Специальность 09.02.01. Компьютерные системы и комплексы

«Цифровая схемотехника»

Курсовая работа

По МДК 01.02 Разработка и проектирование печатных плат

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………. 3

1. 
   Анализ печатных плат…………………………………………………… 5
   
   1. 
      Понятие – печатная плата…………………………………………….. 5
      

2. 
   Классификация печатных плат………………………………………. 6
   

1.3 Назначение печатных плат ……………………………………………. 7

2. 
   Общие правила конструирования печатных плат……………………. 9
   

2.1. Выбор технологического процесса …………………………………..11

2.2 Выбор материалов печатной платы…………………………………. 12

3 Разработка принципиальной схемы печатной платы…………………. 14

4 Проектирование печатной платы……………………………………….16

5. Описание технологии изготовления печатной плат…………………. 19

Заключение ………………………………………………………………….21

Список использованных источников………………………………………22

ВВЕДЕНИЕ

Печатная плата (ПП) – представляет собой листовую панель, где размещается взаимосвязанные микроэлектронные компоненты. Печатные платы используются в составе разной электронной техники, начиная от простых квартирных звонков, бытовых радиоприёмников, студийных радиостанций и завершая сложными радиолокационными, компьютерными системами.

Суть данной курсовой работы заключается в изучении теоретических и практических навыков по разработке и проектированию печатных плат. В курсовой работе нужно применить все полученные знания в изучении данного материала и это должно обеспечить практические навыки в разработке и проектировании.

Одной из проблем в настоящее время является разработка и производство печатных плат, соответствующих мировому современному уровню для обеспечения конкурентоспособности печатных плат, которая определяется их качеством, надежностью и безопасностью эксплуатации.

Технологический процесс изготовления печатной платы - сложный многооперационный процесс с использованием большого количества оборудования, производственных площадей и специалистов широкого профиля, представляющих все проблемы и пути комплексного решения вопросов, стоящих в настоящее время в производстве печатных плат.

---

Объект исследования: Микроэлектроника

Предмет исследования: Печатная плата

Цель курсовой работы -  приобретение практических навыков в области: разработки и проектирования узла печатной платы (ПП)

Задачи:

• 
  Изучить понятие «Печатная плата»;
  
• 
  Рассмотреть схемы и принципы работы ПП;
  
• 
  Изучить способы разработки и проектирования печатных плат;
  
• 
  Разработать принципиальную схему устройства;
  
• 
  Спроектировать печатную плату устройства;
  
• 
  Описать технологию изготовления печатной платы устройства.
  Структура курсовой работы. Курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения и библиографического списка.
  

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, указан объект, предмет, цель и задачи курсовой работы

В первой главе конкретизировано понятие ПП, его назначение и классификация.

Во второй главе продемонстрированы принципы работы и схематичные изображения построение и проектирование печатной платы.

В заключении представлены общие выводы курсовой работы.

1. 
   Анализ печатных плат.
   

Создание современной электронной аппаратуры неразрывно связано с разработкой и освоением новых материалов. От свойств используемых материалов зависят как перспективность и конкурентоспособность электронной аппаратуры в целом, так и конкретные характеристики печатной платы. Характеристики печатных плат и экономические показатели производства определяются видом и свойствами основных конструкционных материалов, в качестве которых обычно используют фольгированные медью и нефольгированные слоистые пластики различного типа и толщины. С развитием применения печатных плат и повышением требований к их свойствам растут требования к объемам выпуска и качеству изготовления конструкционных материалов, появляются новые их виды и марки, приспособленные для специального применения и различных способов производства.
1.1 Понятие – печатная плата.

Печатная плата — пластина из диэлектрика, на поверхности или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата является основой любой современной радиолюбительской конструкции и предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой. Цвет печатной платы может быть любой: зелёный (по умолчанию), синий, красный. чёрный, на другие характеристики платы он не влияет.

---

Печатная плата имеет две стороны. Условно их можно назвать лицевой стороной и стороной печатных проводников. В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твердой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки к которым и припаиваются выводы радиодеталей. Кроме того, в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения участков фольги, расположенных на разных слоях платы. С лицевой стороны наносится маркировка (вспомогательный рисунок и текст согласно конструкторской документации), чтобы можно было разобраться, куда и в какой полярности установить ту или иную деталь.

1.2 Классификация печатных плат.

В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком печатные платы подразделяют на:

• 
  односторонние (ОПП): имеется только один слой фольги, наклеенной на одну сторону листа диэлектрика
  
• 
  двухсторонние (ДПП): два слоя фольги
  
• 
  многослойные (МПП): фольга не только на двух сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика.
  

Многослойные печатные платы получаются склеиванием нескольких односторонних или двухсторонних плат

 По свойствам материала основы: Жёсткие
Гибкие
Печатные платы могут иметь свои особенности в связи с их назначением и требованиями к особым условиям эксплуатации (например, расширенный диапазон температур) или особенности применения (например, платы для приборов, работающих на высоких частотах).

Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как стеклотекстолит, гетинакс.

Также основой печатных плат может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек. Такие печатные платы применяются в силовой электронике для эффективного теплоотвода от электронных компонентов. При этом металлическое основание платы крепится к радиатору.

В качестве материала для печатных плат, работающих в диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью (например, ФАФ-4Д)[2], и керамика.

Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как каптон.

