Модернизация управляющего блока тюнера
Работа из раздела: «
Радиоэлектроника»
Дипломный проект
На тему: Модернизация управляющего блока тюнера.
| |
|содержание |
| |
|Введение……………………………………………………………………………………….2 |
|1.Анализ технического задания………………………………………………………….….…3 |
|2.Специальный раздел………………………………………………………………………….4 |
|2.1. Принцип функционирования схемы………………………………………………………4 |
|2.2. Описание электрической принципиальной схемы…………………………………….…7 |
|2.3. Выбор и обоснование применения элементной базы…………………………………...23 |
|3 Конструкторско – технологический раздел………………………………………………...31 |
|3.1. Выбор и определение типа платы, ее технологии изготовления, класса |
|точности, |
|габаритных размеров, материала, толщины, шага координатной сетки……………………31 |
|3.2.Описание технологии производства………………………………………………………32 |
|3.2.1 .Резка заготовок…………………………………………………………………………...32 |
|3.2.2. Образование базовых отверстий……………………………………………………..…32 |
|3.2.3. Подготовка поверхности заготовок………………………………………………...…...33 |
|3.2.4. Нанесение рисунка…………………………………………………………………..…..34 |
|3.2.5. Нанесение защитного лака…………………………………………………………..….35 |
|3.2.6. Сверление отверстий………………………………………………………………..…...35 |
|3.2.7. Химическая металлизация………………………………………………………….….. 36 |
|3.2.8. Удаление защитного лака…………………………………………………………..….. 37 |
|3.2.9. Гальваническая затяжка……………………………………………………………...…38 |
|3.2.10. Электролитическое меднение и нанесение защитного покрытия………….…..…...38|
| |
|3.2.11. Снятие фоторезиста………………………………………………………………….....39 |
|3.2.12. Травление меди с пробельных мест………………………………………….……..…39 |
|3.2.13. Осветление печатной платы….………………………………………………….….…40 |
|3.2.14. Оплавление металлорезиста…………………………………………………….….….40 |
|3.2.15. Механическая обработка по контуру………………………………………….…….. 41 |
|3.2.16. Маркировка плат……………………………………………………………….…..…...42 |
|3.2.17. Нанесение защитного покрытия…………………………………….……….…….…. 42 |
|3.2.18. Окончательный контроль……………………………………………….…….………..42 |
|3.3. Конструкторский расчет элементов печатной платы…………………………………....43 |
|3.4. Расчет параметров проводящего рисунка с учетом технологических погрешностей|
|получения защитного рисунка…………………………………………………………………45 |
|3.5.Расчет проводников по постоянному току………………………………………….…….47 |
|3.6.Расчет проводников по переменному току………………………………….…………….48 |
|3.7.Расчет технологичности…………………………………………………………………....50 |
|3.8.Расчет надежности……………………………………………………………………….…50 |
|4. Техника безопасности………………………………………………………………………..52 |
|5. Экономическая часть…………………………………………………………………..…….54 |
|6. Заключение……………………………………………………………………………………77 |
|7. Список использованной литературы………………………………………………..……....78 |
|Приложение 1 Перечень элементов |
|2 Маршрутная карта |
| |
| |
| | | | | | |
| | | | | | |
|Изм|Лист|№ Докум|Подп|Дата | |
|Разработ| | | | |Лит |Лист |листов|
|ал | | | |Модернизация управляющего | | | |
| | | | |блока тюнера. | | | |
| | | | |Пояснительная записка | | | |
|Проверил| | | | | |1 | |
|Рецензен| | | | | |
|т | | | | | |
| | | | | | |
|Утвердил| | | | | |
| |
| |
|Введение. |
| |
| |
|Спутниковое телевидение – область техники связи, занимающаяся вопросами передачи|
|телевизионных программ от передающих земных станций к приемным с использованием |
|искусственных спутников земли (ИСЗ) в качестве активных ретрансляторов. |
|Спутниковое вещание является сегодня самым экономичным, быстрым и надежным |
|способом передачи ТВ сигнала высокого качества в любую точку обширной |
|территории. К преимуществам СТВ относятся также возможность использования |
|сигнала неограниченным числом приемных установок, высокая надежность ИСЗ, |
|небольшие затраты и их независимость от расстояния между источником и |
|потребителем. |
|Важной проблемой в приемных установках СТВ является возможность автоматического |
|управления ими. Решить эту проблему можно с помощью микропроцессорных устройств.|
| |
|Использование микроэлектронных средств в изделиях производственного и |
|культурно-бытового назначения не только приводит к повышению |
|технико-экономических показателей изделий (стоимости, надежности, потребляемой |
|мощности, габаритных размеров) и позволяет многократно сократить сроки |
|разработки, отодвинуть сроки «морального старения» изделий, но и придает им |
|принципиально новые потребительские качества (расширенные функциональные |
|возможности). |
|Использование микропроцессоров в системах приема обеспечивает достижение высоких|
|показателей эффективности при столь низкой стоимости, что микропроцессорам, |
|видимо, нет разумной альтернативной элементарной базы для построения управляющих|
|и/или регулирующих систем. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |2 |
| | | | | | | |
| |
| |
|1. Анализ технического задания. |
| |
| |
|1. Основание для разработки. |
|Основанием для разработки является задание на дипломный проект. |
|2. Цель и назначение разработки. |
|Целью данного проекта является, модернизация управляющего блока тюнера. |
|3. Источник разработки. |
|Источником разработки является схема электрическая принципиальная. |
|4. Технические требования. Устройство должно: |
|4.1. Формировать 3 аналоговых сигнала управления в блоки настройки видео, звука,|
|поляризации со следующими параметрами соответственно: |
|а) Величина изменения напряжения на выходе от 0 до 9 В, шаг изменения в пределах|
|от (Umin=8 мВ до (Umax=10 мВ; |
|б) шкала изменения напряжения на выходе от 0 до 9 В, шаг изменения должен |
|находиться в пределах от (Umin=60 мВ до (Umax=80 мВ; |
|в) шкала изменения напряжения на выходе от 0 до 4,4 В, шаг изменения напряжения|
|должен находиться в пределах от (Umin=20 мВ до (Umax=25 мВ; |
|4.2. Выдавать сигналы дискретного управления (8 сигналов). |
|4.3. Принимать сигналы управления и состояния блоков тюнера. |
|4.4. Выдавать дискретные сигналы в блок индикации для визуального контроля |
|номера канала от «00» до «99». |
|4.5. Обеспечивать организацию часов реального времени с выдачей показаний на |
|экран по запросу пользователя. |
|4.6. Обеспечивать выдачу сигналов в блок экранной графики. |
|4.7. Должно обеспечивать сохранность информации в ОЗУ и информации о реальном |
|времени при пропадании напряжения сети. |
|4.8. Устройство должно обеспечивать прием и обработку сигналов от передатчика |
|системы дистанционного управления. |
|4.9. Uпит=220 В (187[pic]242 В) 50 Гц. Рпот=50 Вт. |
|4.10. Диапазон рабочих частот: 0,95[pic]1,75 ГГц. |
|5. Требования к надежности. |
|Среднее время наработки на отказ –не менее 20000 часов. |
|6. Требования к уровню унификации и стандартизации. |
|Максимально использовать стандартные и унифицированные детали и изделия. |
|7. Требования безопасности обслуживания. |
|Руководствоваться общими требованиями техники безопасности к аппаратуре ГОСТ |
|12.2.007-75. |
|8. Условия эксплуатации. |
|Климатическое исполнение УХЛ 3.1. ГОСТ 15150-69. |
|Предельные климатические условия: |
|влажность 93 % при Т=25(С, Т=-40(С. |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |3 |
| | | | | | | |
| |
| |
| |
|( Блок-схема устройства управления см ниже) |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |4 |
| | | | | | | |
| |
| |
|2. Специальный раздел. |
| |
|2.1. Принцип функционирования схемы. |
| |
| |
| |
|Схема дистанционного управления (ДУ) генерирует последовательность коротких |
|импульсов ИК излучения, в соответствии с нажатой кнопкой на панели ДУ. Каждая |
|последовательность состоит из 14 импульсов, из которых 11 импульсов |
|информационных, а также предварительный, запускающий и останавливающий импульсы.|
|С помощью 11 информационных импульсов, мы передаем сигнал ДУ, который |
|представляет собой десяти битовое слово. Его четыре первых бита, отведены для |
|передачи адреса, а остальные для передачи команды. Таким образом, можно |
|сформировать 16 групп адресов по 64 команды в каждой (в нашем случае будем |
|использовать 16 команд с одним строго определенным адресом). |
|Двоичная информация каждого бита определяется длительностью интервалов между |
|импульсами. Логическому «0» соответствует основной интервал времени Т, |
|логической «1» – 2Т. |
|Временной интервал между предварительным и запускающим импульсами – 3 Т, между |
|запускающим и первым информационным – Т, между последним информационным и |
|останавливающим – 3Т. |
| |
|[pic] |
| |
|Данная информация поступает в процессор, функции которого: |
|1)Принять сигналы ДУ; |
|2)Выделить биты команды; |
|3)Определить какой кнопке ДУ соответствует данная команда; |
|4)Обеспечить выполнение данной команды, управляя и синхронизируя деятельностью |
|всего устройства управления. |
|Как известно процессор выполняет все действия согласно программе, которая |
|хранится в ПЗУ. Вопросы записи программы в ПЗУ в данном случае рассматриваться |
|не будут. Значит, для функционирования процессору необходимо считывать |
|информацию (программу), которая хранится в ПЗУ. Для этого процессор соединен с |
|ПЗУ тремя шинами: |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |4 |
| | | | | | | |
| |
|1) Шиной адреса; |
|шиной данных; |
|шиной управления. |
|Для считывания информации из ПЗУ необходимо выполнить следующие действия: |
|обеспечить стабильность уровней сигналов на адресной шине; |
|2) подготовить шину данных для приема данных в микропроцессор; |
|3) после шагов 1 и 2 активировать шину управления чтением из памяти. |
|Значит, микропроцессор обрабатывает сигналы ДУ, согласно программе, которая |
|хранится в ПЗУ. |
|Так как в процессе выполнения программы будут формироваться данные, которые |
|понадобятся для дальнейшего функционирования схемы устройства управления, то |
