МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) КАФЕДРА КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РЭА

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
КАФЕДРА КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РЭА
Курсовой проект по предмету:
«ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА РЭС»
на тему:
Выполнил:
студент группы 14-402
Овчинникова О.А.
Проверил:
Умрихин О.Н.
Èíâ. ¹ ïîäë.
Ï îäï. è äàòà
Âçàèì . èíâ. ¹
Èíâ. ¹ äóáë.
Ï îäï. è äàòà
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
БОРТОВОГО БЛОКА РЭС
Москва, 2009
Êîïèðîâàë
Ôîðì àò À4
МАИ.467223.001
Ï åðâ. ï ðèì åí .
Содержание
Лист
Введение ....................................................................................................................... 4
Задание на конструирование ..................................................................................... 5
1 Техническое задание на разработку блока полосовых фильтров с двойным Тобразным мостом ............................................................................................................ 7
1.1 Наименование и область применения ......................................................... 7
1.2 Основание для разработки ............................................................................ 7
Ñï ðàâ. ¹
1.3 Цель и задачи назначение разработки ......................................................... 7
1.4 Источник разработки ..................................................................................... 7
1.5 Технические (тактико-технические)требования ........................................ 7
1.6 Стадии разработки ....................................................................................... 10
1.7 Комплектность документации, порядок приемки, сроки ........................ 10
1.8 Приложения .................................................................................................. 10
2 Анализ технического задания ............................................................................... 13
Ï î äï . è äàòà
2.1 Анализ электрической принципиальной схемы ....................................... 13
2.2 Выбор элементной базы .............................................................................. 17
3 Разработка конструкции микросборки (МСБ) .................................................... 20
3.1 Разработка топологии платы МСБ ............................................................. 20
Èí â.¹ äóáë.
3.1.1 Разработка топологии платы ................................................................... 20
3.1.2 Расчет тонкопленочных резисторов ....................................................... 20
3.1.2.1 Расчет R1 .......................................................................................... 23
Èí â.¹ ï î äë.
Ï î äï . è äàòà
Âçàì .èí â.¹
3.1.2.2 Расчет R2, R5................................................................................... 25
Èçì . Ëèñò
¹ äî êóì .
Ðàçðàá.
Овчинни
Ï ðî â.
Умрихин
кова
Ñî ãë.
Í .êî í òð.
Óòâ.
Умрихин
Ï î äï .
Äàòà
МАИ.467223.001 ПЗ
Блок ПФ-Т
Ëèò.
Ëèñò
2
Ëèñòî â
60
Пояснительная записка
Êî ï èðî âàë
Ôî ðì àò A4
3.1.2.3 Расчет R3 .......................................................................................... 26
3.1.2.4 Результаты расчета тонкопленочных резисторов. ...................... 28
3.1.3 Расчет тонкопленочных конденсаторов ................................................. 31
3.1.3.1 Расчет тонкопленочных конденсаторов. ...................................... 31
3.1.3.2 Расчет С1, С3 ................................................................................... 32
3.1.3.3 Результаты расчета тонкопленочных конденсаторов. ................ 34
3.1.4 Составление коммутационной схемы ..................................................... 36
3.1.5 Выбор типоразмера подложки................................................................. 37
4 Разработка конструкции РЭС ............................................................................... 38
4.1 Выбор типа конструкции и компоновочной схемы блока ...................... 38
4.2 Выбор системы охлаждения ....................................................................... 38
4.3 Разработка конструкции функциональной ячейки................................... 40
4.3.1 Расчет геометрических размеров функциональной ячейки .......... 40
4.4 Разработка конструкции блока ................................................................... 41
Подп. и дата
4.5 Проверка выполнения требований ТЗ к конструкции блока .................. 41
5 Оценка показателей качества конструкции ........................................................ 42
5.1 Оценочный расчет тепловых режимов конструкции ............................... 42
5.2 Оценка вибропрочности конструкции ....................................................... 48
6 Разработка технологического процесса платы МСБ ......................................... 55
Заключение ................................................................................................................ 58
Список литературы ................................................................................................... 59
Лист регистрации изменений................................................................................... 60
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
5.3 Расчет надежности блока по внезапным отказам ..................................... 50
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
3
Дата
Копировал
ФорматА4
Введение
Целью данного курсового проекта является разработка конструкции
бортового блока полосового фильтра с двойным Т-образным мостом.
Курсовой проект решает комплексную инженерно-техническую задачу,
включающую
проектируемого
анализ
и
блока,
обоснование
разработку
основных
конструкции,
элементов
обоснование
и
узлов
принятых
расчетных нагрузок и технических решений.
Проектирование конструкции блока базируется на анализе электрической
принципиальной схемы и технических требований, предъявляемых в задании на
проектирование. Разработка конструкции сопровождается выбором элементной
базы, компоновкой, разработкой сборочных и детальных чертежей, выбором
материалов, покрытий, а также расчетами, проводимыми при конструировании,
с технико-экономическими обоснованием предлагаемой конструкции. При этом
Подп. и дата
большое
внимание
уделяется
обеспечение
требований
комплексной
миниатюризации, надежности, стандартизации и технологичности.
Основная задача курсового проекта – реализовать системный подход при
проектировании конструкции блока.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Под конструкцией понимается состав и взаимное расположение частей
какого-нибудь строения, сооружения механизма, а также само строение,
сооружение, машина с таким устройством [2].
Конструировать – значит создавать конструкцию чего-либо, строить.
Конструирование современной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА)
основано
на
модульном
принципе
на
базе
которого
разработаны
Инв. №подл.
Подп. и дата
функционально-модульный, функционально-узловой и функционально-блочный
методы конструирования.
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
4
Дата
Копировал
ФорматА4
КАФЕДРА КОНСТРУИРОВАНИЯ
И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РЭА
ЗАДАНИЕ
на курсовое проектирование по дисциплине
«Основы конструирования и технологии производства РЭС»
Студент
Овчинникова О.А.
Руководитель
группа
14-402
Умрихин Олег Николаевич
Срок представления проекта
31.12.2009 г.
1 Тема проекта: Разработка конструкции и технологии изготовления
полосового фильтра с двойным Т-образным мостом
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
2 Исходные данные:
2.1 Технические требования
1) напряжение входного сигнала UВХ = 0,4 В;
2) частота входного сигнала f ≤ 100 кГц;
3) напряжения питания +UИП = +12 В; –UИП = –12 В;
R7
2  R8
4) модель средней частоты в полосе пропускания фильтра f 
;
2 π  R4  C2
5) допуск
Д f  5 %
2.2 Схема электрическая принципиальная
(приведена в приложении)
2.3 Условия эксплуатации
Инв. №подл.
Подп. и дата
Время, тыс. час
0
Температура, °С
Влажность, %
1
–40
65
4
9
+40
78
+60
89
2.4 Объект установки и область применения
на самолете при высоте 17 км
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
5
Дата
Копировал
ФорматА4
3 Требования, предъявляемые к конструкции
3.1 Габариты и масса
Габаритные размеры блока (длина – ширина – высота) не должны превышать 15010050 мм
Масса блока должна быть не более 1,0 кг
3.2 Показатели надежности
Общая вероятность безотказной работы (ВБР) p(t)  0,999
3.3 Технологические требования
Требования не предъявляются
4 Объем курсового проекта
4.1 Пояснительная записка, содержащая:
- техническое задание на разработку блока полосовых фильтров с двойным Т-образным мостом;
- разработку конструкции микросборки;
- разработку конструкции функциональной ячейки;
- разработку конструкции блока;
- оценку показателей качества конструкции блока
Подп. и дата
4.2 Перечень графического материала
- схема электрическая принципиальная;
- перечень элементов;
- сборочный чертеж блока;
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
- сборочный чертеж функциональной ячейки;
- сборочный чертеж микросборки;
- топологический чертеж платы микросборки
5 Рекомендуемая литература
5.1 Основы конструирования и технологии РЭС: учебное пособие для курсового проектирования /В.Ф. Борисов,
А.А. Мухин, В.В. Чермошенский и др. – М.: МАИ, 2000
2 Конструирование радиоэлектронных средств / В.Ф. Борисов, О.П. Лавренов, А.С. Назаров, А.Н. Чекмарев; Под
ред. А.С. Назарова. – М.: МАИ, 1996
Задание выдано
« 15 »
сентября
2009 г.
Подпись руководителя ________________________ /О.Н. Умрихин/
Подпись студента ____________________________ /О.А. Овчинникова/
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
6
Дата
Копировал
ФорматА4
1 Техническое задание на разработку блока полосовых
фильтров с двойным Т-образным мостом
1.1 Наименование и область применения
1.1.1 Наименование: блок полосовых фильтров с двойным Т-образным
мостом.
1.1.2 Шифр: блок ПФ-Т.
1.1.3 Обозначение: МАИ.467223.001.
1.1.4 Область применения: на самолете при высоте 17 км.
1.2 Основание для разработки
1.2.1 Наименование документа: задание на курсовое проектирование,
выданное кафедрой 404.
1.2.2 Дата утверждения: 15.09.2009 г.
Подп. и дата
1.3 Цель и задачи назначение разработки
1.3.1 Цель
разработки:
разработка
комплекта
конструкторской
документации и технологического процесса изготовления блока полосовых
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
фильтров с двойным Т-образным мостом.