Токопроводящие дорожки обычно покрыты слоем изолирующего лака (так называемой «маской»), и только контактные площадки открыты от маски и готовы к пайке. Контактные площадки подавляющего большинства плат Мастер Кит серебристые и блестящие, так как покрыты слоем олова, что защищает их от преждевременного окисления при длительном хранении. Такие платы легко паяются с помощью самого обычного припоя с каналом канифоли, и вам не потребуется приобретать дополнительно канифоль или флюс.

---

Иногда на печатной плате размещены отверстия для её крепежа в корпусе. Если таких отверстий не предусмотрено, можно самостоятельно просверлить их обычным сверлом в свободном от компонентов месте. Разумеется, нужно убедиться, что новое отверстие не нарушит какой-нибудь печатный проводник или контактную площадку.

Если печатная плата чуть-чуть не влезает в планируемый для её размещения корпус, плату можно подточить с торцов напильником. Но следите за тем, чтобы напильник не нарушил токопроводящие дорожки платы.

1.3 Назначение печатных плат

Основная память может включать в себя два типа устройств постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) оперативные запоминающие устройства (ОЗУ)

1) Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) Меньшую долю основной памяти образуют ПЗУ (ROM - Read-Only Memory). В отличие от ОЗУ, они обеспечивают считывание информации, но не допускают ее изменения (существует ряд случаев, когда информация в ПЗУ может быть изменена, но этот процесс отличается от считывания и требует значительно большего времени). Микросхемы ПЗУ энергонезависимы.

2) Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) Большую долю основной памяти образуют ОЗУ (RAM - Random Access Memory, память с произвольным доступом), называемые оперативными, потому что допускают однотипное, производимое практически с одной и той же скоростью, выполнение операций записи и считывания информации (при помощи электрических сигналов). Но следует учитывать, что микросхема ОЗУ может использоваться только как временная память, потому что должна быть постоянно подключена к источнику питания. Существует два основных типа памяти с произвольным доступом: статическая (SRAM - Static RAM) динамическая (DRAM - Dynamic RAM) Рассмотрим их подробнее.

Современный мир электроники немыслим без печатных плат (ПП). Они являются необходимым элементом практически любых приборов, начиная от холодильников и смартфонов и заканчивая космической и военной техникой. Использование ПП позволяет минимизировать ошибки при сборке, упростить и ускорить монтаж, повысить производительность, улучшить теплоотвод внутри приборов, обеспечить стабильное качество и заданную точность аппаратуры, снизить её вес и габариты.

Гибкие и гибко-жёсткие печатные платы применяют:

• 
  в бытовой электронной технике (видео- и фотокамеры, калькуляторы;
  
• 
  компьютерной технике и гаджетах;
  
• 
  медицине (кардиостимуляторы, рентгеновские аппараты, слуховые аппараты и др.);
  
• 
  военной технике, авиационной и космической отраслях (различное оружие, торпеды, радары, системы ночного видения, спутники, панели управления);
  
• 
  производстве автомобилей;
  
• 
  в сфере телекоммуникаций и других областях.
  

---

Печатные платы служат для монтажа на них электрорадиоэлементов (ЭРЭ) с помощью полуавтоматических и автоматических установок с последующей одновременной пайкой всех ЭРЭ погружением в расплавленный припой или на волне жидкого припоя ПОС-60. Отверстия на плате, в которые вставляются выводы электрорадиоэлементов при монтаже, называют монтажными. Металлизи- рованные отверстия, служащие для соединения проводников, расположенных на обеих сторонах платы, называют переходными.

Применение печатных плат позволяет облегчить настройку аппаратуры и исключить возможность ошибок при ее монтаже, так как расположение проводников и монтажных отверстий одинаково на всех платах данной схемы. Использование печатных плат, обусловливает также возможность уменьшения габаритных размеров аппаратуры, улучшения условий отвода тепла, снижения металлоемкости аппаратуры и обеспечивает другие конструктивно-технологические преимущества по сравнению с объемным монтажом.

2. Общие правила конструирования печатных плат.
Толщину двухсторонней печатной платы определяют толщиной выбранного материала, но в основном она лежит в пределах от 1.0 до 1.5 мм. Для печатных проводников для двухсторонней печатной платы допускается плотность тока до 20 А/мм². Напряжение между проводниками зависит от величены минимального зазора меду ними. Для печатных плат, защищенных лаком, значение рабочего напряжения можно выбрать из таблицы.

Зазор, мм
Uраб, В

При этих условиях заметного нагрева проводников не происходит.

По плотности рисунка печатные платы делятся на четыре класса:

Первый и второй характеризуются наименьшей плотностью и точностью изготовления;

Третий характеризуется повышенной плотностью и точностью изготовления;

Четвертый характеризуется высокой плотностью и точностью изготовления.

Класс точности определяется в зависимости от плотности проводящего рисунка и выбирается из ряда: 0.65; 0.5; 0.25; 0.15мм. , т.к. из расчета расстояние между соседними элементами составляет 0.6 мм. , то выбран второй класс точности.

---

Смотрите также файлы

• Особенности реализации образовательной деятельности и планирование учебного времени в Школе Минпросвещения России.docx

• Цель развить умение передавать текст кратко, наблюдать над точным употреблением глаголов в речи. Этапы урока.docx

• Математика и компьютерные науки, 02. 03. 03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем самара издательство Самарского университета 2021 2.pdf

• 1. Малімні аты жні Бейсенбай Нрбаыт Алпысбайлы Инклюзив оушыны аты жні.docx

• Пні Информатика Тексерілді.docx