|нужно предусмотреть дополнительную область памяти, где эти данные будут |
|храниться, и откуда при необходимости будут считываться. Для этого в данной |
|схеме используется ОЗУ. |
|Отличительной особенностью ОЗУ от ПЗУ является то, что данные из ОЗУ могут не |
|только считываться, но и записываться в ОЗУ. |
|Для сопряжения микропроцессора и ОЗУ используются те же 3 шины: |
|шина адреса; |
|шина данных; |
|шина управления. |
|Считывание данных из ОЗУ аналогично считыванию данных из ПЗУ, а для записи |
|необходимо выполнить следующие действия: |
|на адресной шине должен быть активирован адрес памяти (т.е. адрес ячейки, куда |
|записываются данные); |
|на шину данных должны поступить данные из микропроцессора; |
|после осуществления действий 1 и 2 на линию записи в память шины управления |
|должен поступить импульс разрешения записи. |
|Вывод: Микропроцессор обрабатывает сигналы ДУ и «принимает» решения согласно |
|программе, хранящейся в ПЗУ. Данные, которые появляются в процессе выполнения |
|программы, хранятся в ОЗУ. |
|Таким образом, на уровне блок-схемы рассмотрены 4 блока устройства управления, |
|их функции и сопряжения между собой. |
| |
|Более подробное описание организации соединения ДУ и микропроцессора, |
|микропроцессора и ОЗУ, микропроцессора и ПЗУ будет рассмотрено ниже. |
|Для лучшего понимания функционального назначения остальных блоков устройства |
|управления сначала познакомимся с классификацией сигналов, поступающих с ДУ: |
|1) сигналы ДУ, в соответствии с которыми происходит включение необходимого |
| |
|канала с последующей настройкой на нужную частоту видео, звука и настройкой на |
| |
|соответствующую поляризацию. Если на нужном канале уже произведена настройка на |
|нужную частоту видео и звука и настройка на соответствующую поляризацию, эти |
|данные хранятся в ОЗУ и считываются при включении соответствующего канал. |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |5 |
| | | | | | | |
| |
|2) сигналы ДУ, которыми можно управлять часами реального времени с будильником и|
|календарем. |
|3) сигнал ДУ, которым можно выключить систему в целом. |
|Значит необходимо, чтобы устройство управления, анализируя сигналы с ДУ согласно|
|программе, хранящейся с ПЗУ, выполняло следующие функции: |
|1) выдавало аналоговые сигналы в блоке настройки видео, звука и поляризации. |
|Для этого необходимо обеспечить сопряжение периферийных устройств с шиной данных|
|устройства управления и преобразовать цифровые сигналы в аналоговые. В качестве |
|устройства, выполняющего данные функции, будем использовать программное |
|устройство В/В параллельной информации (содержит 3 выходных канала) и 3 |
|цифро-аналоговых преобразователя. Таким образом, на выходе ЦАП будем иметь |
|аналоговый сигнал пропорциональный коду на входе соответствующего канала. В |
|последствии этот сигнал можно использовать в блоках настройки видео, звука, |
|поляризации. |
|2) выдавало сигналы в блок индикации для визуального контроля. |
|Для этого в данном устройстве управления необходимо предусмотреть блок, который |
|будет фиксировать сигналы, поступающие по шине данных в соответствующие моменты |
|времени. |
|3) обеспечивало организацию часов реального времени с будильником и календарем с|
|последующей подачей сигналов в блок экранной графики и процессор. |
|Для этого необходимо в устройстве управления использовать таймер, выполняющий |
|данные функции. |
|4) обеспечить выдачу и прием сигналов в остальные блоки тюнера. |
|Для этого необходимо предусмотреть блок, согласующий внутреннюю шину данных |
|устройства управления с внешними блоками тюнера в соответствующие моменты |
|времени. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |6 |
| | | | | | | |
| |
| |
|2.2. Описание электрической принципиальной схемы. |
| |
|Микропроцессор 1821ВМ85. |
| |
|На рисунке 1 показана структурная схема ЦП 1821ВМ85. |
|ЦП организован вокруг своей внутренней шины данных, с которой соединены |
|накопитель, арифметико-логическое устройство, регистр кода операций и содержащий|
|8-битовые и 16-битовые регистры массив регистров. |
|Хотя ЦП 1821ВМ85 это 8-битовая ЭВМ, 16-битовые регистры нужны для адресации |
|памяти (можно адресовать 65536 ячеек). Микропроцессор содержит устройство |
|управления и синхронизации, которые дирижируют движением сигналов во внутренней |
|шине данных и по внешним линиям управления в соответствии с выходными сигналами |
|дешифратора кода операций. Для него требуется источник питания с напряжением 5 |
|В. |
|Микропроцессор имеет 18 8-разрядных регистров. Регистры МП имеют следующее |
|назначение: |
| |
| |
|[pic] |
| |
| |
|В МП использована мультиплексная шина данных. Адрес передается по двум шинам: |
|старший байт адреса – по шине адреса, а младший байт адреса – по шине данных. В |
|начале каждого машинного цикла младший байт адреса поступает на ШД. Этот младший|
|байт может быть зафиксирован в любом 8-разрядном фиксаторе посредством подачи |
|сигнала отпирания фиксатора адреса (ALE). В остальное время машинного цикла шина|
|данных используется для передачи данных между ЦП и памятью или устройствами |
|ввода/вывода. |
|ЦП вырабатывает для шины управления сигналы [pic], [pic], S0, S1 и IO/М. Кроме |
|того, он же выдает сигнал подтверждения прерываний INTA. Сигнал HOLD и все |
|прерывания синхронизируются с помощью внутреннего генератора тактовых импульсов.|
|Для обеспечения простого последовательного интерфейса в МП предусмотрены линия |
|последовательного ввода данных (SOD). МП имеет всего 5 входов для подачи |
|сигналов прерываний: INTR, RST5.5, RST6.5, RST7.5. и TRAP. |
|Сигнал INTR имеет такое же назначение, как и сигнал INT в МП 580ВМ80. Каждый из |
|входов RST5.5, RST6.5, RST7.5. может программно маскироваться. |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |7 |
| | | | | | | |
| |
| |
| |
| |
|( схему проц-а см. ниже ) |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |8 |
| | | | | | | |
|Прерывания по входу TRAP не может быть маскировано. Если маска прерываний не |
|установлена, то на указанные маскируемые прерывания МП будет реагировать, |
|помещая при этом содержимое счетчика команд в стек и переходя к выполнению |
|программы, адрес которой определяется вектором реестра. |
|Так как прерывания TRAP не может, быть маскировано, при появлении запроса |
|прерывания на этом входе микропроцессор будет всегда переходить к выполнению |
|программы, указанной вектором реестра. |
|Входы сигналов прерываний RST5.5, RST6.5 чувствительны к уровню сигнала, вход |
|RST7.5 чувствителен к переднему фронту сигнала. Значит по входу RST7.5 |
|достаточно подать импульс, чтобы генерировать запрос на прерывания. Каждому |
|прерыванию записан некоторый постоянный приоритет: сигнал TRAP имеет наивысший |
|приоритет, затем идут сигналы RST7.5, RST6.5, RST5.5, сигнал INTR имеет низший |
|приоритет. |
|Прямой доступ к памяти в МП 1821ВМ85 обеспечивается следующим образом: |
|на вход HOLD нужно подать уровень логической «1». |
|Когда МП подтверждает получение сигнала HOLD, выходная линия HLDA МП переводится|
|в состояние логической «1». Перевод этой линии в состояние логической |
|«1»означает, что МП прекратил управление АШ, ШД и шиной управления. |
|Для реализации режима ожидания необходимо на вход READY МП 1821ВМ85 подать |
|уровень логического «0». Это необходимо, когда время реакции памяти или |
|устройства ввода/вывода больше, чем время цикла команды. |
|Каждая команда МП состоит из одного, двух или трех байтов, причем первый байт |
|это КОП команды. КОП определяет природу команды, по КОПу ЦП определяет, нужны ли|
|дополнительные байты и если да, ЦП их получит в последующих циклах. Поскольку |
|байт КОПа состоит из 8 бит, может существовать 256 разных КОПов, из числа |
|которых МП 1821ВМ85 использует 244. |
|Основная последовательность действий при выполнении любой команды такова: |
|Микропроцессор выдает в память адрес, по которому хранится код операции команды.|
| |
|Код операции читается из памяти и вводится в микропроцессор. |
|Команда дешифруется процессором. |
|Микропроцессор настраивается на выполнение одной из основных функций в |
|соответствии с результатами дешифрации считанного кода операции. |
|Фундаментальной и отличительной особенностью использования МП при проектировании|
|устройств заключается в следующем: синхронизация всех сигналов в системе |
|осуществляется схемами, входящими в состав кристалла микропроцессора. |
|Скорость выполнения команд зависит от тактовой частоты. Рекомендуемая тактовая |
|частота равна 3.072 МГц. В этом случае длительность одного машинного такта |
|приблизительно равна 325 мс, а требуемое время доступа к памяти - около 525 мс, |
|что соответствует облегченному режиму для МОП памяти. |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |9 |
| | | | | | | |
| |
|Адресная шина микропроцессора 1821ВМ85. |
| |
| |
|В МП 1821МВ85 используется принцип «временного мультиплексирования» функций |
|выводов, когда одни и те же выводы в разные моменты времени представляют разные |
|функции. Это позволяет реализовать ряд дополнительных функций при тех же 40 |
|выводах в корпусе МП. Восемь мультиплексированных выводов играют роль шины |
|данных, либо младших разрядов адресной шины. Необходимо «фиксировать» логические|
|состояния выводов AD0[pic]AD7 МП в моменты, когда они функционально |
|представляют адресные разряды А0[pic]А7. Для этого необходимо точно знать, когда|
|на этих выводах отображается адресная информация. В корпусе МП существует |
|специальный вывод N 30, обозначенный ALE – открытие фиксатора адреса, сигнал на |
|котором в нормальном состоянии соответствует логическому «0». Если информация на|