1.3.2 Задачи разработки: выбрать конструктивный вариант, отвечающий
требованиям
технологичности,
экономичности,
серийноспособности
конструкции при малых материалоемкости и потребляемой мощности.
1.4 Источник разработки
1.4.1 Схема
электрическая
принципиальная
полосового
фильтра
с
двойным Т-образным мостом, выданная кафедрой 404.
Инв. №подл.
1.5 Технические (тактико-технические)требования
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
7
Дата
Копировал
ФорматА4
1.5.1 Состав изделия и требования к конструкции
1.5.1.1 Блок ПФ-Т должен состоять из четырех функциональных ячеек и
источника питания. Каждая функциональная ячейка должна включать в свой
состав двенадцать бескорпусных микросборок, расположенных на общем
металлическом основании.
1.5.1.2 Габаритные размеры блока не должны превышать 15010050 мм
(длина – ширина – высота).
1.5.1.3 Масса блока должна быть не более 1,0 кг.
1.5.2 Показатели назначения
1.5.2.1 Напряжение входного сигнала UВХ = 0,4 В.
1.5.2.2 Частота входного сигнала не более 100 кГц.
1.5.2.3 Напряжения источников питания +UИП = +12 В; –UИП = –12 В.
1.5.3 Требования к надежности
Подп. и дата
1.5.3.1 Средняя наработка на отказ должна составлять не менее 30000 ч.
1.5.3.2 Вероятность безотказной работы Р = 0,999.
1.5.3.3 Срок сохраняемости блока в неотапливаемых помещениях должен
1.5.3.4 Блок должен быть прочным, стойким и устойчивым к внешним
механическим и климатическим факторам в соответствии с ГОСТ16019-78 и
ГОСТ 15150-69.
1.5.3.5 Требования устойчивости к воздействию внешних полей должны
соответствовать ГОСТ 1320.307-76.
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
быть не менее 10 лет.
1.5.4 Требования к уровню унификации и стандартизации
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
8
Дата
Копировал
ФорматА4
1.5.4.1 Блок должен быть выполнен на основе базовых несущих
конструкций (БНК).
1.5.4.2 Блок в части стандартизации и унификации должен удовлетворять
требованиям ОТТ Т61-0015-504-02.
1.5.5 Требования безопасности
1.5.5.1 По электробесопасности блок должен соответствовать требованиям
ГОСТ 12.2.025-76.
1.5.5.2 Блок должен быть безопасным для обслуживающего персонала во
время эксплуатации и выполнения ремонтных работ.
1.5.5.3 Блок не должен являться источником пожарной опасности во время
эксплуатации и при проведении ремонтных работ.
1.5.6 Эстетические и эргономические требования
Подп. и дата
1.5.6.1 Внешний
вид
блока
должен
удовлетворять
требованиям
современной технической эстетики и эргономики.
1.5.7 Условия эксплуатации
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
1.5.7.1 Блок должен сохранять работоспособность в условиях воздействия
повышенной влажности окружающей среды 82 %.
1.5.7.2 Блок должен сохранять работоспособность в условиях воздействия
повышенной температуры окружающей среды +60 С.
1.5.7.3 Блок должен сохранять работоспособность в условиях воздействия
пониженной температуры окружающей среды минус 40 С.
Инв. №подл.
Подп. и дата
1.5.7.4 Блок должен быть стойким при воздействии синусоидальной
вибрации, находящейся в диапазоне частот от 20 до 200 Гц, при амплитуде
виброускорения 19,6 м/с2.
1.5.8 Требования к транспортированию и хранению
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
9
Дата
Копировал
ФорматА4
1.5.8.1 Блок должен допускать транспортировку всеми видами транспорта,
кроме морского, в соответствии с ГОСТ 20790-82.
1.5.8.2 Блок в процессе транспортирования должен быть стойким к
воздействию температуры окружающей среды в соответствии с ГОСТ 16350-80.
1.5.8.3 Блок должен храниться в складских помещениях, защищающих
блок от воздействия атмосферных осадков, на стеллажах или в упаковке
изготовителя при отсутствии в воздухе паров кислот, щелочей и других
агрессивных примесей, при температуре от +5 до +25 С и влажности 65 .
1.5.9 Конструктивные требования
1.5.9.1 Блок должен являться конструктивно-сменной единицей.
1.6 Стадии разработки
1.6.1 Выбор элементной базы и материалов.
1.6.2 Разработка конструкции микросборки.
Подп. и дата
1.6.3 Разработка конструкции функциональной ячейки.
1.6.4 Разработка конструкции блока.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
1.7 Комплектность документации, порядок приемки, сроки
1.7.1 Схема электрическая принципиальная.
1.7.2 Перечень элементов.
1.7.3 Сборочный чертеж блока.
1.7.4 Сборочный чертеж функциональной ячейки.
1.7.5 Сборочный чертеж микросборки.
1.7.6 Топологический чертеж платы микросборки.
Инв. №подл.
Подп. и дата
1.7.7 Чертежи деталей.
1.8 Приложения
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
0
1.8.1 Специальная литература, необходимая для разработки
1.8.1.1 Основы конструирования и технологии РЭС: учебное пособие для
курсового проектирования /В.Ф. Борисов, А.А. Мухин, В.В. Чермошенский и
др.– М.: МАИ, 2000. – 128 с.: ил.
1.8.1.2 Конструирование радиоэлектронных средств / В.Ф. Борисов, О.П.
Лавренов, А.С. Назаров, А.Н. Чекмарев; Под ред. А.С. Назарова. – М.: МАИ,
1996. – 380 с.: ил.
1.8.1.4 Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры: Учеб.
пособие для вузов / Е.М. Парфенов, Э.Н. Камышная, В.П. Усачев. – М.: Радио и
связь, 1989. – 272 с.: ил.
1.8.1.4 Гимпельсон В.Д., Радионов Ю.А. Тонкопленочные микросхемы для
приборостроения и вычислительной техники. М.: Машиностроение, 1976.
1.8.1.5 Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – 5-е
изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1989. – 463 с.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
1.8.1.6 Разработка
Подп. и дата
оформление
конструкторской
документации
радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Э.Т. Романычева, А.К. Иванова,
А.С. Куликова и др.; Под ред. Э.Т. Романычевой. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:
Радио и связь, 1989. – 448 с.: ил.
1.8.2 Перечень рекомендуемых стандартов
ГОСТ 21392-79. Изделия электронной техники для устройства широкого
применения: механические и климатические воздействия. Классификация по
условиям применения.
ГОСТ
технического
Инв. №подл.
и
21518-76.
Изделия
назначения
и
электронной
народного
техники
потребления.
производственноТребования
к
сохраняемости и методы испытаний.
ОСТ 107.460084.200-88. Микросборки. Общие требования и нормы
конструирования
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
1
ОСТ 11.073.002-75. Микросхемы интегральные гибридные. Подложки и
платы.
ОСТ 11.0.000.028-73. Микросхемы интегральные. Правила выполнения
конструкторской документации.
ОСТ 4.ГО.010.009. Аппаратура радиоэлектронная. Блоки и ячейки на
микросборках и микросхемах. Конструирование.
ОСТ
4.ГО.014.000.
Покрытия
металлические
и
неметаллические
органические. Выбор. Область применения и свойства.
ОСТ 4.ГО.029.204. Клеи. Выбор, свойства и область применения.
ОСТ
4.ГО.029.207.
Материалы
неорганические
(стекло,
керамика,
ситаллы). Руководство по выбору.
ОСТ
4.ГО.054.204.
Микросборки
тонкопленочные.
Типовые
технологические процессы.
ОСТ 4.ГО.054.213. Герметизация изделий радиоэлектронной аппаратуры
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
полимерными материалами. Типовые технологические процессы.
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
2
2 Анализ технического задания
2.1 Анализ электрической принципиальной схемы
2.1.1 Описание электрической принципиальной схемы
Полосовой фильтр с двойным Т-образным мостом выполнен на
операционном усилителе типа 140УД5А и предназначен для выделения сигнала
в полосе частот и его усиления.
Принципиальная электрическая схема полосового фильтра с двойным
Т-образным мостом приведена в приложении 1.
Настройка фильтра на резонансную частоту осуществляется резисторами
R4, R7 и R8 и конденсаторами С2, С5, С6. Резистор R3 регулирует полосу
пропускания и коэффициент усиления фильтра на резонансной частоте.
Резистор R1 регулирует входное напряжение.
Элементы R1C1, R5C3, C4 – корректирующие.
Подп. и дата
Операционный усилитель 140УД5А состоит из двух дифференциальных
каскадов усиления по напряжению, схемы снижения уровня выходного
напряжения и выходного каскада.
Принципиальная электрическая схема усилителя приведена на рисунке 1.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
На выходе первого дифференциального каскада (транзисторы VT2, VT4)
включены
эмиттерные
повторители
(транзисторы
VT1,
VT5),
которые
обеспечивают высокое выходное сопротивление и малый входной ток. Ток
покоя входного каскада задается с помощью генератора тока, выполненного на
транзисторе VT3, который термостабилизирован транзистором VT7 в диодном
включении. Транзистор VT6 служит для стабилизации режима работы
Инв. №подл.
Подп. и дата
дифференциального каскада.
Второй
дифференциальный
каскад
с
симметричным
входом
и
несимметричным выходом (транзисторы VТ8, VT10) кроме усиления по
напряжению
обеспечивает
преобразование
дифференциального
входного
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
3
сигнала в одиночный выходной. Ток покоя второго каскада задается с помощью
генератора тока на транзисторе VT9.
7
+Uип
R2
2к
R6
3,6к
R9
3,6к
Коррекция
2
Коррекция
R1
6,8к
6
12
8
9
10
11
R4
6,8к
VT11
VT10
Коррекция
VT8
R10
8к
Коррекция
Вхинв
высокоомный
3
VT5
VT1
VT4
Вхинв
низкоомный
R7
6,6к
VT6
Контрольный
VT2
4
Вхнеинв
низкоомный
VT13
Вхнеинв
VT12
высокоомный
Выход
5
VT3
Подп. и дата
R13
2,6к
VT7
R3
4,6к
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
R11
1,4к
VT9
1
R5
6к
R8
2к
R12
564
- Uип
Рисунок 1 – Операционный усилитель 140УД5А.
Схема электрическая принципиальная
Схема снижения уровня выходного напряжения (транзисторы VT11, VT12)
предназначена для снижения высокого потенциала коллектора транзистора VT10
Инв. №подл.
Подп. и дата
до нулевого уровня на выходе операционного усилителя при отсутствии
сигналов на входах. Снижение выходного уровня осуществляется на эмиттерном
повторителе (транзистор VT11) за счет деления выходного потенциала
эмиттерного повторителя на резисторах R10-R12.
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
4
Транзистор VT12 задает ток покоя эмиттерного повторителя VT11, что
позволяет не ослаблять коэффициент усиления по переменному току.
Эмиттерный повторитель на транзисторе VT13 является выходным
каскадом.
2.1.2 Оценочный расчет по постоянному току
Постоянные напряжения на выводах микросхемы 140УД5А в линейном
режиме приведены в таблице 1.
Таблица 1
Номер вывода
1
2
3
4
5
6
Напряжение, В
–12
+8,6
+8,6
+0,7
0
+6,3
Подп. и дата
Продолжение таблицы 1
Номер вывода
7
8
9
10
11
12
Напряжение, В
+12
–1,0
–
–1,7
–1,0
+6,3
Находим токи через резисторы и рассчитываем мощности, рассеиваемые
резисторами схемы.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Определяем ток, протекающий через резистор R1, по формуле
I R1 
U R1 U 8  U BХ  1,0  0,4


