | 90% |
| Транзистор, VD5, 1N5357 | 1 | От -65 до +150 | 90% |
| Катушка, L1, LGB-0608-561 | 1 | От -20 до +80 | 90% |
| Катушка, L2, RLB0712-221KL | 1 | От -20 до +80 | 90% |
| Катушка, L3, RLB0912-470KL | 1 | От -20 до +80 | 90% |
| Резистор, R1, R3, R4, R5, R6, R7, CF-100 | 6 | От -55 до +155 | 90% |
| Резистор, R2, KNP-200 | 1 | От -30 до +200 | 90% |
Таблица 4.2.2. Выбор компонентов для поверхностного монтажа печатных плат, а также элементы печатных плат с металлизацией переходных отверстий.
| Порядковы й номер по схеме/коли чество, шт | Наименов ание компонен та, Типоразм ер (EIA) | Длина компо нента, L(мм) | Ширина компоне нта, W(мм) | Высота компон ента, H(мм) | Диа метр , мм | Технические параметры | Объем компоне нта, (мм3) V=L*W* H | Установо чная площадь, (мм2) S = L*W |
| С1-С4/4 | Конденсатор, К15-5 | 0,8 | 7 | 30 | - | Рабочее напряжение, 5000В. Материал: Керамические. Номинальная емкость: 0,01мкФ. Рабочая температура,С : -25…85 | 168 | 5,6 |
| С5,С7/2 | Конденсатор,К50-29 | 0,8 | 6 | 17 | - | Рабочее напряжение,В : 63, Материал: Алюминевые, Номинальная емкость,мкФ: 1. Допуск номинальной емкости,%:20. Рабочая температура,С: -40…85. Тангенс угла потерь,%: 0,1. | 81,6 | 4,8 |
| С8,С9/2 | Конденсатор, К50-35, ECAP | 8 | 7,5 | 12,5 | - | Рабочее напряжение,В: 35. Номинальная емкость,мкФ: 560. Вес,г: 2,6 | 187,5 | 15 |
| С6/1 | Конденсатор, К50-35 | 10 | 8 | 35 | 18 | Рабочее нпряжение, В: 63. Номинальная емкость,мкф: 2200. Допуск номинальной емкости,%: 20. Рабочая температура,С: -40…105. Тангенс угла потерь,%: 0,09. Вес, г: 13,86. | | |
| С10-С13,С15,С16/6 | Конденсатор, К50-35, ECAP | 8 | 7,5 | 12,5 | | Рабочее напряжение,В: 35. Номинальная емкость,мкФ: 10. Допуск номинальной емкости,%: 20. Рабочая температура,С: -40…105. Тангенс угла потерь,%: 0,2. Вес,г : 0,6. | | |
| С14,С17/2 | Конденсатор, К50-35, ECAP | 8 | 5 | 16 | 8 | Рабочее напряжение,В: 25. Номинальная емкость,мкФ: 470. Допуск номинальной емкости,%: 20. Рабочая температура,С: -40…105. Тангенс угла потерь,%: 0,14. Вес, г: 1. | | |
| C18/1 | Конденсатор, В41692 | 8 | 5 | 16 | 8 | Рабочее напряжение,В: 25. Номинальная емкость,мкФ: 470. Допуск номинальной емкости,%: 20. Рабочая температура,С: -40…105. Тангенс угла потерь,%: 0,14. Вес, г: 1. | | |
| VD2/1 | Диодный мост | 20 | 3,5 | 11 | - | Максимальное импульсное обратное напряжение,В: 600. Максимальный допустимый прямой импульсный ток,А: 60. Максимальный обратный ток,мкА: 10. Рабочая температура,С: -40…+150. Количество фаз: 1. Вес, г: 2,5. | | |
| HL1/1 | Светодиод, RL50-CB744D | 4,9 | 4,9 | 8,7 | 5,8 | Длина волны,нм: 635. Максимальная сила света Iv макс.,мКд: 8. при токе Iпр.,мА: 20. Видимый телесный угол,град: 60. Размер линзы,мм: 3. Вес, г: 0,12. Рабочая температура,С: -30...+85. | | |
| HL2/1 | Светодиод, RL50-UR543 | 4,9 | 4,9 | 8,7 | 5,8 | Длина волны,нм: 635. Максимальная сила света Iv макс.,мКд: 8. при токе Iпр.,мА: 20. Видимый телесный угол,град: 60. Размер линзы,мм: 3. Вес, г: 0,12. Рабочая температура,С: -30...+85. | | |