|выводах AD0[pic]AD7 (N 12[pic]19), является адресной А0[pic]А7, то ALE |
|переводится в состояние логической «1». При перехода ALE из состояния логической|
|«1» в состояние логического «0» информация на AD0[pic]AD7 должна быть |
|зафиксирована. Отметим что для стробирования адресной информации от МП может |
|быть использован любой фиксатор. Единственная предосторожность, которую |
|необходимо соблюдать при использовании фиксаторов, заключается в согласовании |
|нагрузки по току для выводов AD0[pic]AD7 МП 1821ВМ85 и входов фиксатора во |
|избежание их перегрузки, т.е. необходимо убедиться, что ток на входе |
|используемого фиксатора не является слишком большим для МП. В качестве фиксатора|
|будем использовать регистр, тактируемый сигналом ALE от микропроцессора. |
|Регистр – это линейка из нескольких триггеров. Можно предусмотреть логическую |
|схему параллельного отображения на выходах состояния каждого триггера. Тогда |
|после заполнения регистра от параллельных выводов, по команде разрешения выхода,|
|накопленное цифровое слово можно отобразить поразрядно сразу на всех |
|параллельных выходах. |
|Для удобства поочередной выдачи данных от таких регистров (буферных накопителей)|
|в шину данных процессора параллельные выходы регистров снабжаются выходными |
|буферными усилителями, имеющими третье, разомкнутое Z состояние. |
|Микросхема 1533ИR22 – восьмиразрядный регистр – защелка отображения данных, |
|выходные буферные усилители которого имеют третье Z –состояние. Пока напряжение |
|на входе №11 высокого уровня, данные от параллельных входов отображаются на |
|выходах. Подачей на вход № 11 напряжения низкого уровня, разрешается запись в |
|триггеры нового восьмибитового байта. Если на вход № 1 подать напряжение |
|высокого уровня, выходы микросхемы переходят в 3-е Z состояние. |
|Таким образом, с помощью микросхемы 1533ИR22 мы фиксируем адресную информацию, |
|поступающую от МП. |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |10 |
| | | | | | | |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |11 |
| | | | | | | |
| |
|Шина данных микропроцессора 1821ВМ85. |
| |
|Шина данных в отличие от шины адреса является двунаправленной. Значит необходимо|
|предусмотреть буфер, который по соответствующим сигналам управления от МП будет |
|пропускать данные как к МП, так и от него. В качестве двунаправленного буфера |
|будем использовать микросхему 1533 АП6. |
|Микросхема 1533 АП6 содержит 8 ДНШУ с тремя состояниями выводов, два входа |
|разрешения ЕАВ - №1 (переключение направления каналов) и [pic] - №19 (перевод |
|выхода канала в состояние Z). |
| |
|[pic] |
| |
|В качестве управляющих сигналов будем использовать сигналы [pic]; EN. Если |
|сигнал [pic] подать на вход №1 микросхемы 1533 АП6, то при [pic]= «0» |
|направление передачи информации В[pic]А |
|[pic]= «1» направление передачи информации А[pic]В |
|Подача сигнала EN на вход № 19 микросхемы 1533 АП6, при котором выводы переходят|
|в третье Z состояние, будет рассмотрена ниже. |
| |
| |
| |
|[pic] |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |12 |
| | | | | | | |
| |
|Генератор тактовых импульсов |
|для микропроцессора 1821 ВМ85. |
| |
|Схема генератора тактовых импульсов микропроцессора 1821ВМ85 содержится в самом |
|микропроцессоре. Достаточно подключить кварцевый резонатор к выводам № 1 и № 2 |
|МП. Кварцевый резонатор может иметь любую частоту колебаний в диапазоне от 1 до |
|6 МГц. Эта частота делится пополам, и соответствующие импульсы используются в |
|МП. На рисунке 2 показана схема подключения кварцевого резонатора, в результате |
|чего обеспечивается синхронизация МП 1821ВМ85. |
|[pic] |
| |
|Оперативные запоминающие устройства. |
| |
|ОЗУ предназначены для записи, хранения и считывания двоичной информации. |
|Структурная схема представлена на рисунке 3. |
| |
|[pic] |
|Рисунок 3 |
| |
|НК – накопитель; DCX, DCY – дешифраторы строк и столбцов; УЗ – устройство |
|записи, УС – устройство считывания, УУ – устройство управления. |
| |
|Т.к. ОЗУ организовано как 2Кх8, значит необходимо использовать АО[pic]А10 |
|адресных линий и DO[pic]D7 линий шины данных. |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |13 |
| | | | | | | |
| |
|Для управления функционированием схемы используется 3 вывода: |
|[pic]/RE - № 21 |
|CE - № 18 |
|OE - № 20 |
|Микросхема 537РУ10 функционирует в 3 режимах: |
|режим хранения данных |
|режим считывания данных |
|режим записи данных |
|Таблица истинности: |
| |
|[pic] |
| |
|Запись и считывание производится по 8 бит. При считывании можно запретить вывод |
|информации ([pic]=1). В качестве управляющих сигналов можно использовать сигналы|
|WR, RD, CSO. |
| |
|[pic] |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |14 |
| | | | | | | |
| |
|Постоянное запоминающее устройство. |
| |
|Структурная схема ПЗУ аналогична структурной схеме ОЗУ, только отсутствует |
|устройство записи, т.к. после программирования ПЗУ, информация из него только |
|считывается. |
|Так как ПЗУ организована как 8к х 8, значит необходимо использовать А0[pic]А12 |
|адресных линий и D0[pic]D7 линий шины данных. |
|Для управления функционирования схемы используются 2 вывода: |
|CS - №20, ОЕ - №22. |
|Микросхема 573РФ4 функционирует в 2-х режимах: |
|режим хранения и режим считывания. |
|Считывание информации производится по 8 бит. В качестве сигналов управления |
|будем использовать сигнал RD и сигнал, который будет поступать по старшей |
|адресной линии. |
|Таблица истинности: |
|[pic] |
| |
|[pic] |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |15 |
| | | | | | | |
| |
|Таймер. |
| |
|Одно из наиболее необходимых эксплуатационных удобств – наличие встроенных |
|часов, показания которых постоянно или по запросу оператора выводятся на экран. |
|Можно также обеспечить выдачу команд на включение или выключение внешних |
|устройств в заданное время. Часы могут быть реализованы как программно, так и |
|аппаратно. |
| |
|Условное обозначение и основная схема включения: |
| |
|[pic] |
| |
|Сигнал тактового генератора можно снять с выхода CKOUT для использования в |
|других устройствах системы. Он поступает на этот вход непосредственно (CKFS=1) |
|или после деления частоты на четыре (CKFS=0). Микросхема имеет выход ещё одного |
|сигнала (SQW), получаемого делением частоты тактового генератора. |
|Коэффициент деления задается командами, поступающими от процессора. Включается и|
|выключается этот сигнал также командами процессора. |
|Микросхема связана с микропроцессором через двунаправленную мультиплексированную|
|шину адреса – данных (AD0[pic]AD7). Для управления записью и считыванием |
|информации служат входы [pic] (выбор микросхемы), AS (строб, адреса), DS (строб |
|данных) и R/[pic] (чтение – запись). |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |16 |
| | | | | | | |
| |
|Распределение памяти микросхемы 512ВИ1: |
| |
|[pic] |
| |
|[pic] - «1» шина AD, входы DS и R/[pic] отключены от шин процессора и снижается |
|мощность потребления. |
|[pic] - «0» должен сохраняться неизменным во время всего цикла записи и чтения. |
|Сигнал AS подается в виде положительного импульса во время наличия информации об|
|адресе на шине AD0[pic]AD7. Адреса записываются во внутренний буфер микросхемы |
|по срезу этого импульса. |
|В этот же момент анализируется логический уровень сигнала на входе DS и в |
|зависимости от него устанавливается дальнейший режим работы входов DS и R/[pic].|
|В нашем случае на вход AS подаем сигнал ALE, который генерируется процессором |
|для фиксации адреса. |
|Выход [pic] (запрос прерывания) предназначен для сигнализации процессору о том, |
|что внутри микросхемы произошло событие, требующее программной обработки. |
|Прерывания бывают 3-х типов: |
|после окончания обновления информации |
|по будильнику |
|периодические (с периодом SQW) |
|Вход [pic]предназначен для установки в исходное состояние узлов микросхемы, |
|ответственных за связь с микропроцессорной системой. [pic] - «0» – никакое |
|вмешательство со стороны процессора невозможно. На ход часов, календарь и |
|содержание ячеек ОЗУ этот вход не влияет. |
|Вход PS (датчик питания) – контроль непрерывности подачи питающего напряжения. |
|Он подключается таким образом, чтобы напряжение на нем падало до 0 при любом, |
|даже кратковременном отключения питания микросхемы. |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |17 |
| | | | | | | |
| |
|Устройство ввода-вывода. |
| |
|Программное устройство ввода-вывода параллельной информации, применяется в |
|качестве элемента ввода-вывода общего назначения, сопрягающего различные типы |
|периферийных устройств с магистралью данных систем обработки информации. |
| |
| |
|[pic] |
| |
|Обмен информацией между магистралью данных систем и микросхемой 580ВВ85 |
|осуществляется через 8 разрядный двунаправленный трехстабильный канал данных. |
|Для связи с периферийными устройствами используется 24 линии В/В, |
|сгруппированные в три 8 разрядных канала ВА, ВВ, ВС, направление передачи |
|информации и режимы работы которых определяются программным способом. |
| |
|1-4; 37-40 – ВА3 – ВА0; ВА7[pic]ВА4 – входы/выходы – информационный канал А. |
|10[pic]17 – ВС7[pic]ВС0 – входы/выходы – информационный канал С. |
|18[pic]25 – ВВ0[pic]ВВ7 – входы/выходы – информационный канал В. |
|5 - [pic] - вход – чтение. |
|6 - [pic] - вход – выбор кристалла. |
|7 – GND - - - общий. |
|8,9 – А0, А1 – вход – младший разряд адреса |
|26 – Uсс – питание. |
|35 – SR – вход – установка исходного состояния. |
|36 - [pic] - вход – запись. |
|Микросхема может функционировать в 3-х основных режимах. |