 0,064 мА.
R1
R1
22  10 3
(2.1)
Находим мощность, рассеиваемую резистором R1, по формуле

PR1  I R1  R1   0,064  10 3
2

2
 22  10 3  0,089 мВт.
(2.2)
Поскольку постоянные токи через резисторы R2 и R5 из-за наличия
Подп. и дата
емкостей С1, С3 отсутствуют
I R 2  I R5  0 ,
то с учетом влияния переменного напряжения на выводах микросхемы
Инв. №подл.
принимаем
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
5
PR 2  PR 5  0,1  10 3 мВт.
Определяем ток, протекающий через резистор R3, по формуле (2.1)
U R 3 U 8  U 5  1,0  0


 0,0005 мА.
R3
R3
2  10 6
I R3 
Находим мощность, рассеиваемую резистором R3, по формуле (2.2)

PR 3  I R 3  R3   0,0005  10 3
2

2
 2  10 6  0,0005 мВт.
Определяем ток, протекающий через резисторы R4, R7, по формуле (2.1)
I R4  I R7 
U 8  U 5  1,0  0

 0,005 мА.
R 4  R7 200  10 3
Находим мощность, рассеиваемую резисторами R4, R7, по формуле (2.2)

PR 4  PR 7  I R 4  R 4  I R 7  R7   0,005  10 3
2
2

2
 100  10 3  0,0025 мВт.
Определяем ток, протекающий через резистор R6, по формуле (2.1)
I R6 
U R 6 U11
 1,0


 0,067 мА.
R6
R6 15  10 3
Инв. №подл.

PR 6  I R 6  R6   0,067  10 3
2

2
 15  10 3  0,067 мВт.
Поскольку постоянный ток через резистор R8 из-за наличия емкостей С2,
С6 отсутствует
I R8  0 ,
то с учетом влияния переменного напряжения на выводах микросхемы
принимаем
PR8  0,1  10 3 мВт.
Определяем ток, протекающий через резистор R9, по формуле (2.1)
I R9 
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Находим мощность, рассеиваемую резистором R6, по формуле (2.2)
U R9 U 5
0


 0 мА.
R9 R9 5,1  10 3
Принимаем мощность, рассеиваемую резистором R9, равной
PR 9  0,1  10 3 мВт.
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
6
Определяем напряжения на обкладках конденсаторов схемы по формуле
UC  U В  U Н ,
(2.3)
где U В – напряжение, приложенное к верхней обкладке конденсатора;
U Н – напряжение, приложенное к нижней обкладке конденсатора.
Находим напряжения на конденсаторах схемы:
U C1  U 3  U 6  8,6  6,3  2,3 В;
U C 2  U 8  0  1 В;
U C 3  U 2  U12  8,6  6,3  2,3 В;
U C 4  U 2  U 4  8,6  0,7  7,9 В;
U C 5  U R 4  U R 7  0,5 В;
U C 6  U R 9  0 В.
2.2 Выбор элементной базы
Подп. и дата
Поскольку в тонкопленочном варианте могут быть выполнены резисторы
с номинальными сопротивлениями от 10 Ом до 10 Мом и конденсатор от 10 пФ
до 0,01 мкФ, то к элементам микросборки (все элементы, которые могут быть
выполнены в интегральном исполнении) можно отнести все резисторы схемы и
Конденсатор С2, С5 емкостью 0,047 мкФ относим к компонентам
микросборки, так как их номинальная емкость лежит за пределами реализации в
интегральном
исполнении.
Выбираем
конденсаторы
типа
К10-17в,
предназначенные для работы в цепях постоянного и переменного токов.
Габаритные размеры конденсаторов приведены в таблице 2.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
конденсаторы С1, С3…С5.
Инв. №подл.
Таблица 2
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
7
Габаритные размеры, мм
Внешний вид
Bmax
Hmax
mmin
1,8
1,4
0,2
H
L
L
+0,4
–0,2
В
2
Подп. и дата
m
Микросхему DA1 типа 140УД5А выбираем в бескорпусном исполнении.
Габаритные размеры микросхемы DA1 и схема расположения выводов
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
приведены в таблице 3.
Таблица 3
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
8
Внешний вид и схема расположения
выводов
3
5 6
Bmax
Hmax
1,9
1,9
0,5
9
8
4
Lmax
В
1
2
12 11 10
Габаритные размеры, мм
7
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
H
L
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
1
9
3 Разработка конструкции микросборки (МСБ)
3.1 Разработка топологии платы МСБ
3.1.1 Разработку топологии платы будем производить в следующей
последовательности:
− расчет тонкопленочных элементов (резисторов и конденсаторов);
− составление коммутационной схемы МСБ;
− выбор типоразмера подложки;
− оформление топологического чертежа.
3.1.2 Расчет тонкопленочных резисторов
Исходными данными для расчета являются:
− заданное
в
электрической
принципиальной
схеме
номинальное
сопротивление резистора R, Ом;
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
− заданная в электрической принципиальной схеме
относительная
погрешность сопротивления резистора  R , %;
− мощность рассеяния резистора P, мВт, полученная в результате расчета
электрической принципиальной схемы;
− сопротивление квадрата резистивной пленки  кв , Ом/кв;
− удельная мощность рассеяния резистивной пленки P0 , мВт/мм2;
− минимальная технологически реализуемая длина и ширина резистора
l min  bmin , мм;
T
T
− абсолютная производственная погрешность длины и ширины резистора
при изготовлении l  b , мм.
По заданной относительной погрешности сопротивления резистора
 R  10 % выбираем фотолитографический метод формирования конфигурации
резисторов.
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
2
0
Расчет резисторов начинаем с выбора резистивного материала. Для этого
определяем оптимальное значение сопротивления квадрата резистивной пленки
 кв опт . Поскольку в электрической принципиальной схеме полосового фильтра,
приведенной в приложении 1, содержатся резисторы с широким диапазоном
сопротивлений (от 51 Ом до 2 МОм), то, чтобы минимизировать площадь,
занимаемую резисторами на плате, целесообразно выбрать два резистивных
материала.
Разделяем резисторы в схеме на две группы:
− R1, R3, R4, R6, R7, R9;
− R2, R5, R8.
Определяем оптимальное значение сопротивления квадрата резистивной
пленки для резисторов первой группы
 кв опт 
 Ri
 1 

 i


Инв. №подл.
22  10 3  2  10 6  100  10 3  15  10 3  100  10 3  5,1  10 3
 1
1
1
1
1
1 







3
2  10 6 100  10 3 15  10 3 100  10 3 5,1  10 3 
 22  10
2242100

 6821170875 ,356  82590 Ом/кв,
4
3,287  10
где Ri – номинальное значение сопротивления i-го резистора.