| DA1/1 | Микросхема, МС34165Р | 10 | 7,5 | 30 | - | Рабочая температура,C: от 0 до +70. Рабочее напряжение,B: 80.Вес,г: 10. | | |
| F1,F2/2 | Предохранитель, MF-R110 | 8,9 | 3 | 14 | - | Максимальное рабочее напряжение,В:30. Максимально допустимый ток,А: 40. Максимальная мощность в переключенном состоянии,Вт: 0,7. Максимальное начальное сопротивление Rмакс,Ом: 0,27. Рабочая температура,С: -40…85. Вес, г: 0.1. | | |
| VD5/1 | Транзистор, 1N5357 | 5 | 4 | 8,89 | - | Напряжение Стабилизации,B: 65. Ток Стабилизации,mA: 40. Максимальный обратный ток утечки,mkA: 0,5. Рабочая температура,С: -65…150. Вес, г: 1. | | |
| L1/1 | Катушка, LGB-0608-561 | 6,7 | 6,7 | 10 | - | Номинальная индуктивность, мкГн: 220. Допуск номинальной индуктивности,%: 10. Максимальный постоянный ток,мА: 240. Рабочая температура,С: -20…80. Вес, г: 4,3. | | |
| L2/1 | Катушка, RLB0712-221KL | 8 | 6,7 | 10 | - | Номинальная индуктивность, мкГн: 220. Допуск номинальной индуктивности,%: 10. Максимальный постоянный ток,мА: 240. Рабочая температура,С: -20…80. Вес, г: 4,3. | | |
| L3/3 | Катушка, RLB0912-470KL | 8,7 | 8,7 | 10 | - | Номинальная индуктивность, мкГн: 47. Допуск номинальной индуктивности,%: 10. Максимальный постоянный ток,мА: 960. Активное сопротивление,Ом: 0,17. Рабочая температура,С: -20…80. Вес, г: 1,67. | | |
| R1/1 | Резистор, CF-100 | 7 | 4,5 | 11 | - | Номин.сопротивление,Ком: 15. Точность,%: 1. Номин.мощность,Вт: 1. Макс.рабочее напряжение,В: 500. Рабочая температура,С: -55…155. Вес, г: 0,57. | | |
| R2/2 | Резистор, KNP-200 | 3,5 | 0,7 | 15 | - | Номин.сопротивление,ом: 0,22. Точность,%: 2. Номин.мощность,Вт: 2. Вес,г: 0,79. | | |
| R3/1 | Резистор, CF-100 | 3,5 | 0,8 | 11 | | Номин.сопротивление,Ком: 15. Точность,%: 5. Номин.мощность,Вт: 1. Макс.рабочее напряжение,В: 500. Рабочая температура,С: -55…155. Вес, г: 0,57. | | |
| R4/1 | Резистор, CF-100 | 3,5 | 0,8 | 11 | - | Номин.сопротивление,Ком: 15. Точность,%: 5. Номин.мощность,Вт: 1. Макс.рабочее напряжение,В: 500. Рабочая температура,С: -55…155. Вес, г: 0,57. | | |
| R5/1 | Резистор, CF-100 | 3,5 | 0,8 | 11 | - | Номин.сопротивление,Ком: 15. Точность,%: 5. Номин.мощность,Вт: 1. Макс.рабочее напряжение,В: 500. Рабочая температура,С: -55…155. Вес, г: 0,57. | | |
| R6,R7/2 | Резистор, CF-100 | 3,5 | 0,8 | 11 | - | Номин.сопротивление,Ком: 15. Точность,%: 5. Номин.мощность,Вт: 1. Макс.рабочее напряжение,В: 500. Рабочая температура,С: -55…155. Вес, г: 0,57. | | |
| VD1/1 | Диод, 1N5402 | 5,3 | 3,5 | 9,5 | - | Максимальное постоянное обратное напряжение, Vr: 200B. Максимальный (средний) прямой ток на диод, If(AV): 3A. Рабочая температура PN-прехода,C: -55…+150 | | |
| VD3/1 | Диод, 1N4003 | 2,7 | 2 | 5,2 | - | Максимальное постоянное обратное напряжение, Vr: 200B. Максимальный (средний) прямой ток на диод, If(AV): 1A. Рабочая температура PN-прехода,C: -65...+175 . | | |
| VD4/1 | Диод, MR852 | 5,6 | 4 | 9,5 | - | Повторяющееся обратное напряжение Vrrm Макс.: 200 В. Прямой ток If(AV): 3 А. Рабочая температура,С: -65…150. | | |
2. Конструкторская часть
Исходныйматериал
Рисунок 1.