|В режиме 0 обеспечивается возможность синхронной программно управляемой передачи|
|данных через 2 независимых 8 разрядных канала ВА, ВВ и два 4 разрядных канала |
|ВС. |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |18 |
| | | | | | | |
| |
| |
|[pic] |
|В режиме 1 обеспечивается возможность ввода или вывода информации в/или из |
|периферийного устройства через 2 независимых 8 разрядных канала ВА, ВВ по |
|сигналам квитирования. |
|При этом линии канала С используются для приема и выдачи сигналов управления |
|обменом. |
|В режиме 2 обеспечивается возможность обмена информацией с периферийными |
|устройствами через двунаправленную 8 разрядную шину ВА по сигналам квитирования.|
|Для передачи и приема сигналов управления обменом используются 5 линий канала |
|ВС. |
|Выбор соответствующего канала и направление передачи информации через канал |
|определяется сигналами А0, А1 и сигналами [pic], [pic], [pic]. Режим работы |
|каждого из каналов ВА, ВВ, ВС определяется содержимым регистра управляющего |
|слова (РУС). Производя запись управляющего слова в РУС можно перевести |
|микросхему в один из 3-х режимов работы: режим 0-простой ввод/вывод; режим |
|1-стробируемый ввод/вывод; режим 2-двунапрвленный канал. При подаче сигнала SR |
|РУС устанавливается в состояние, при котором все каналы настраиваются на работу |
|в режиме 0 для ввода информации. Режим работы каналов можно изменить как в |
|начале, так и в процессе выполнения работающей программы, что позволяет |
|обслуживать различные периферийные устройства в определенном порядке одной |
|микросхемой. При изменении режима работы любого канала все входные и выходные |
|регистры каналов и триггеры состояния сбрасываются. |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |19 |
| | | | | | | |
| |
|Фиксирующая схема. |
| |
|Как уже отмечалось выше необходимо подавать сигналы в блок индикации № канала (2|
|индикатора) в строго определенные моменты времени. Для этого необходимо |
|предусмотреть устройство, которое по сигналам от процессора, будет пропускать |
|информацию на один из индикаторов блока индикации. В качестве элементов |
|фиксирующей схемы будем использовать 2 регистра типа 1533UP23. |
|Регистр, аналогичный UP22, нос 8 тактируемыми триггерами. Регистр принимает и |
|отображает информацию синхронно с положительным перепадом на тактовом входе. |
| |
|[pic] |
| |
|Таким образом, подавая тактирующие сигналы на вход С (№11) регистра 1533UP23, мы|
|разрешаем прохождение сигналов на соответствующий индикатор в строго |
|определенные моменты времени. |
| |
| |
|Согласующая схема. |
| |
|Для организации вывода информации в остальные блоки тюнера будем использовать |
|регистр 1533UP23, тактируемый сигналами от микропроцессора. |
|Для приема информации в устройство управления будем использовать шинный |
|формирователь 1533АП6. Как известно шинный формирователь обеспечивает передачу |
|информации в обоих направлениях. Для обеспечения только ввода данных вывод №1 |
|соединим с корпусом. Если появится необходимость в выводе большего количества |
|информации из устройства управления, то с помощью микросхемы 1533АП6 можно будет|
|решить данную проблему. |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |20 |
| | | | | | | |
| |
| |
|Схема дешифрации. |
| |
|В предыдущих главах были рассмотрены основные блоки схемы управления и было |
|отмечено, что МП в строго определенные моменты времени должен взаимодействовать |
|с определенными микросхемами. Поэтому в данной схеме необходимо предусмотреть |
|устройство, которое по сигналам от процессора, будет подключать к его шинам |
|адреса или данных ту или иную микросхему или группу микросхем. Из этого можно |
|заключить, что в схеме системы должен протекать некоторый процесс однозначного |
|выбора и он организуется подачей на линии адреса А11[pic]А15 определенного кода |
|выбора или сигнала разрешения доступа к отдельному блоку или блокам. К счастью, |
|эта проблема является классической и она имеет простое решение. В частности |
|можно использовать дешифратор, выполненный в виде ТТЛ устройства среднего уровня|
|интеграции, предназначенного для преобразования двоичного кода в напряжение |
|логического уровня, которое появляется в том выходном проводе, десятичный номер |
|которого соответствует двоичному коду. В последствии выходной провод дешифратора|
|подключают к входу «Выбор микросхемы» нужной микросхемы (например вывод №18 (CS)|
|микросхемы 537РУ10). |
|Микросхема 1533ИД7 – высокоскоростной дешифратор, преобразующий трехразрядный |
|код А0[pic]А2 (№1[pic]3) в напряжение низкого логического уровня, появляющегося |
|на одном из восьми выходов 0[pic]7. Дешифратор имеет трехвходовый логический |
|элемент разрешения. |
|Дешифрация происходит, когда на входах [pic](№4) и [pic](№5), напряжение низкого|
|уровня, а на входе Е3(№6) высокого. При других логических уровнях на входах |
|разрешения, на всех выходах имеются напряжения высокого уровня. |
|В качестве информационных сигналов будем использовать сигналы, поступающие по |
|адресным линиям А11[pic]А13; сигналов разрешения, сигналы, поступающие по |
|адресным линиям А14[pic]А15 (вход №4 подсоединим к корпусу). |
| |
| |
| |
|Цифро-аналоговый преобразователь. |
| |
|Для преобразования цифровой информации в аналоговую необходимо использовать ЦАП.|
| |
| |
| |
|[pic] |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |21 |
| | | | | | | |
| |
| |
|Основной характеристикой ЦАП является разрешающая способность, определяемая |
|числом разрядов N. Теоретически ЦАП, преобразующий N-разрядные двоичные коды, |
|должен обеспечивать 2N различных значений выходного сигнала с разрешающей |
|способностью (2N-1)-1. |
|В нашем случае необходимо организовать формирование 3-х аналоговых сигналов |
|ANL1, ANL2 и ANL3, которые будут пропорциональны цифровым сигналам на выходах |
|канала А, В, С микросхемы 580ВВ55 соответственно. Значит необходимо |
|предусмотреть 3 цифро-аналоговых преобразователя. Свой выбор я остановил на 10 |
|разрядном ЦАП прецизионного типа 572ПА1. Для построения полной схемы |
|преобразователя к микросхеме 572ПА1 необходимо подключить операционный |
|усилитель. В качестве операционного усилителя будем использовать К140УД8, |
|имеющего схему внутренней коррекции. |
| |
| |
|Дополнительные пояснения к схеме управления. |
| |
| |
|Во избежание записи или считывания «ложной» информации во время включения или |
|выключения напряжения питания в схеме устройства управления предусмотрена |
|микросхема DD8 – четырехканальный коммутатор цифровых и аналоговых сигналов. |
| |
|Прежде чем последовательность коротких импульсов подавать на вход SID |
|микропроцессора, необходимо обеспечить хорошую стабильность длительности данных |
|импульсов, т.к. на входе элемента Шмидта все они будут иметь разную |
|длительность. В составе серий ТТЛ имеется несколько аналого-импульсных схем – |
|ждущих мультивибраторов. Они позволяют расширить длительность коротких |
|импульсов, сформировать импульсы нужной длительности с хорошей стабильностью по |
|длительности. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |22 |
| | | | | | | |
| |
| |
|2.3. Выбор и обоснование применения элементной базы. |
| |
| |
|Для создания разрабатываемого устройства согласно техническому заданию |
|необходимо применить комплектующие отечественного производства и максимально |
|использовать стандартные компоненты и изделия. Исходя из этого выбор элементной |
|базы будет следующим. |
| |
|Резисторы, конденсаторы, диоды и другие дискретные компоненты. |
| |
|Для применения в разрабатываемом устройстве были выбраны резисторы марки МЛТ |
|мощностью 0,125 Вт. Выбор был сделан, исходя из соображений достаточной |
|надежности, точности и низкой общей стоимости прибора. Резисторы марки МЛТ в |
|достаточной степени удовлетворяют вышеприведенным требованиям и являются одной |
|из наиболее распространенных марок резисторов, что сыграло решающую роль при их |
|выборе. Другие дискретные компоненты выбраны исходя из аналогичных соображений. |
| |
|Интегральные микросхемы. |
| |
|Ввиду большого разнообразия серий микросхем, пригодных для использования в |
|разрабатываемом устройстве и значительного количества параметров микросхем, их |
|выбор аналогично выбору дискретных компонентов затруднителен. Поэтому выбор |
|микросхем будет произведен по их параметрам. |
| |
|Справочные данные. |
| |
|512 ВИ1 |
|Un=5 В[pic]10%. |
|Iпотр, мА. |
|статический режим 0,1 |
|динамический режим при |
|fmax тактовых импульсов 4 |
|fmin 0,1 |
|Выходной ток высокого (низкого) уровня при Uвых Н=4,1 В, (UвыхL=0,4 В), мА – |
|1,0[pic]1,6. |
|Входной ток, мкА 1. |
| |
|1821ВМ85 |
| |
|Допустимые предельные значения: |
|Температура окружающей среды - -10[pic][pic]С. |
|Направление на всех выводах по отношению к корпусу – -0,5[pic]7 В. |
|Мощность рассеивания – 1,5 Вт. |
|Статические параметры в диапазоне температур -10[pic][pic]С. |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |23 |
| | | | | | | |
| |
|3. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ |
| |
| |
|3.1. Выбор и определение типа платы, ее технологии изготовления, класса |
|точности, габаритных размеров, материала, толщины, шага координатной сетки. |
| |
|1. По конструкции печатные платы с жестким и гибким основанием делятся на типы: |
|односторонние |
|двусторонние |
|многослойные |
|Для данного изделия необходимо использовать двустороннюю печатную плату с |
|металлизированными монтажными и переходными отверстиями. Несмотря на высокую |
|стоимость, ДПП с металлизированными отверстиями характеризуются высокими |
|коммутационными свойствами, повышенной прочностью соединения вывода навесного |