(3.1)
По таблице 2.1 [1] выбираем материал с сопротивлением квадрата
резистивной пленки  кв   кв опт и определяем параметры этого материала:
удельную
мощность
рассеивания
P0 ,
температурный
коэффициент
сопротивления (ТКС)  R .
Выбираем сплав РC–3001:
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
  R
R1  R3  R 4  R6  R7  R9

1
1
1
1
1 
 1




 

 R1 R3 R 4 R6 R7 R9 
 кв  30000 Ом/кв;
P0  2 Вт/см2;
 R  1,0  10 4 1/С.
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
2
1
Определяем оптимальное значение квадрата резистивной пленки для
резисторов второй группы
 кв опт 
R 2  R5  R8
820  820  51

 276 ,948 Ом/кв.
1
1 
1
1
 1
 1



 



 R 2 R5 R8 
 820 820 51 
По таблице 2.1 [1] выбираем сплав РC–1734:
(3.2)
 кв  500 Ом/кв;
P0  2 Вт/см2;
 R  1  10 4 1/С.
Производим проверку правильности выбора резистивного материала. Для
этого определяем допустимую относительную погрешность коэффициента
формы по формуле
 K   R   кв   Rt   R   Rк ,
(3.3)
где  R – относительная погрешность сопротивления резистора, заданная в
перечне элементов,  R  10 %;
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
 кв – относительная погрешность сопротивления квадрата резистивной пленки,
которая зависит от условий напыления и материала резистивной пленки
 кв  5 % . Принимаем  кв  5 % ;


 Rt   R  t max  20  C  100
–
температурный
t max  60  C
–
максимальная
материала,
коэффициент
резистивного
положительная
температура
окружающей среды, заданная в ТЗ. Вычисляем температурный коэффициент
 Rt  1  10 4  40  100  0,4 % ;
 R – погрешность, обусловленная старением резистора  R  3 % . Принимаем
 R  1 % ;
 Rк – относительная погрешность сопротивления контактных переходов
резистора  Rк  1...2 % . Принимаем  Rк  1 % .
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
2
2
Вычисляем допустимую относительную погрешность коэффициента
формы по формуле (3.3) для резистивных материалов РC–3001 и РC–1734:
 K  10  5  0,4  1  1  2,6 %.
Поскольку  K  0 , то резистивные материалы выбраны верно.
3.1.2.1 Расчет R1
− номинальное сопротивление R1 = 22 кОм;
− относительная погрешность сопротивления  R  10 %;
− мощность рассеяния P = 0,089 мВт;
− сопротивление квадрата резистивной пленки  кв  30000 Ом/кв;
− удельная мощность рассеяния резистивной пленки P0  20 мВт/мм2;
− минимальная технологически реализуемая длина и ширина резистора
при фотолитографическом методе lmin T  bmin T  0,1 мм;
− абсолютная производственная погрешность длины и ширины резистора
Подп. и дата
при изготовлении l  b  0,005 мм.
Последовательность расчета параметров резистора зависит от значения
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
коэффициента формы k резистора, который вычисляем по формуле
R 22  10 3
k

 0,733 .
(3.4)
кв 30  10 3
При k  1 расчет начинаем с определения расчетной длины резистора.
Расчетное значение длины резистора lрасч должно быть не менее
наибольшего значения одной из трех величин в соответствии с формулой


lрасч  max lmin T ; lmin П ; lmin P ,
(3.5)
где lmin T  0,1 мм – минимальная технологически реализуемая длина резистора;
lmin П – минимальная длина резистора с учетом предельных отклонений на
Инв. №подл.
сопротивление резистора и сопротивление квадрата резистивного материала
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
2
3
l min
П

l  b  k 0,005  0,005  0,733

 0,333
K
0,026
мм;
(3.6)
lmin P – минимальная длина резистора, обеспечивающая заданную мощность
рассеяния
l min 
P
Из
условия
Pk
0,089  0,733

 0 ,057 .
P0
20
(3.5)
определяем
расчетную
(3.7)
длину
резистора
l расч  max 0,1; 0,333; 0,057  0,33 мм.
Находим полную длину резистора по формуле
l п  l расч  2hl  0,33  2  0,1  0,53 мм,
(3.8)
где hl  0,1 мм – необходимое перекрытие резистивного и проводящего слоев,
при
котором
выполняется
требование
к
относительной
погрешности
сопротивления контактных переходов.
Определяем расчетную ширину резистора по формуле
Инв. №подл.
l расч
k

0 ,33
 0 ,45 мм.
0 ,733
(3.9)
Производим проверку правильности расчета сопротивления резистора по
формуле
Rрасч 
 кв  l расч
bрасч

30000  0,33
 22000  R1 Ом.
0,45
(3.10)
Определяем фактическое значение удельной мощности, рассеиваемой
резистором, по формуле
P0 ф 
P
 P0 ,
S
(3.11)
где S – площадь, занимаемая резистором, вычисляем по формуле
S  l  b  0,33  0,45  0,148 мм2.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
bрасч 
(3.12)
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
2
4
ф
Находим P0 по формуле (3.11)
ф
P0 
0 ,089
 0 ,6  20 мВт.
0 ,148
ф
Поскольку Rрасч  R1, P0  P0 , то расчет произведен верно.
3.1.2.2 Расчет R2, R5
Исходными данными для расчета являются:
− номинальное сопротивление R2 = R5 = 820 Ом;
− относительная погрешность сопротивления  R  10 %;
− мощность рассеяния Р  0,1  10 3 мВт;
− сопротивление квадрата резистивной пленки  кв  500 Ом/кв;
− удельная мощность рассеяния резистивной пленки P0  20 мВт/мм2;
− минимальная технологически реализуемая длина и ширина резистора
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
при фотолитографическом методе lmin T  bmin T  0,1 мм;
− абсолютная производственная погрешность длины и ширины резистора
при изготовлении l  b  0,005 мм.
Вычисляем коэффициент формы k резисторов по формуле (3.4)
820
 1,64 .
500
При k  1 расчет начинаем с определения расчетной ширины резистора.
k
Расчетную ширину резисторов bрасч определяем из условия (3.13)


bрасч  max bmin T ; bmin П ; bmin P ,
где
(3.13)
bmin T  0,1 мм – минимальная технологически реализуемая ширина
Инв. №подл.
Подп. и дата
резистора;
bmin П – минимальная ширина резистора с учетом предельных отклонений на
сопротивление резистора и сопротивление квадрата резистивного материала
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
2
5
bmin P
l 
0,005 


П
bmin   b     K   0,005 
  0,026  0,0002 мм;
(3.14)
k 
1,64 


– минимальная ширина резистора, обеспечивающая заданную мощность
рассеяния
P
0,1  10 3
bmin 

 0,0017 мм.
P0  k
20  1,64
условия (3.13) определяем расчетную
P
Из
(3.15)
ширину
резисторов
bрасч  max 0,1; 0,0002; 0,0017  0,1 мм.
Определяем расчетную длину резисторов по формуле
l расч  bрасч  k  0,1  1,64  0,16 мм.
(3.16)
Находим полную длину резисторов по формуле (3.8)
l п  0,16  2  0,1  0,36 мм.
Производим проверку правильности расчета сопротивления резисторов по
формуле (3.10)
Подп. и дата
Rрасч 
500  0 ,16
 800 Ом.
0 ,1
Определяем площадь, занимаемую резистором, по формуле (3.12)
S  l  b  0,16  0,1  0,016 мм2.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Определяем фактическое значение удельной мощности, рассеиваемой
резистором, по формуле (3.11)
P0
ф
0,1  10 3

 6,25  10 3  20 мВт.
0,016
ф
Поскольку Rрасч  R 2  R5 , P0  P0 , то расчет произведен верно.
Инв. №подл.
Подп. и дата
3.1.2.3 Расчет R3
Исходными данными для расчета являются:
− номинальное сопротивление R3 = 2 МОм;
− относительная погрешность сопротивления  R  10 %;
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
2
6
− мощность рассеяния Р  0,5  10 3 мВт;
− сопротивление квадрата резистивной пленки  кв  30000 Ом/кв;
− удельная мощность рассеяния резистивной пленки P0  20 мВт/мм2;
− минимальная технологически реализуемая длина и ширина резистора
при фотолитографическом методе lmin T  bmin T  0,1 мм;
− абсолютная производственная погрешность длины и ширины резистора
при изготовлении l  b  0,005 мм.
Вычисляем коэффициент формы k резистора по формуле (3.4)
k
2  10 6
 66,667 .
30  10 3
Так как k  1 , то выбираем резистор в форме меандра и начинаем расчет
с определения ширины резистора.
Вычисляем bmin П по формуле (3.14)
l 
0,005 


  b     K   0,005 
   K  0,00013 мм.
k 
66 ,667 


Вычисляем bmin P по формуле (3.15)
Подп. и дата
bmin
P
0,5  10 3
bmin 

 0,0006 мм.
P0  k
20  66 ,667
условия (3.13) определяем расчетную
P
Из
резистора
Определяем среднюю длину резистора по формуле (3.16)
l расч  0,1  66 ,667  6,67 мм.
Находим полную длину резистора по формуле (3.8)
l п  6,67  2  0,1  6,87 мм.
Рассчитываем количество звеньев резистора по формуле
n
где t  a  b – "шаг" меандра;
Инв. №подл.
ширину
bрасч  max 0,1; 0,00013; 0,0006  0,1 мм.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
П
a2
4t
2

lср
t

a
,
2t
(3.17)
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
2
7
a – расстояние между соседними звеньями. Для минимизации площади
резистора полагаем a  b ;
0,12
6,67
0,1
n