В качестве диэлектрика могут выступать: листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол – стеклотекстолит FR4, листы с керамическим наполнителем, армированные стекловолокном – Rogers 4000 series, листы фторопласта (PTFE) армированные–ArlonADseries. Наиболее распространенная толщина медной фольги –35мкм.
Сверление сквозных отверстий
Рисунок 2.
На специализированных станках с ЧПУ в плате сверлятся отверстия.
Это первая операция, влияющая на точность (класс) печатной платы. Точность сверления отверстий зависит от применяемого оборудования и инструмента.
| Размер большей стороны ПП | Позиционный допуск на расположение осей отверстий для класса точности | ||||||
| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| До 180 включительно | 0,20 | 0,15 | 0,08 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 0,03 |
| Свыше 180 до 360 включительно | 0,25 | 0,20 | 0,10 | 0,08 | 0,08 | 0,05 | 0,05 |
| Свыше 360 | 0,30 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | 0,10 | 0,08 | 0,08 |
Таблица 1.
Значения позиционных допусков осей отверстий в диаметральном выражении (по ГОСТ Р 53429-2009) в миллиметрах:
Нанесение фоторезиста
Рисунок 3.
Следующий этап – нанесение на заготовку фоточувствительного материала (фоторезиста). Этот этап проходит в чистой комнате с неактиничным (желтым) освещением (фоторезист светочувствителен к ультрафиолетовому спектру). Фоторезист бывает пленочным (наносится на заготовку ламинированием) и жидким (наносится валиками).
Экспонирование фоторезиста
1 вариант: экспонирование с негативными фотошаблонами.
Рисунок 4.
С заготовкой совмещается фотошаблон. Круг, часть которого изображена, – контактная площадка. Изображение на фотошаблоне – негативное по отношению к будущей схеме.
Рисунок 5.
Участки поверхности, прозрачные на фотошаблоне, засвечиваются, фотополимеризуются и теряют способность к растворению в установке проявления. После экспонирования фотошаблоны удаляются.
Проявление фоторезиста
Рисунок 6.
Изображение на фоторезисте проявляется: не засвеченные участки растворяются, засвеченные – остаются на плате. Назначение оставшегося фоторезиста – защита медной фольги при последующем травлении.
Травление меди
Рисунок 7.
На этом этапе фоторезист защищает медь от травления. Незащищенная медь растворяется в травящем растворе, оставляя на плате рисунок будущей схемы. Травление осуществляется в горизонтальной конвейерной машине.
Удаление фоторезиста
 |
Рисунок 8.
Фоторезист удаляется, обнажая базовую медную фольгу на проводниках. Таким образом, мы получили рисунок топологии печатной платы. Далее заготовки передаются на автоматическую оптическую инспекцию для проверки качества травления.
Нанесение защитной паяльной маски