|элемента с проводящим рисунком платы и позволяет уменьшить габаритные размеры |
|платы за счет плотного монтажа навесных элементов. |
|Для изготовления печатной платы в соответствии с ГОСТ 4.010.022 и исходя из |
|особенностей производства выбираем комбинированный позитивный метод, т.к. по |
|сравнению с остальными методами он обладает лучшим качеством изготовления, |
|достаточно хорошими характеристиками, и есть возможность реализации |
|металлизированных отверстий. |
|2. В соответствии с ГОСТ 2.3751-86 для данного изделия необходимо выбрать |
|четвертый класс точности печатной платы. |
|3. Габаритные размеры печатных плат должны соответствовать ГОСТ 10317-79. Для |
|ДПП максимальные размеры могут быть 400 х 400 мм. Габаритные размеры данной |
|печатной платы удовлетворяют требованиям данного ГОСТа. |
|4. В соответствии с требованиями ГОСТ 4.077.000 выбираем материал для платы на |
|основании стеклоткани – стеклотекстолит СФ-2-50-1,5 ГОСТ 10316-78. Толщина 1,5|
|мм. Т.к печатные платы из эпоксидного стеклотекстолита характеризуются меньшей |
|деформацией, чем печатные платы из фенольного и эпоксидного гетинакса. В |
|качестве фольги, используемой для фольгирования диэлектрического основания |
|будет использована медная фольга т. к алюминиевая фольга уступает медной из-за |
|плохой паяемости, а никелевая - из-за высокой стоимости. |
|5. В соответствии с ГОСТ 2.414078 и исходя из особенностей схемы, выбираем шаг |
|координатной сетки 1,25 мм. |
|Способ получения рисунка – фотохимический. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |31 |
| | | | | | | |
| |
| |
| |
|3.2. Описание технологии производства. |
| |
|Производство ПП характеризуется большим числом различных механических, |
|фотохимических и химических операций. При производстве ПП можно выделить типовые|
|операции, разработка и осуществление которых производится специалистами |
|различных направлений. |
| |
|Для изготовления ПП был выбран комбинированный позитивный метод. |
| |
| |
| |
|3.2.1. Резка заготовок. |
| |
|Фольгированные диэлектрики выпускаются размерами 1000-1200 мм, поэтому первой |
|операцией практически любого технологического процесса является резка заготовок.|
|Для резки фольгированных диэлектриков используют роликовые многоножевые |
|прецизионные ножницы. Скорость резания плавно регулируется в пределах 2-13,5 |
|м/мин. Точность резания (1,0 мм. Для удаления пыли, образующейся при резании |
|заготовки, ножницы оборудованы пылесосом. В данном технологическом процессе |
|будем применять многоножевые роликовые ножницы при скорости резания 5 м/мин. |
|Из листов фольгированного диэлектрика многоножевыми роликовыми ножницами |
|нарезается заготовки требуемых размеров с припуском на технологическое поле по |
|10 мм с каждой стороны. Далее с торцов заготовки необходимо снять напильником |
|заусенцы во избежание повреждения рук во время технологического процесса. |
|Качество снятия заусенцев определяется визуальным контролем. |
|Резка заготовок не должна вызывать расслаивания диэлектрического основания, |
|образования трещин, сколов, а также царапин на поверхности заготовок. |
| |
|3.2.2. Образование базовых отверстий. |
| |
|Базовые отверстия необходимы для фиксации платы во время технологического |
|процесса. Сверление отверстий является разновидностью механической обработки. |
|Это одна из самых трудоемких и важных операций. При выборе сверлильного |
|оборудования необходимо учитывать следующие основные особенности: изготовление |
|нескольких тысяч отверстий в смену, необходимость обеспечения перпендикулярных |
|отверстий поверхности платы, обработка плат без заусенцев. При сверлении |
|важнейшими характеристиками операции являются: конструкция сверлильного станка, |
|геометрия сверла, скорость резания и скорость осевой подачи. |
|Для правильной фиксации сверла используются специальные высокоточные кондукторы.|
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |32 |
| | | | | | | |
| |
|Кроме того, необходимо обеспечить моментальное удаление стружки из зоны |
|сверления. Как известно стеклотекстолит является высокоабразивным материалом, |
|поэтому необходимо применять твердосплавные сверла. Применение сверл из твердого|
|сплава позволяет значительно повысить производительность труда при сверлении и |
|улучшить чистоту обработки отверстий. В большинстве случаев заготовки сверлят в |
|пакете, высота пакета до 6 мм. |
|В данном технологическом процессе, заготовки сверлят в пакете на сверлильном |
|станке С-106. Скорость вращения сверла при этом должна быть в пределах 15 000-20|
|000 об/мин, а осевая скорость подачи сверла - 5-10 мм/мин Заготовки собираются в|
|кондукторе, закрепляются и на сверлильном станке просверливаются базовые |
|отверстия. |
|Качество просверленных отверстий определяется визуально. |
| |
|3.2.3. Подготовка поверхности заготовок. |
| |
|От состояния поверхности фольги и диэлектрика во многом определяется адгезия |
|наносимых впоследствии покрытий. Качество подготовки поверхности имеет важное |
|значение, как при нанесении фоторезиста, так и при осаждении металла. |
|Широко используют химические и механические способы подготовки поверхности или |
|их сочетание. Консервирующие покрытия легко снимаются органическим |
|растворителем, с последующей промывкой в воде и сушкой. Окисные пленки, пылевые |
|и органические загрязнения удаляются последовательной промывкой в органических |
|растворителях (ксилоле, бензоле, хладоне) и водных растворах фосфатов, соды, |
|едкого натра. |
|Удаление оксидного слоя толщиной не менее 0,5 мкм производят механической |
|очисткой крацевальными щетками или абразивными валками. Недостаток этого способа|
|- быстрое зажиривание очищающих валков, а затем, и очищающей поверхности. Часто |
|для удаления оксидной пленки применяют гидроабразивную обработку. Высокое |
|качество зачистки получают при обработке распыленной абразивной пульпой. |
|Гидроабразивная обработка удаляет с фольги заусенцы, образующиеся после |
|сверления, и очищает внутренние медные торцы контактных площадок в отверстиях |
|многосторонних печатных плат от эпоксидной смолы. |
|Высокое качество очистки получают при сочетании гидроабразивной обработки с |
|использованием водной суспензии и крацевания. На этом принципе работают |
|установки для зачистки боковых поверхностей заготовок и отверстий печатных плат |
|нейлоновыми щетками и пемзовой суспензией. |
|Обработка поверхности производится вращающимися латунными щетками в струе |
|технологического раствора. Установка может обрабатывать заготовки максимальным |
|размером 500х500 мм при их толщине 0,1-3,0 мм, частота вращения щеток 1200 |
|об/мин, усилие поджатия плат к щеткам 147 Н. |
|Химическое удаление оксидной пленки (декапирование) наиболее эффективно |
|осуществляется в 10 %-ном растворе соляной кислоты. |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |33 |
| | | | | | | |
| |
|К качеству очистки фольгированной поверхности предъявляют высокие требования, |
|так как от этого во многом зависят адгезия фоторезиста и качество рисунка схемы.|
| |
|В данном технологическом процессе подготовка поверхности заготовок производится |
|декапированием заготовок в 5% соляной кислоты и обезжириванием венской известью.|
|Для этого необходимо поместить заготовки на 15 сек в 5%-ный раствор соляной |
|кислоты при температуре 180-250 С, затем промыть заготовки в течение 2-3 мин в |
|холодной проточной воде при температуре 180-250 С, далее зачистить заготовки |
|венской известью в течение 2-3 мин, снова промыть заготовки в холодной проточной|
|воде при температуре 180-250 С в течение 2-3 мин, затем декапировать заготовки в|
|5%-ном растворе соляной кислоты в течение 1-3 сек при температуре 180-250 С, |
|опять промыть заготовки в холодной проточной воде в течение 1-2 мин при |
|температуре 20(20 C, промыть заготовки в дистиллированной воде при температуре |
|20(20 C в течение 1-2 мин, и затем сушить заготовки сжатым воздухом при |
|температуре 180-250 С до полного их высыхания. После всех этих операций |
|необходимо проконтролировать качество зачистки поверхности фольги. Контроль |
|рабочий. |
| |
|3.2.4. Нанесение рисунка. |
| |
|От фоторезиста очень часто требуется высокое разрешение, а это достигается |
|только на однородных, без проколов пленках фоторезистов, имеющих хорошее |
|сцепление с фольгой. Вот почему предъявляются такие высокие требования к |
|предыдущим операциям. Необходимо свести до минимума содержание влаги на плате |
|или фоторезисте, так как она может стать причиной проколов или плохой адгезии. |
|Все операции с фоторезистом нужно проводить в помещении при относительной |
|влажности не более 50 %. Для удаления влаги с поверхности платы применяют сушку |
|в термошкафах. |
|В данном технологическом процессе применяется сухой пленочный фоторезист СПФ-2, |
|наносимый на ламинаторе КП 63.46.4. |
|В данном случае рисунок схемы получают методом фотопечати. Для этого перед |
|нанесением фоторезиста заготовку необходимо выдержать в сушильном шкафу при |
|температуре 75(50. С в течение 1 часа, затем последовательно на необходимую |
|сторону заготовки нанести фоторезист, обрезать ножницами излишки по краям платы,|
|освободить базовые отверстия от фоторезиста, выдержать заготовки при |
|неактиничном освещении в течение 30 мин при температуре собрать пакет из |
|фотошаблона и платы, экспонировать заготовки в установке экспонирования КП 6341,|
|снова выдержать заготовки при неактиничном освещении в течение 30 мин при |
|температуре 180 С, проявить заготовку в установке проявления АРС-2.950.000, |
|затем промыть платы в мыльном растворе, промыть заготовки в холодной проточной |