 5,53 ,
0,2 2  0,2
4  0,2 2
Полагаем число звеньев n  6 .
Определяем размеры контура резистора R3 по формулам (3.18) и (3.19)
L  n( a  b )  6  0,1  0,1  1,2 мм;
(3.18)
l ср  a  n
6,67  0,1  6
(3.19)
 1,01 мм.
n
6
Производим проверку правильности расчета сопротивления резистора по
B

формуле (3.10)
Rрасч 
30000  6 ,67
 2  10 6 Ом.
0 ,1
Определяем площадь, занимаемую резистором, по формуле (3.12)
S  l  b  6,67  0,1  0,667 мм2.
резистором, по формуле (3.11)
P0
ф
0,5  10 3

 0,75  10 3  20 мВт.
0,667
ф
Поскольку Rрасч  R3 , P0  P0 , то расчет произведен верно.
3.1.2.4 Результаты
расчета
тонкопленочных
резисторов
схемы
представляем в виде таблицы 4.
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Определяем фактическое значение удельной мощности, рассеиваемой
Лист
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Копировал
ФорматА4
2
8
Èí â. ¹ ï î äë.
Ï î äï . è äàòà
Âçàèì . èí â. ¹
Èí â. ¹ äóáë.
Ï î äï . è äàòà
Èçì . Ëèñò
Таблица 4
¹
äî êóì .
Позиционное
обозначение
Ï î äï .
R1
Äàòà
R2, R5
Ôî ðì àò À4
МАИ.467223.001 ПЗ
Êî ï èðî âàë
R3
R4, R8
R6
R7
R9
Номинальное
сопротивление,
допустимое
Материал
отклонение,
мощность
22 кОм±10%,
РС-3001
0,089 мВт
820 Ом±10%,
РС-1734
0,1·10-3 мВт
2 MОм±10%,
РС-3001
0,5·10-3 мВт
100 кОм±10%,
РС-3001
2,5·10-3 мВт
15 кОм±10%,
РС-3001
0,067 мВт
51 Ом±10%,
РС-1734
0,1·10-3 мВт
5,1 кОм±10%,
РС-3001
0,1·10-3 мВт
 кв ,
Ом/кв
k
bmin П ,
мм
bmin Р ,
мм
lmin П ,
мм
lmin Р ,
мм
n
30000
0,733
—
—
0,333
0,057
—
500
1,64
2·10-4
0,002
—
—
—
30000
66,667
6·10-4
—
—
6
4
0,006
—
—
—
0,04
—
7,1·10-
—
1,3·104
1,6·10-
30000
3,333
30000
0,5
—
—
0,288
500
0,102
—
—
0,212
30000
0,17
—
—
0,225
4
9,2·104
—
Ëèñò
29
Èí â. ¹ ï î äë.
Ï î äï . è äàòà
Âçàèì . èí â. ¹
Èí â. ¹ äóáë.
Ï î äï . è äàòà
Èçì . Ëèñò
Продолжение таблицы 4
¹
Позиционное
обозначение
äî êóì .
Ï î äï .
Äàòà
lрасч ,
мм
0,33
l п , мм
R1
bрасч ,
мм
0,45
0,53
Rрасч ,
Ом
22000
R2, R5
0,1
0,16
0,36
R3
0,1
6,67
R4, R8
0,1
R6
Ôî ðì àò À4
МАИ.467223.001 ПЗ
Êî ï èðî âàë
B , мм
L , мм
Kн
—
—
2,9·10-2
800
—
—
3,1·10-4
6,87
2·106
1,01
1,2
3,7·10-5
0,33
0,53
99000
—
—
3,8·10-3
0,58
0,29
0,49
15000
—
—
2,0·10-2
R7
2,16
0,22
0,42
50,9
—
—
1,1·10-5
R9
1,3
0,22
0,42
5077
—
—
1,7·10-7
Ëèñò
30
3.1.3 Расчет тонкопленочных конденсаторов
3.1.3.1 Расчет
тонкопленочных
конденсаторов
начинаем
с
выбора
материала диэлектрика. Для того, чтобы изготовить все конденсаторы платы
МСБ в одном технологическом цикле, необходимо использовать для всех
конденсаторов один и тот же материал диэлектрика при одинаковой толщине
диэлектрического слоя. Поэтому расчет материала диэлектрика будем проводить
для конденсатора, имеющего наименьшее номинальное значение емкости.
Для схемы полосового фильтра это конденсатор C3 = 27 пФ,
U р  2,3 В.
По значению номинальной емкости C и рабочего напряжения U р из
таблицы 2.3 [1] выбираем материал диэлектрика и представляем его параметры
в виде таблицы 5.
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Таблица 5
Наименовани
е материала
диэлектрика
С0 ,
пФ/см
Стекло
электровакуумное
С41-1
15103
20103
30103
40103
Uр, В
Е10
-6
,
В/см

12,6
10…12,
6
6,3…10
6,3
3…4
5,
2
2
С10-4,
1/С
1,5…1,
8
ТУ на материал
НП0.027.600 Т
У
Определяем допустимую относительную погрешность площади верхней
обкладки конденсатора по формуле
 S   С   С0   Сt   С ,
(3.20)
где  С – относительная погрешность емкости конденсатора, заданная в перечне
элементов,  С  20 %;
 С0 – относительная погрешность удельной емкости диэлектрика  С0  3...5 %.
Принимаем  С0  5 %;
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
3
1
 Сt   C  t – относительная температурная погрешность емкости.
Вычисляем температурную погрешность емкости
 Сt   C  t  1,8  10 4  40  0,0072  0,72 %;
 С – относительная погрешность старения емкости  С  1 %.
Вычисляем допустимую относительную погрешность площади верхней
обкладки конденсатора по формуле (3.20)
 S  20  5  0,72  1  13,28 %.
3.1.3.2 Расчет С1, С3
Исходными данными для расчета являются:
− заданная в электрической принципиальной схеме номинальная емкость
конденсаторов С1 = С3 = 27 пФ;
− заданное в электрической принципиальной схеме рабочее напряжение
на обкладках конденсаторов U р  2,3 В;
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
− относительная погрешность емкости конденсатора  С  20 %.
Находим
Подп. и дата
диэлектрического
слоя,
обеспечивающую
электрическую прочность конденсаторов, по формуле
d расч 
(2  4)  U р
E

4  2,3
3  10
6
 3,067  10  6 см,
(3.21)
где E – диэлектрическая прочность диэлектрика, приведенная в таблице 5.
Принимаем толщину диэлектрика d  0,3 мкм.
Определяем удельную емкость диэлектрика, при которой выполняется
требование к электрической прочности конденсаторов, по формуле
С0 E 
Инв. №подл.
толщину
0,0885   0,0885  5,2

 15,34  10 3 пФ/см2.

5
d
3  10
(3.22)
Определяем удельную емкость материала диэлектрика, обусловленную
требованием точности номинала емкости конденсаторов по формуле
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
3
2
С0
П
KC
 
 0,1328  1
3
C  S  

27


   476,17  10 пФ/см2,
2

4
 5  10  4
 L  1  K C 
2
где K C 
L
B
2
(3.23)
– коэффициент формы конденсатора. Так как нет особых
требований к форме конденсатора, полагаем K C  1 ;
L
– абсолютная погрешность выполнения размера, характерная для
фотолитографического метода изготовления конденсаторов, L  5 мкм.
Определяем расчетное значение удельной емкости материала диэлектрика
из условия

Р
С0  min С0 ; С0
E
П
 min15,34  10 ; 476,17  10  15,34  10 пФ/см .
3
3
3
2
(3.24)
Расчетное значение С0 Р , отвечающее технически реализуемым значениям
Р
для выбранного материала диэлектрика, С0  15  10 3 пФ/см2.
Находим фактическое значение толщины диэлектрического слоя по
Подп. и дата
формуле
dф 
0,0885  
С0 Р

0,0885  5,2
 3,068  10  5 см.
15000
(3.25)
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Находим площадь верхней обкладки конденсатора по формуле
S
C
С0 Р

27
 1,8  10  3 см2  0,18 мм 2 .
15000
(3.26)
Определяем размеры верхней обкладки конденсатора по формулам
L  K C  S  0,42 мм;
(3.27)
S
 0,42 мм.
(3.28)
KC
Определяем размеры нижней обкладки конденсатора по формулам
L1  L  2L  hl   0,42  2  0,005  0,1  0,63 мм;
(3.29)
Подп. и дата
В
B1  B  2B  hb   0,42  2  0,005  0,1  0,63 мм,
(3.30)
Инв. №подл.
где L  B  0,005 мм – абсолютные погрешности выполнения размера;
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
3
3
hl  hb  0,1 мм – припуски на совместимость слоев.
Определяем размеры диэлектрического слоя по формулам
L2  L1  2L  hl   0,63  2  0,005  0,1  0,84 мм;
(3.31)
B2  B1  2B  hb   0,63  2  0,005  0,1  0,84 мм.
(3.32)
Производим проверку правильности расчета номинальной емкости
конденсатора по формуле
С  С0  S  15  10 3  1,8  10 3  27 пФ.
(3.33)
Определяем фактическое значение напряженности электрического поля в
конденсаторе по формуле
Eф 
Uр
dф

2,3
3  10  5
 76667  E В/см.
(3.33)
Так как E ф  E , то расчет произведен верно.
3.1.3.3 Результаты
расчета
тонкопленочных
конденсаторов
схемы
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
представляем в виде таблицы 6.
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
3
4
Èí â. ¹ ï î äë.
Ï î äï . è äàòà
Âçàèì . èí â. ¹
Èí â. ¹ äóáë.
Ï î äï . è äàòà
Èçì . Ëèñò
Таблица 6
¹
äî êóì .
Позиционное
обозначение
Ï î äï .
Äàòà
С1, С3
С4
Ôî ðì àò À4
МАИ.467223.001 ПЗ
Êî ï èðî âàë
С5
Номинальная
емкость,
допустимое
отклонение,
рабочее
напряжение
27 пФ±20%,
2,3 В
51 пФ±20%,
7,9 В
100 пФ±20%,
0,5 В
С0 E ,
пФ/см2
С0 П ,
пФ/см2
С0 P ,
пФ/см2
d ф , см
см
d,
см
S,
мм2
L,
B,
мм
L1,
B1,
мм
L2,
B2,
мм
3,07·10-6
3·10-5
15340
476170
15000
3,07·10-5
0,18
0,42
0,63
0,84
1,05·10-5
3·10-5
15340
899428
15000
3,07·10-5
0,34
0,58
0,79
1,0
6,67·10-7
3·10-5
15340
1763584
15000
3,07·10-5
0,67
0,82
1,03
1,24
d расч ,
Ëèñò
35
3.1.4 Составление коммутационной схемы
Коммутационная схема представляет собой графическое изображение
электрического соединения элементов и компонентов микросборки. Внешние
электрические цепи и компоненты микросборки заменяем контактными
площадками.
Коммутационная схема платы ПФ-Т представлена на рисунке 2.
1
5
R6
R5
12
3
11
10
1
R1
R3
9
С3
DA1
2
8
С4
Подп. и дата
3
С1
7
4
5
6
R7
С5
С6
R2
R9
2
R8
4
Рисунок 2 – Коммутационная схема платы ПФ-Т
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
С2
R4
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
3
6
3.1.5 Выбор типоразмера подложки
Для выбора типоразмера подложки необходимо найти ее площадь по
формуле
S п  qs  S R  S C  S Н  S К ,
(3.34)
где qs – коэффициент дезыинтеграции площади qs  1,5...2,5 ,
S R , S C , S Н , S К – площади, занимаемые тонкопленочными резисторами,
тонкопленочными конденсаторами, навесными элементами и контактными
площадками, соответственно.
Площади S R и S C определяем в результате расчета тонкопленочных
элементов; S Н – по данным, приведенным в таблицах 2 и 3. Площадь
контактных площадок S К находим исходя из того, что размеры внешних
контактных площадок должны быть не менее 0,40,4 мм, а контактных
площадок для присоединения выводов компонентов не менее 0,30,3 мм.
Результаты расчета площади подложки платы ПФ-Т представляем в
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
таблице 7.
Таблица 7
S R , мм2
S C , мм2
S Н , мм2
1,8429
3,9488
12,25
S К , мм2
S п , мм2
1,88
49,8
По рассчитанной площади подложки из таблицы 2.4 [1], в которой
приведены
рекомендуемые
габаритные
размеры
подложек,
выбираем
типоразмер с площадью S  S п . Выбираем типоразмер №16 с размерами
Инв. №подл.
Подп. и дата
810 мм.
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
3
7
4 Разработка конструкции РЭС
Исходя из требований технического задания по заданным габаритным
размерам блока определяем параметры входящих в блок функциональных ячеек.
Разработку
конструкции
блока
будем
производить
в
следующей
последовательности:
− выбор типа конструкции и компоновочной схемы блока;
− выбор системы охлаждения;
− разработка конструкции функциональной ячейки;
− разработка конструкции блока;
− проверка выполнения требований ТЗ к конструкции блока.
4.1 Выбор типа конструкции и компоновочной схемы блока
Поскольку блок предназначен для установки на самолете, то для защиты
Подп. и дата
от воздействия внешних дестабилизирующих факторов необходимо выполнить
его
в
герметичном
корпусе
книжной
конструкции
с
горизонтальным
расположением функциональных ячеек.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
4.2 Выбор системы охлаждения
При выборе системы охлаждения используем следующие исходные
данные:
− тепловой поток, рассеиваемый поверхностью корпуса конструкции
Pп  250 мВт;
− площадь поверхности теплообмена S К  0,00178 м2;
Подп. и дата
− допустимая рабочая температура наименее теплостойкого элемента
t эл min  80 С;
− максимальная температура окружающей среды tcр max  60 С;
Инв. №подл.
− минимальное давление окружающей среды H cр min  645 мм рт. ст.
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
3
8
Значение теплового потока определяем через потребляемую от источника
питания мощность Pп и коэффициент полезного действия   0,4 по формуле:
P  Pп  1     150 мВт.
(4.1)
Чтобы выбрать систему охлаждения находим поверхностную плотность
теплового потока по формуле
POS  K Н  P / S К  91,43 Вт/м2,
где
KН 
1
H cр min / 760
(4.2)
 1,085 – поправочный коэффициент на давление
окружающей среды.
Определяем допустимый перегрев конструкции по формуле
t доп  t эл min  tср max  80  60  20 С.
(4.3)
Значения POS и t доп являются координатами точки, положение которой
на диаграмме, приведенной на рисунке 3, определяет систему охлаждения блока.
Из анализа диаграммы видно, что для конструкции разрабатываемого блока
нормального теплового режима в блоке зазоры между функциональными
ячейками должны быть не менее 5 мм.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
достаточно естественного воздушного охлаждения. Однако, для обеспечения
Инв. №подл.
Подп. и дата
Рисунок 3 – Диаграмма для определения системы охлаждения
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
3
9
4.3 Разработка конструкции функциональной ячейки
4.3.1 Расчет геометрических размеров функциональной ячейки
Функциональные ячейки на бескорпусных микросборках в конструкции
блока книжного типа представляют собой металлическую рамку с поперечными
и продольными ребрами жесткости. Для установки бескорпусных микросборок
в рамке имеются планки.
Для соединения выводов микросборки с внешними контактными
площадками
функциональной
ячейки
служит
печатная
плата,
которая
приклеивается к нижней плоскости рамки.
Высоту односторонней функциональной ячейки находим по формуле
hя  hМСБ  hпл  hпп  hкл  hзаз ,
(4.4)
где hМСБ  2 мм – высота микросборки, hпл  0,5 мм – толщина планки,
hпп  1 мм – толщина печатной платы, hкл  0,2 мм – толщина клеевой
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
прослойки, hзаз  1,5 мм – толщина суммарного воздушного зазора.
Тогда hя  5,2 мм.
Расчет длины и ширины рамки производим по спроектированным
геометрическим
размерам
микросборки
и
количеству
микросборок
в
функциональной ячейке, заданных в ТЗ. По размерам и числу микросборок,
устанавливаемых на одной планке, находим размеры планок.
Поскольку в ТЗ требуется разместить в одной функциональной ячейке 12
микросборок, то на одной планке будем располагать три микросборки, а рамка
будет состоять из четырех планок.
Ширину планки определяем по формуле
bпл  bМСБ  2  10  2  8 мм,
(4.5)
где bМСБ – ширина подложки микросборки.
Инв. №подл.
Длину планки определяем по формуле
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
0
lпл  nl МСБ  (n  1)lз  32 мм,
(4.6)
где n  3 – число микросборок на планке, lМСБ  8 мм – длина подложки
микросборки,
lз  2 мм
– расстояние между микросборками и между
микросборками и ребрами жесткости рамки.
4.4 Разработка конструкции блока
На основании спроектированной конструкции функциональной ячейки,
чертежи которой приведены в приложении, и требований ТЗ разрабатываем
блок книжной конструкции, состоящий из четырех функциональных ячеек и
источника питания.
4.5 Проверка выполнения требований ТЗ к конструкции блока
В результате разработки конструкции габаритные размеры блока равны
1147437 мм (длина – ширина – высота), а масса – 0,7 кг, что не превышает
Следовательно, выбранный тип конструкции и компоновочная схема
блока удовлетворяют требованиям ТЗ.
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
заданные в ТЗ требования.
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
1
5 Оценка показателей качества конструкции
5.1 Оценочный расчет тепловых режимов конструкции
Тепловой режим разработанной конструкции должен удовлетворять
следующему требованию: температура в любой точке конструкции не должна
превышать допустимой рабочей температуры наименее теплостойкого элемента
t эл min  80 С.
Процессы теплообмена в блоке книжного типа можно представить
тепловой моделью конструкции с источниками тепла, распределенными в
объеме. Нагретая зона представляет собой объем, занимаемый собранными в
блок функциональными ячейками. Самая «горячая» точка конструкции – центр
нагретой зоны.
Схематическое изображение конструкции приведено на рисунке 4.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
1
3
Рисунок 4 – Схематическое изображение конструкции
Пакет из четырех функциональных ячеек (нагретая зона) 2 размещен в
корпусе 1 и закрепляется на корпусе с помощью втулок 3.
При построении тепловой модели принимаем следующие допущения:
− нагретая зона является однородным анизотропным телом;
− источники тепла в нагретой зоне распределены равномерно;
− поверхности
Подп. и дата
2
нагретой
зоны
и
корпуса
–
изотермические
со
среднеповерхностными температурами t з , t кв , t кн соответственно.
В процессе работы блока элементы плат микросборок выделяют тепло,
Инв. №подл.
которое от поверхности нагретой зоны посредством конвективной  зк и
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
2
лучевой  зл теплопередачи через воздушные прослойки, теплопроводностью
контакта нагретая зона – установочные втулки (  тк ) и сами втулки (  зт )
передается
на
внутреннюю
поверхность
корпуса
блока.
За
счет
теплопроводности стенок  ск тепло выводится на наружную поверхность
корпуса, откуда конвекцией  кк и излучением  кл передается в окружающее
пространство.
Тепловая модель, отражающая процесс теплообмена в конструкции блока,
приведена на рисунке 5.
 зк
Р
 зл
tз
 тк
 cк
t кн
t кв
 зт
tc
 кл
Рисунок 5 – Тепловая модель блока
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Инв. №подл.
 кк
Критерием оценки теплового режима конструкции блока является
температура в центре нагретой зоны t зо
t зо  t з  P /  з ,
t з  t кв 
P
 зк   зл
 тк  зт