|воде в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С, декапировать заготовки в 20%-ном|
|растворе серной кислоты в течение 1 мин при температуре 20(20 С, снова промыть |
|заготовки в холодной проточной воде в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С, |
|сушить заготовки сжатым воздухом. |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |34 |
| | | | | | | |
| |
|После этого следует проконтролировать проявленный рисунок. После экспонирования |
|заготовки, перед проявлением, необходимо удалить пленку, защищающую фоторезист. |
| |
| |
|3.2.5. Нанесение защитного лака. |
| |
|Лак наносится для того, чтобы защитить поверхность платы от процесса химического|
|меднения. Лак обычно наносится окунанием в ванну с лаком, поливом платы с |
|наклоном в 10-150 или распылением из пульверизатора. Затем плата сушится в |
|сушильном шкафу при температуре 60-1500 С в течение 2-3 ч. Температура сушки |
|задается предельно допустимой температурой для навесных электрорадиоэлементов, |
|установленных на печатную плату. |
|Лак для защитного покрытия должен обладать следующими свойствами: высокой |
|влагостойкостью, хорошими диэлектрическими параметрами (малыми диэлектрической |
|проницаемостью и тангенсом угла диэлектрических потерь), температуростойкостью, |
|химической инертностью и механической прочностью. |
|При выборе лака для защитного покрытия следует также учитывать свойства |
|материалов, использованных для изготовления основания печатной платы и для |
|приклеивания проводников, чтобы при полимеризации покрытия не произошло |
|изменения свойств этих материалов. |
|Существуют различные лаки для защитного покрытия, такие как лак СБ-1с на основе |
|фенолформальдегидной смолы, лак Э-4100 на основе эпоксидной смолы, лак УР-231 и |
|другие. |
|В данном технологическом процессе в качестве защитного покрытия применяется лак|
|УР-231. Для нанесения лака на поверхность заготовки необходимо окунуть заготовки|
|в кювету с лаком на 2-3 сек, температура лака должна быть в пределах 18-250 С, а|
|затем следует сушить заготовки в термошкафе КП 4506 в течение 1,5 часов при |
|температуре 1200 С. |
| |
|3.2.6. Сверление отверстий. |
| |
|Наиболее трудоемкий и сложный процесс в механической обработке печатных плат - |
|получение отверстий под металлизацию. Их выполняют главным образом сверлением, |
|так как сделать отверстия штамповкой в применяемых для производства плат |
|стеклопластиках трудно. Для сверления стеклопластиков используют |
|твердосплавный инструмент специальной конструкции. Применение инструмента из |
|твердого сплава позволяет значительно повысить произ-сть труда при |
|сверлении и зенковании и улучшить чистоту обработки отверстий. |
|Чаще всего сверла изготавливают из твердо углеродистых сталей марки У-10, |
|У-18, У-7. В основном используют две формы сверла: сложно профильные и |
|цилиндрические. Так как стеклотекстолит является высокоабразивным |
|материалом, то стойкость сверл невелика. |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |35 |
| | | | | | | |
| |
|При выборе сверлильного оборудования необходимо учитывать такие особенности, |
|как изготовление нескольких миллионов отверстий в смену, диаметр отверстий 0,4 |
|мм и меньше, точность расположения отверстий 0,05 мм и выше, |
|необходимость обеспечения абсолютно гладких и перпендикулярных отверстий |
|поверхности платы, обработка плат без заусенцев и так далее. Точность и качество|
|сверления зависит от конструкции станка и сверла. |
|В настоящее время используют несколько типов станков для сверления |
|печатных плат. В основном это многошпиндельные высокооборотные станки с |
|программным управлением, на которых помимо сверлений отверстий в печатных |
|платах одновременно производится и зенкование или сверление отверстий в пакете |
|без зенкования. |
|Сверление не исключает возможности получения отверстий и штамповкой, если |
|это допускается условиями качества или определяется формой отверстий. |
|Так, штамповкой целесообразно изготавливать отверстия в односторонних платах не |
|требующих высокого качества под выводы элементов и в слоях МПП, изготавливаемых |
|методом открытых контактных площадок, где перфорационные окна имеют |
|прямоугольную форму. В данном технологическом процессе сверление отверстий |
|производится на одно-шпиндельном сверлильном станке КД-10. |
|Перед сверлением отверстий необходимо подготовить заготовки и оборудование к |
|работе. Для этого нужно промыть заготовки в растворе очистителя в течение 1-2 |
|мин при температуре 22(20 С, промыть заготовки в холодной проточной воде в |
|течение 1-2 мин при температуре 20(20 С, промыть заготовки в 10% растворе |
|аммиака в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С, снова промыть заготовки в |
|холодной проточной воде в течение 2-3 мин при температуре 18(20 С, подготовить |
|станок КД-10 к работе согласно инструкции по эксплуатации, затем обезжирить |
|сверло в спирто-бензиновой смеси, собрать пакет из трех плат и фотошаблона, |
|далее сверлить отверстия согласно чертежу. После сверления необходимо удалить |
|стружку и пыль с платы и продуть отверстия сжатым воздухом. После этого следует |
|проверить количество отверстий и их диаметры, проверить качество сверления. При |
|сверлении не должно образовываться сколов, трещин. Стружку и пыль следует |
|удалять сжатым воздухом. |
| |
| |
|3.2.7. Химическая металлизация. |
| |
|Химическое меднение является первым этапом металлизации отверстий. При этом |
|возможно получение плавного перехода от диэлектрического основания к |
|металлическому покрытию, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. |
|Процесс химического меднения основан на восстановлении ионов двухвалентной меди |
|из ее комплексных солей. Толщина слоя химически осажденной меди 0,2-0,3 мкм. |
|Химическое меднение можно проводить только после специальной подготовки - |
|каталитической активации, которая может проводиться одноступенчатым и |
|двухступенчатым способом. |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |36 |
| | | | | | | |
| |
|При двухступенчатой активации печатную плату сначала обезжиривают, затем |
|декапируют торцы контактных площадок. Далее следует первый шаг активации - |
|сенсибилизация, для чего платы опускают на 2-3 мин в соляно-кислый раствор |
|дихлорида олова. Второй шаг активации - палладирование, для чего платы помещают |
|на 2-3 мин в соляно-кислый раствор дихлорида палладия. Адсорбированные атомы |
|палладия являются высокоактивным катализатором для любой химической реакции. |
|При одноступенчатой активации предварительная обработка (обезжиривание и |
|декапирование) остается такой же, а активация происходит в коллоидном растворе, |
|который содержит концентрированную серную кислоту и катионы палладия при |
|комнатной температуре. |
|В данном случае процесс химического меднения состоит из следующих операций: |
|обезжирить платы в растворе три натрий фосфата и кальцинированной соли в течение|
|5-10 мин при температуре 50-600 С; промыть платы горячей проточной водой в |
|течение 1-2 мин при температуре 50-600 С; промыть платы холодной |
|проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С; декапировать торцы |
|контактных площадок в 10%-ном растворе соляной кислоты в течение 3-5 сек при |
|температуре 18-250 С; промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин |
|при температуре 18-250 С; промыть платы в дистиллированной воде в течение 1-2 |
|мин при температуре 18-250 С; активировать в растворе хлористого палладия, |
|соляной кислоты, двухлористого олова и дистиллированной воды в течение 10 мин |
|при температуре 18-250 С; промыть платы в дистиллированной воде в течение 1-2 |
|мин при температуре 20(20 С; промыть платы в холодной проточной воде в течение |
|1-2 мин при температуре 20(20 С; обработать платы в растворе ускорителя в |
|течение 5 мин при температуре 20(20 С; промыть платы в холодной проточной воде |
|в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С; произвести операцию электрополировки|
|с целью снятия металлического палладия с поверхности платы в течение 2 мин при |
|температуре 20(20 С; промыть платы горячей проточной водой в течение 2-3 мин |
|при температуре 50(20 С; протереть поверхность платы бязевым раствором в |
|течение 2-3 мин; промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин при |
|температуре 20(20 С; произвести визуальный контроль электрополировки (плата |
|должна иметь блестящий или матовый вид, при появлении на плате темных пятен, |
|которые не удаляются во время промывки, необходимо увеличить время |
|электрополировки до 6 мин); произвести операцию химического меднения в течение |
|10 мин при температуре 20(20 С; промыть платы в холодной проточной воде в |
|течение 1-2 мин при температуре 20(20 С; визуально контролировать покрытие в |
|отверстиях. |
| |
|3.2.8. Удаление защитного лака. |
| |
|Перед гальваническим меднением необходимо снять слой защитного лака с |
|поверхности платы. В зависимости от применяемого лака существуют различные |
|растворители. Некоторые лаки, возможно, снять ацетоном. |
|В данном технологическом процессе защитный лак снимается в растворителе 386. |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |37 |
| | | | | | | |
| |
|Для этого платы необходимо замочить на 2 часа в растворителе 386, а затем снять |
|слой лака беличьей кистью, после этого промыть платы в холодной проточной воде в|
|течение 2-3 мин при температуре 20(20 С, контролировать качество снятия |
|защитного лака (на поверхности лака не должны оставаться места, покрытые |
|пленками лака). |
| |
| |
|3.2.9. Гальваническая затяжка. |
| |
|Слой химически осажденной меди обычно имеет небольшую толщину (0,2-0,3 мкм), |
|рыхлую структуру, легко окисляется на воздухе, непригоден для токопрохождения, |
|поэтому его защищают гальваническим наращиванием (“затяжкой”) 1-2 мкм |
|гальванической меди. |
|Для этого необходимо декапировать платы в 5%-ном растворе соляной кислоты в |
|течение 1-3 сек при температуре 18-250 С, промыть платы в холодной проточной |
|воде в течение 2-3 мин при температуре 18-250 С, зачистить платы венской |
|известью в течение 2-3 мин при температуре 18-250 С, промыть платы в холодной |
|проточной воде в течение 2-3 мин при температуре 18-250 С, снова декапировать |
|заготовки в 5%-ном растворе соляной кислоты в течение 1-3 сек при температуре |
|18-250 С, промыть платы в холодной проточной воде в течение 1-2 мин при |
|температуре 20(20 С, промыть платы в дистиллированной воде в течение 1-2 мин при|
|температуре произвести гальваническую затяжку в течение 10-15 мин при |
|температуре 20(20 С, промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин |
|при температуре 18-250 С, сушить платы сжатым воздухом при температуре 18-250 С |
|до полного их высыхания, контролируя качество гальванической затяжки (отверстия |
|не должны иметь непокрытые участки, осадок должен быть плотный, розовый, |
|мелкокристаллический). |
| |
|3.2.10. Электролитическое меднение (гальваническая металлизация) и нанесение |
|защитного покрытия. |
| |
|После гальванической затяжки слой осажденной меди имеет толщину 1-2 мкм. |
|Электролитическое меднение доводит толщину в отверстиях до 25 мкм, на |
|проводниках - до 40-50 мкм. |
|Электролитическое меднение включает в себя следующие операции: ретушь под |
|микроскопом краской НЦ-25 беличьей кистью № 1; декапирование плат в 5%-ном |
|растворе соляной кислоты в течение 1-3 сек при температуре 20(20 С; промывка |
|плат холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С; |
|зачистка плат венской известью в течение 2-3 мин при температуре 18-250 С; |
|промывка плат холодной проточной водой в течение1-2 мин при температуре 18-250 |
|С; декапирование плат в 5%-ном растворе соляной кислоты в течение 1мин при |
|температуре 18-250 С; промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин |
|при температуре 18-250 С; произвести гальваническое меднение в растворе |
|борфтористоводородной кислоты, борной кислоты, борфтористоводородной меди и |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |38 |
| | | | | | | |
| |
|дистиллированной воды в течение 80-90 мин при температуре 20(20 С; промыть платы|
|холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С; произвести |
|визуальный контроль покрытия (покрытие должно быть сплошным без подгара, не |
|допускаются механические повреждения, отслоения и вздутия). |
|Чтобы при травлении проводники и контактные площадки не стравливались их |
|необходимо покрыть защитным металлическим покрытием. Существует различные |
|металлические покрытия (в основном сплавы), применяемые для защитного покрытия. |
|В данном технологическом процессе применяется сплав олово-свинец. Сплав |
|олово-свинец стоек к воздействию травильных растворов на основе персульфата |
|аммония, хромового ангидрида и других, но разрушается в растворе хлорного |
|железа, поэтому в качестве травителя раствор хлорного железа применять нельзя. |
|Для нанесения защитного покрытия необходимо промыть платы дистиллированной водой|
|в течение 1-2 мин при температуре 18-250 С, затем произвести гальваническое |
|покрытие сплавом олово-свинец в растворе борфтористоводородной кислоты, борной |
|кислоты, мездрового клея, нафтохинондисульфоновой кислоты, 25%-ного аммиака, |
|металлического свинца, металлического олова, гидрохинона и дистиллированной воды|
|в течение 12-15 мин при температуре 20(20 С, промыть платы в горячей проточной |
|воде в течение 1-2 мин при температуре 50(50 С, промыть платы в холодной |
|водопроводной воде в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С, сушить платы |
|сжатым воздухом в течение 2-3 мин при температуре 20(20 С, удалить ретушь |
|ацетоном с поля платы, контролируя качество покрытия (покрытие должно быть |
|сплошным без подгара, не допускаются механические повреждения, отслоения и |
|вздутия). |
| |
|3.2.11. Снятие фоторезиста. |
| |
|Перед операцией травления фоторезист с поверхности платы необходимо снять. При |
|большом объеме выпуска плат это следует делать в установках снятия фоторезиста |
|(например, АРС-2.950.000). При небольшом количестве плат фоторезист |
|целесообразней снимать в металлической кювете щетинной кистью в растворе |
|хлористого метилена. |
|В данном технологическом процессе фоторезист снимаетсять в установке снятия |
|фоторезиста АРС-2.950.000 в течение 5-10 мин при температуре 18-250 С, после |
|этого необходимо промыть платы в холодной проточной воде в течение 2-5 мин при |
|температуре 18-250 С. |
| |
| |
|3.2.12. Травление меди с пробельных мест. |
| |
|При изготовлении ПП, важнейшим этапом, является формирование проводящего рисунка|
|схемы, является процесс травления (удаления) меди с непроводящих (пробельных) |
|участков схемы. Травление является сложным окислительно-восстановительным, в |
|котором травильный раствор служит окислителем. |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |39 |
| | | | | | | |
| |
|Существует несколько видов травления: травление погружением, травление с |
|барботажем, травление разбрызгиванием, травление распылением. Травление с |
|барботажем заключается в создании в объеме травильного раствора большого |
|количества пузырьков воздуха, которые приводят к перемешиванию травильного |
|раствора во всем объеме, что способствует увеличению скорости травления. |
|Существует также несколько видов растворов для травления: раствор хлорного |
|железа, раствор персульфата аммония, раствор хромового ангидрида и другие. Чаще |
|всего применяют раствор хлорного железа. |
|Скорость травления больше всего зависит от концентрации раствора. При сильно- и |
|слабо концентрированном растворе травление происходит медленно. Наилучшие |
|результаты травления получаются при плотности раствора 1,3 г/см3. Процесс |
|травления зависит также и от температуры травления. При температуре выше 250 С |
|процесс ускоряется, но портится защитная пленка. При комнатной температуре |
|медная фольга растворяется за 30 сек до 1 мкм. |
|В данном технологическом процессе в качестве защитного покрытия использован |
|сплав олово-свинец, который разрушается в растворе хлорного железа. Поэтому в |
|качестве травильного раствора применяется раствор на основе персульфата аммония.|
| |
|В данном случае применяется травление с барботажем. Для этого необходимо |
|высушить плату на воздухе в течение 5-10 мин при температуре 18-250 С, при |
|необходимости произвести ретушь рисунка белой краской НЦ-25, травить платы в |
|растворе персульфата аммония в течение 5-10 мин при температуре не более 500 С, |
|промыть платы в 5%-ном растворе водного аммиака, промыть платы в горячей |
|проточной воде в течение 3-5 мин при температуре 50-600 С, промыть платы в |
|холодной проточной воде в течение 2-5 мин при температуре 18-250 С, сушить платы|
|на воздухе в течение 5-10 мин при температуре 18-250 С, проконтролировав |
|качество травления (фольга должна быть вытравлена в местах, где нет рисунка. |
|Оставшуюся около проводников медь подрезать скальпелем. На проводниках не должно|
|быть протравов). |
| |
|3.2.13. Осветление печатной платы. |
| |
|Осветление покрытия олово-свинец проводится в растворе двухлористого олова, |
|соляной кислоты и тиомочевины. Для этого необходимо погрузить плату на 2-3 мин в|
|раствор осветления при температуре 60-700 С, промыть платы горячей проточной |
|водой в течение 2-3 мин при температуре 55(50 С, промыть платы холодной |
|проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 18(50 С, промыть платы |
|дистиллированной водой в течение 1-2 мин при температуре 18(50 С. |
| |
|3.2.14. Оплавление металлорезиста. |
| |
|Оплавление печатной платы производится с целью покрытия проводников и |
|металлизированных отверстий оловянно-свинцовым припоем. Наиболее часто применяют|
|конвейерную установку инфракрасного оплавления ПР-3796. |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |40 |
| | | | | | | |
| |
|Для оплавления печатных плат необходимо высушить платы в сушильном шкафу КП-4506|
|в течение 1 часа при температуре 80(50 С, затем флюсовать платы флюсом ВФ-130 в |
|течение 1-2 мин при температуре 20(50 С, выдержать платы перед оплавлением в |
|сушильном шкафу в вертикальном положении в течение 15-20 мин при температуре |
|80(50 С, подготовить установку оплавления ПР-3796 согласно инструкции по |
|эксплуатации, загрузить платы на конвейер установки, оплавить плату в течение |
|20мин при температуре 50(100 С, промыть платы от остатков флюса горячей |
|проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 50(100 С, промыть плату |
|холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 20(50 С, промыть |
|плату дистиллированной водой в течение 1-2 мин при температуре 20(50 С, сушить |
|платы в течение 45 мин при температуре 85(50 С в сушильном шкафу КП-4506, |
|проконтролировав качество оплавления на поверхности проводников и в |
|металлизированных отверстиях визуально. |
|Проводники должны иметь блестящую гладкую поверхность. Допускается на |
|поверхности проводников наличие следов кристаллизации припоя и частично |
|непокрытые торцы проводников. |
|Не допускается отслаивание проводников от диэлектрической основы и заполнение |
|припоем отверстий диаметром большим 0,8 мм. Не допускается наличие белого налета|
|от плохо отмытого флюса на проводниках и в отверстиях печатной платы. |
| |
|3.2.15. Механическая обработка по контуру. |
| |
|Механическая обработка необходима для обрезки печатных плат по размерам (отрезка|
|технологического поля) и снятия фаски. Существует несколько |
|способов механической обработки печатных плат по контуру. |
|Бесстружечная обработка печатных плат по контуру отличается низкими |
|затратами при использовании специальных инструментов. При этом исключается |
|нагрев обрабатываемого материала. Обработка осуществляется дисковыми ножницами. |
|Линия реза должна быть направлена так, чтобы не возникло расслоения |
|материала. Внешний контур односторонних печатных плат при больших сериях |
|формируется на скоростных прессах со специальным режущим |
|инструментом. Многосторонние печатные платы бесстружечным методом не |
|обрабатываются, так как велика возможность расслоения. |
|Механическая обработка печатных плат по контуру со снятием |
|стружки осуществляется на специальных дисковых пилах, а также на станках для |
|снятия фаски. Эти станки снабжены инструментами или фрезами из твердых сплавов |
|или алмазными инструментами. Скорость резания таких станков 500-2 000 мм/мин. |
|эти станки имеют следующие особенности: высокую скорость резания, |
|применение твердосплавных или алмазных инструментов, резка идет с |
|обязательным равномерным охлаждением инструмента, обеспечение незначительных |
|допусков, простая и быстрая замена инструмента. |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |41 |
| | | | | | | |
| |
|Широко используют широкоуниверсальный фрезерный станок повышенной точности типа |
|675П. На станке выполняют фрезерные работы цилиндрическими, дисковыми, |
|фасонными, торцовыми, концевыми, шпоночными и другими фрезами. |
|В данном технологическом процессе обрезка платы производится с помощью дисковых |
|ножниц, а снятие фасок - на станке для снятия фасок типа ГФ-646. Для этого |
|необходимо обрезать платы на дисковых ножницах, снять фаски на станке для снятия|
|фасок ГФ-646, промыть платы в горячей воде с применением стирально-моющего |
|средства 'Лотос' в течение 2-3 мин при температуре 55+/-5 С, затем промыть платы|
|в дистиллированной воде в течение 1-2 мин при температуре 20+/-2 С, сушить |
|платы в сушильном шкафу КП 4506. После этого следует визуально |
|проконтролировать печатные платы на отслаивание проводников. |
| |
|3.2.16. Маркировка плат. |
| |
|Маркировка плат осуществляется с помощью сеткографии, трафаретной черной краской|
|ТНПФ-01. Метод основан на несении специальной краски на плату путем |
|продавливания ее резиновой лопаткой (ракелем) через сетчатый трафарет, на |
|котором необходимый рисунок образован ячейками сетки, открытыми для |
|продавливания. Маркировка должна сохранятся в течение всего срока службы, не |
|должна стираться или смываться при воздействии моющих растворов, лаков и |
|спиртобензиновой смеси. Маркировка состоит из товарного знака |
|завода-изготовителя, обозначения платы, заводского номера, года и месяца |
|выпуска, монтажных знаков и символов, облегчающих сборку узлов и регламентные |
|работы при эксплуатации. |
| |
|3.2.17. Нанесение защитного покрытия. |
| |
|Защитное покрытие на плату наносится с помощью кисти или специальной |
|распылительной камеры, в качестве защитного материала может использоваться лак, |
|флюсы ацитоноканифольные или спиртоканифольные. |
| |
|3.2.18. Окончательный контроль. |
| |
|Окончательный контроль платы проводится либо визуально, либо проверкой отдельных|
|параметров платы. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |42 |
| | | | | | | |
| |
|3.3. Конструкторский расчет элементов печатной платы. |
| |
|1. Шаг координатной сетки – 1,25 мм. |
|2. Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току: |
|вmin1=[pic], где |
|Imax=30 мА t=0,02 мм jдоп=75 А/мм2 |
|3. Определяем минимальную ширину проводника исходя из допустимого падения |
|напряжения на нем: |
|вmin2=[pic], где |
|Uдоп[pic]12 В(0,05=0,6 В l=0,5 м (=0,0175 ([pic]( |
|вmin2=[pic]=0,022 мм. |
|4. Номинальное значение диаметров монтажных отверстий: |
|d=dэ+(bdно(+Г, (dно=0,1 мм, Г=0,3 мм. |
|а) для микросхем |
|dэ=0,5 мм d=0,9 мм |
|б) для резисторов |
|dэ=0,5 мм d=0,9 мм |
|в) для диодов и стабилитронов |
|dэ=0,5 мм d=0,9 мм |
|г) для транзисторов |
|dэ=0,5 мм d=0,9 мм |
|д) для конденсаторов |
|dэ=0,5 мм d=0,9 мм |
|е) для разъема |
|dэ=1 мм d=1,4 мм |
|5. Рассчитанные значения сводятся к предпочтительному ряду размеров монтажных |
|отверстий: |
|0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5 мм. |
|Номинальное значение диаметров монтажных отверстий для разъема: d=1,5 мм. |
|6. Минимальное значение диаметра металлизированного отверстия: |
|dmin[pic]Hпл(, где Нпл=1,5 мм – толщина платы; (=0,25 |
|dmin[pic]1,5(0,25=0,5 мм |
|7. Диаметр контактной площадки: |
| |
|D=d+(dво+2вm+(вво+((2d+(2p+(в2но)1/2 |
| |
|(dво=0,5 мм; вm=0,025 мм (вво=(вно=0,05 мм |
|(р=0,05 мм; (d=0,05 мм |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |43 |
| | | | | | | |
| |
|(dво+2 вm+(вво+((2d+(2p+(в2но)1/2=0,05+0,05+0,05+(3(25(10-4)1/2=0,24 |
| |
|d=0,7 мм D=0,95 мм |
|d=0,9 мм D=1,15 мм |
|d=1,5 мм D=1,75 мм |
| |
|8. Определение номинальной ширины проводника: |
| |
|в=вMD+((вНО(, где |
|вMD=0,15 мм; (вНО=0,05 мм |
|в=0,15+0,05=0,2 мм |
| |
|9. Расчет зазора между проводниками: |
| |
|S=SMD+(вВО, где |
|(вВО=0,05 мм; SMD=0,15 мм |
|S=0,15+0,05=0,2 мм |
| |
|10. Расчет минимального расстояния для прокладки 2-х проводников между |
|отверстиями с контактными площадками диаметрами D1 и D2. |
|l=[pic]+вn+S(n+1)+(l , где |
|n=2; (l=0,03 мм |
|l=1,05+0,4+0,6+0,03=2,1 мм. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |44 |
| | | | | | | |
| |
|3.4.Расчет параметров проводящего рисунка с учетом технологических погрешностей |
|получения защитного рисунка. |
| |
|1. Минимальный диаметр контактной площадки: |
|Dmin=D1min+1,5hф+0,03 |
|D1min=2(вм+[pic]+(d+(p) |
|dmax1=0,9 мм |
|D1min=2(0,025+0,45+0,05+0,05)=1,15 мм |
|Dmin1=1,15+0,6=1,21 |
|dmax2=1,5 мм |
|Dmin2=1,81 мм |
| |
|2. Максимальный диаметр контактной площадки: |
|Dmax=Dmin+(0,02…0,06) |
|Dmax1=1,21+0,02=1,23 мм |
|Dmax2=1,81+0,02=1,83 мм |
| |
|3. Минимальная ширина проводника: |
|вmin=в1min+1,5hф+0,03, где |
|в1min=0,15 мм |
|вmin=0,15+0,6=0,21 |
| |
|4. Максимальная ширина проводника: |
|вmax= вmin+(0,02…0,06) |
|вmax=0,23 мм |
| |
|5. Минимальная ширина линии на фотошаблоне: |
|вмmin= вmin-(0,02…0,06) |
|вмmin=0,21-0,02=0,19 мм |
| |
|6. Максимальная ширина линии на фотошаблоне: |
|вмmax= вmin+(0,02…0,06) |
|вмmax=0,21+0,06=0,27 мм |
| |
|7. Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой: |
|S1min=L0-[Dmax/2+(p+ вmax/2+(l] |
|L0=1,25 мм |
|S1min=1,25-0,615-0,05-0.115-0,03=0,44 мм |
| |
|8. Минимальное расстояние между двумя контактными площадками: |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |45 |
| | | | | | | |
| |
|S2min=L0-(Dmax+2(p) |
|L0=1,25 мм+0,3 мм=1,55 мм |
|S2min=1,25-1,23-2(0,05+0,03=0,20 мм |
| |
|9. Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой на фотоблоке:|
| |
|S3min=L0-(Bmax+2(l) |
|L0=1,25 мм |
|S3min=1,25-0,575-0,05-0,135-0,03=0,46 мм |
| |
|10. Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой на |
|фотоблоке: |
|S4min=L0-(Dмmax/2+(p+вмmax/2+(l) |
|L0=1,25 мм |
|S4min=1,25-0,575-0,05-0,135-0,03=0,46 мм |
| |
|11. Минимальное расстояние между двумя контактными площадками на фотоблоке: |
|S5min=L0-(Dмmax+2(p) |
|L0=1,55 мм |
|S5min=1,55-1,25-0,1=0,2 мм |
| |
|12. Минимальное расстояние между двумя проводниками на фотоблоке: |
|S6min=L0-(вмmax+2(l) |
|L0=1,25 мм |
|S6min=1,25-0,27-0,06=0,92 мм |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |46 |
| | | | | | | |
| |
|3.5. Расчет проводников по постоянному току. |
| |
|Наиболее важными электрическими свойствами печатных плат по постоянному току |
|является нагрузочная способность проводников по току и сопротивление изоляции. |
|Практически сечение проводника рассчитывается по допустимому падению напряжения |
|Uп на проводнике: |
|Uп=[pic] вп=0,23 мм hф=0,02 мм |
|l=0,5 м (=0,0175 [pic] I=30 мА |
|Uп=[pic]=57 мВ |
|Uп103Rвх, где Rвх=[pic]=10 кОм. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |47 |
| | | | | | | |
| |
|3.6. Расчет проводников по переменному току. |
| |
|1. Падение импульсного напряжения на длине проводника в l cм. |
|UL=Lпо[pic] Lпо=1,8 [pic]; (I=6 мА; tU=5 нс |
|UL=1,8 [pic]=2,16[pic] |
|2. Максимальная длина проводника: |
|lmax<[pic]=[pic]=185 cм |
|3. Задержка сигнала при передаче по линии связи: |
|tз =[pic]=[pic] (=5; (=1; (0=0,33 нс/м |
|l=0,5 м |
|tз=0,5(0,33[pic]=0,37 нс |
|Взаимная индуктивность и емкость двух проводников: |
| |
|C11=0,09(1+()lg(1+2впр/lз+впр2/lз2)= |
|0,09(1+5)lg(1+2[pic]+([pic])2)=0,1пФ/см |
|С1=С11l=0,3(50=5 пФ |
|М11=2(ln[pic]-1)=2(ln[pic]-1)=6,86 мГн/см |
|М1=М11l=6,86(0,5=3,43 мГн |
| |
|C21=[pic] |
| |
|(=[pic]; f(()=2arctg[pic]+[pic]ln(4(2+1) |
|(=[pic]=13,04 f(()=5,13 |
|C21=[pic]=0,047 пФ/см |
|С2=С12(l=2,35 пФ |
|М21=2[pic]=10,44 мГн/см |
|М2=М21(l=5,22 мГн |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |48 |
| | | | | | | |
| |
|С31=0,17([pic] |
|С31=0,17(5[pic]=0,72 пФ/см |
|С3=С31(l=36 пФ |
| |
|С41=0,2([pic] |
|С41=1+[pic]=1,31 пФ/см |
|С4=С41(l=68 пФ |
|Между рядом расположенными проводниками существует электрическая связь через |
|сопротивление изоляции RU, взаимную емкость С и индуктивность М, которая |
|приводит к появлению на пассивной линии связи напряжения перекрестной помехи от |
|активной линии. Надежная работа цифровых электронных схем будет обеспечена, если|
|напряжение помехи не превысит помехоустойчивости логических схем |
| |
|U=URU+UC+UL