 тк   зт
(5.1)
,
(5.2)
t кв  t кн  P /  cк ,
tкн  tс 
 кк
(5.3)
P
,
  cк
(5.4)
где Р – тепловой поток, рассеиваемый конструкцией;
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
3
з 
4 z l x l y
– тепловая проводимость нагретой зоны от центра к ее
cl z
поверхности;
z
– эквивалентный коэффициент теплопроводности нагретой зоны по
направлению z;
lx ,
ly ,
lz
– приведенные геометрические размеры нагретой зоны по
соответствующим направлениям осей координат;
с – коэффициент формы нагретой зоны, определяемый по графикам рис.4.2 [1];
 зк 
kв S з  S кв
– конвективно-кондуктивная тепловая проводимость между

lср
2
нагретой зоной и внутренними стенками корпуса;
k – поправочный коэффициент на конвективный теплообмен в условиях
ограниченного пространства;
в
–
коэффициент
теплопроводности
воздуха
для
среднего
значения
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
температуры воздуха в прослойке;
lср – среднее расстояние между нагретой зоной и кожухом блока;
S з – площадь поверхности нагретой зоны;
S кв – площадь внутренней поверхности корпуса;
 зл   лз  S з – тепловая проводимость теплопередачи от нагретой зоны к
внутренней стенке корпуса излечением;
 лз – коэффициент теплопередачи излучением;
 тк – тепловая проводимость контакта между нагретой зоной и установочными
элементами;
 зт 
n
S ср – тепловая проводимость установочных элементов;
l
n – число установочных элементов;
 - коэффициент теплопроводности материала;
l – длина установочных элементов по направлению теплового потока;
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
4
Sср – площадь средней изотермической поверхности, перпендикулярной
направлению теплового потока;
 ск 
ск S квн  S кн
– тепловая проводимость стенок корпуса;

 ск
2
ск – коэффициент теплопроводности материала корпуса;
 ск – толщина стенки;
S квн , S кн – площади внутренней и наружной поверхностей корпуса;
 кк   к  S кн – тепловая проводимость от наружной поверхности корпуса к
среде для конвективной теплопередачи;
 к – коэффициент конвективной теплопередачи;
 кл   л  S кн – тепловая проводимость от наружной стенки корпуса к среде для
теплопередачи излучением;
 л – коэффициент теплопередачи излучением.
Для определения конвективного и лучевого коэффициентов теплопередач
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
 к и воспользуемся номограммами, приведенными на рисунках 6 и 7.
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
5
Рисунок 6 – Номограмма для определения конвективного коэффициента
теплопередачи  к
Рисунок 7 – Номограмма для определения лучевого коэффициента
Подп. и дата
теплопередачи  л
Для определения  к задаем начальный перегрев поверхности t  20 С.
Определяем температура на поверхности теплообмена по формуле
t п  t с  t  80 С,
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
где S  2lb  2lh  2bh  30734 мм2 – площадь поверхности теплообмена (l, b, h –
Инв. №подл.
где t с – температура окружающей среды.
Подп. и дата
(5.5)
Вычисляем среднее значение температуры окружающей среды по формуле
tср  0,5tп  tс   70 С.
(5.6)
Находим определяющий размер нагретой конструкции по формуле
L
S
 71,6 мм,
6
(5.7)
габаритные размеры блока).
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
6
По
номограмме
(рисунок
6)
находим
значение
конвективного
коэффициента теплопередачи  к  5,35 Вт/м2С.
По номограмме, приведенной на рисунке 7, определяем лучевой
коэффициент теплопередачи  л  7,5 Вт/м2С.
Пересчитываем коэффициент теплопередачи  л на реальную степень
черноты поверхности теплообмена по формуле
 л   лн  /  н  3,75 Вт/м2С,
где
 лн
–
значение
коэффициента
теплопередачи,
(5.8)
определенного
по
номограмме;   0,4 – степень черноты поверхности корпуса;  н  0,8 – степень
черноты поверхности теплообмена на номограмме.
Площадь наружной поверхности корпуса S кн  0,031 м2.
Площадь внутренней поверхности корпуса S квн  0,029 м2.
Определяем тепловую проводимость от наружной поверхности корпуса к
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
среде для конвективной теплопередачи  кк  5,35  0,031  0,166 Вт/С.
Определяем тепловую проводимость от наружной стенки корпуса к среде
для теплопередачи излучением  кл  3,75  0,029  0,109 Вт/С.
Вычисляем
 ск 
тепловую
проводимость
стенок
корпуса
160 0,029  0,031

 1600 Вт/С ( ск  160 Вт/мС,  ск  3 мм).
0,003
2
Определяем среднеповерхностную температуру на внешней поверхности
корпуса tкн
150  10 3
 60 
 60 С.
0,166  1600
Определяем
среднеповерхностную
поверхности корпуса tкв  60 
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
температуру
на
внутренней
150  10 3
 60 С.
1600
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
7
Вычисляем конвективно-кондуктивную тепловую проводимость между
нагретой
 зк 
зоной
и
внутренними
стенками
корпуса
0,0297 0,025  0,031

 0,119 Вт/С.
0,007
2
Для условий теплообмена в ограниченном пространстве коэффициент
теплопередачи излучением принимаем  лз  7 Вт/м2С.
Находим тепловую проводимость теплопередачи от нагретой зоны к
внутренней стенке корпуса излечением  зл  7  0,025  0,175 Вт/С.
Определяем
 зт 
тепловую
проводимость
установочных
элементов
2  160
 0,025  800 Вт/С.
0,01
Вычисляем
температуру
на
поверхности
рабочей
зоны
150  10 3
t з  60 
 60,0002 С.
0,119  0,175  800
Подп. и дата
Поскольку температура на поверхности рабочей зоны практически равна
температуре окружающей среды, то, следовательно, выбранная конструкция
блока обеспечивает нормальный тепловой режим.
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
5.2 Оценка вибропрочности конструкции
Конструкция
считается
вибропрочной,
если
в
ней
отсутствуют
механические резонансы, а допустимая виброперегрузка на резонансной частоте
превышает перегрузку, указанную в техническом задании на изделие.
Отсутствие в конструкции механических резонансов характеризуется
соотношением частоты свободных колебаний f 0 любого элемента конструкции
Инв. №подл.
Подп. и дата
и верхней частоты f в диапазона внешних вибрационных воздействий: f 0  2 f в .
Критериями оценки вибропрочности конструкции являются частота
свободных колебаний f 0 и допустимая величина виброперегрузки.
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
8
Функциональную ячейку на металлической рамке, закрепляемую в
четырех точках по углам, представляем расчетной моделью пластины,
равномерно нагруженной элементами, со свободным опиранием всех сторон.
Расчетная модель для оценки вибропрочности конструкции представлена
на рисунке 8.
Рисунок 8 – Расчетная модель для оценки вибропрочности конструкции
Принятый способ закрепления обосновывается тем, что при изгибных
колебаниях основного тона вдоль каждой из сторон пластины укладываются
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
полволны, узлы перемещения совпадают с точками крепления платы. Поэтому
наличие точек закрепления не сказывается на параметрах колебания.
Частоту свободных колебаний основного тона прямоугольной пластины
определяем по формуле
f0 
Сh
a
2
 K м  K э  10 5 ,
(5.9)
где С  76 – частотная составляющая; h  1 мм – толщина пластины; a  74 мм –
большая сторона пластины; K м 
E  c
 0,799 – поправочный коэффициент
Ec  
на материал пластины, здесь E  30,2  10 9 Па, Ec  200  10 9 Па – модули
упругости материала пластины (СФ-1-50) и стали,  = 1,85 г/см3, с = 7,82 г/см3 –
плотности материала пластины и стали; K э 
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
1
m
1 э
mп
 0,28 – поправочный
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
4
9
коэффициент на нагружение пластины равномерно размещенными на ней
элементами, здесь mэ  12  mМСБ  84 г, mп    V  7,4 г – массы элементов и
пластины (mМСБ – масса микросборки,  [г/см3] и V [см3] – плотность и объем
пластины, соответственно).
Определяем по формуле (4.15) частоту свободных колебаний основного
тона f 0 
76  1
74
2
 0,799  0,28  10 5  310,5 Гц.
Находим допустимую величину вибрационной перегрузки по формуле
nвд 
где
zдоп  0,5 мм
–
2    f 0 2  z доп
g
допустимая
 19,4 ,
величина
(5.10)
прогиба
упругого
элемента
конструкции,  = 10 – коэффициент динамичности, g = 9815 мм/c2 – ускорение
свободного падения.
Поскольку частота свободных колебаний основного тона f 0  310,5 Гц, а
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
наиболее разрушительное влияние на конструкцию оказывают частоты в
диапазоне до 60 Гц, то выбранный вариант конструкции вибропрочен.
5.3 Расчет надежности блока по внезапным отказам
Надежность – это свойство изделия выполнять заданные функции в
определенных условиях эксплуатации при сохранении значений основных
параметров в заранее установленных пределах.
К качественным показателям надежности относят:

безотказность
–
свойство
изделия
непрерывно
сохранять
работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.
Подп. и дата
Отказом называется такое событие, при котором происходит частичная или
полная потеря работоспособности изделия. Отказы делятся на:
а)
постепенные,
которые
вызываются
постепенным
изменением
Инв. №подл.
параметров элементов схемы и конструкции (старение элементов);
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
0
б)
внезапные, которые проявляются в виде скачкообразного изменения
параметров аппарата (например, перегорание резистора, пробой конденсатора и
т. д.)

ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в том, что
изделие приспособлено:
а)
к предупреждению возможных причин возникновения отказа;
б)
к обнаружению причин возникшего отказа или повреждения;
в)
к устранению последствий возникшего отказа или повреждения
путем ремонтов или технического обслуживания;

долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до
наступления предельно состояния при условии выполнения установленных
требований по техническому обслуживанию и ремонту. Предельное состояние
изделия – это такое состояние, при котором его дальнейшее применение по
назначению или же восстановление работоспособного состояния невозможно
Подп. и дата
или нецелесообразно;

сохраняемость – свойство изделия непрерывно находиться в
исправном состоянии при хранении или транспортировании.
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
К количественным показателям надежности относят:

интенсивность отказов показывает, какая доля элементов данного
типа в среднем выходит из строя за 1 час работы. Она определяется на
основании экспериментов и выражается формулой:

nt 
,
N ср t 
где nt  – число отказавших изделий в интервале времени t ; N ср t  – среднее
число изделий, непрерывно работающих в интервале времени t ;
N ср t  
Изм. Лист
№докум.
N i  N i 1
,
2
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
1
где N i – количество изделий, исправно работающих в начале интервала
t
;
N i 1 – количество изделий, исправно работающих в конце интервала t .
Интенсивность отказов изделия, состоящего из различных элементов,
определяют как:
n
  1   2  ...   n    i ,
i 1
где 1 ,  2 ,…,  n – интенсивности отказов первого, второго и n-ого элементов
изделия.

вероятность безотказной работы показывает, какая часть изделий
будет исправно работать в течение заданного времени tр ( 0  Pt p   1).
Вероятность безотказной работы по статическим данным, полученным в
результате испытаний аппаратуры, выражается формулой:
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Pt  
N  nt 
,
N
где N – количество изделий, исправно работающих в начале испытания; nt  –
количество изделий, отказавших за время t.
Вероятность безотказной работы подчиняется закону распределения
интенсивности отказов
Pt   et p ,
где
e – основание натуральных логарифмов; tр – интервал работы;

вероятность отказа – вероятность того, что при определенных
условиях эксплуатации в заданном интервале времени возникнет хотя бы один
отказ:
Qt   1  Pt  ,
где P t  – вероятность безотказной работы.
P t  и Q t  события несовместимые и противоположные.
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
2

средняя наработка до первого отказа – математическое ожидание
времени работы изделия до первого отказа:
Т ср 
1
, где  – интенсивность отказов изделия.

Расчет надежности будем выполнять на основе логической модели
безотказной работы блока. При составлении модели полагаем, что отказы
элементов независимы, а элементы и блок в целом могут находиться в одном из
двух состояний: работоспособным или неработоспособным. Поскольку в ТЗ не
предъявляются требования к резервированию, то используем последовательную
схему надежности, когда отказ любого элемента приводит к отказу блока.
Для последовательной логической схемы надежности
n
 э    эi .
i 1
где  эi – эксплуатационное значение интенсивности отказов i-го элемента,
учитывающее внешние воздействия, влияние тепловых и электрических
Подп. и дата
нагрузок элементов, n – число элементов.
Расчет  эi производим по формуле
 эi  0i  ai  k 1  k 2  k 3  k 0i ,
(5.11)
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
где 0i – интенсивность отказов элементов в номинальном режиме работы; a i –
поправочный коэффициент на температуру и электрическую нагрузку элемента;
k 1 – коэффициент, учитывающий влияние механических воздействий;
k 2 – коэффициент, учитывающий воздействие климатических факторов
(температура, влажность); k 3 – коэффициент, отражающий условия работы при
пониженном атмосферном давлении.
Определяем по справочным данным [1] значения коэффициентов: k 1  1,65
(для самолетных условий эксплуатации при суммарных воздействиях), k 2  1,0
(для температуры 20…40С и влажности 60…70%), k 3  1,4 (при высоте
Инв. №подл.
15…30 км).
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
3
Определяем интенсивность отказов блока по формуле
 бл  4  фя  3  соед  n  п ,
(5.12)
где фя  12  МСБ  пп  n  п 
 12  0,02  10 6  0,7  10 6  60  0,005  10 6  1,24  10 6 1/ч. Здесь МСБ , пп ,  п –
интенсивность отказов микросборки, печатной платы и паек, соответственно; n
– количество паек; соед  0,065  10 6 1/ч – интенсивность отказов соединителя
блока.
По формуле (5.12) вычисляем интенсивность отказа блока
 бл  4  1,24  10
6
 3  0,065  10 6  500  0,005  10 6  7,655  10 6 1/ч.
Определяем эксплуатационную интенсивность отказов по формуле (5.11)
э  7,655  10 6  1,65  1,0  1,4  17,68  10 6
Находим время наработки на отказ блока по формуле
1
э
 56560 ч.
(5.13)
Определяем вероятность безотказной работы в течение 9000 ч по формуле
Pt   e 17 ,68 10
6 9000
 0,853 .
(5.14)
Так как вероятность безотказной работы, заданная в ТЗ, больше значения,
полученного при расчете, то, следовательно, разработанная конструкция не
удовлетворяет требованиям надежности. Для выполнения требований ТЗ
следует применить резервирование.
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
T
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
4
6 Разработка технологического процесса платы МСБ
Технологический процесс изготовления платы микросборки приведен в
таблице 8.
Таблица 8
Операция
Контроль
входного
материала
Материал
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Инстру-
Приспосо
вание
мент
бления
Режимы
Ситалл
СТ-50-0,5
Разрезать на
заготовки
Инв. №подл.
Оборудо-
Универсальный станок
Алмазный
диск
Шлифовальный
диск
Отшлифовать
поверхность
подложки
Эмульсия
Шлифовальный станок
Отполировать
поверхность
подложки
Эмульсия
Полироваль- Бязевый
ный станок
полировальный
круг
Прокипятить
подложку
Раствор
перекиси
водорода и
аммиака
Ванна
t=100С,
t= 10 мин
Промыть
подложку
Прокипятить
подложку
Дистиллиро
ванная вода
Дистиллиро
ванная вода
Ванна
t= 3 мин
Ванна
t=100С,
t= 10 мин
Сушильная
камера,
содержащая пары
изопропило
t=60С,
t= 2 мин
*хранить в
эксикаторе
не более
Просушить
подложку
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
Контроль
Контроль
отсутствия
механических
повреждений и
электрических
параметров
Контроль
геометрических
размеров
подложек
Контроль
шероховатости
Rz = 5 мкм,
неплос0,1ости
10 мкм на 1 мм
длины
Контроль
шероховатости
Rz= 0,1 мкм,
неплоскости
1,25 мкм на
1 мм длины
Контроль
температуры
раствора и
времени
кипячения
Контроль
температуры
раствора и
времени
кипячения
Контроль
температуры
камеры и
времени сушки
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
5
Операция
Материал
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Инстру-
Приспосо
вание
мент
бления
вого спирта
Прецизионная
резательная
машина
Изготовить
оригинал
топологии
Жесткий
полупрозрач
ный пластик
Изготовить
фотошаблон
Полиэтилен,
специальная
краска
Печатная
установка
Изготовить
маски
Бериллиевая
бронза
Установка
для
фототравления
Очистить
поверхность
подложки
Инв. №подл.
Оборудо-
Нанести
резистивный
слой
Сплав
РС-3001
Нанести
резистивный
слой
Сплав
РС-1734
Нанести слой
проводников и
контактных
площадок
Нихром
Х20Н80-Н,
золото
Зл 999,9
Нанести слой
нижних
обкладкок
конденсаторов
Алюминий
А995
Нанести слой
диэлектрика
Стекло
электровакуумное
С41-1
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Контроль
3 суток
Фотошаблон
Установка
ионной
бомбардировки
Многооперационная
установка с
карусельным
устройством
Многооперационная
установка с
карусельным
устройством
Многооперационная
установка с
карусельным
устройством
Многооперационная
установка с
карусельным
устройством
Многооперационная
установка с
карусельным
устройством
Дата
Режимы
Контроль
соответствия
оригинала и
топологии на
ЭВМ
Контроль
соответствия
фотошаблона
оригиналу на
ЭВМ
Контроль
соответствия
маски
фотошаблону
на ЭВМ
Контроль
толщины
пленок
Контроль
толщины
пленок
Контроль
толщины
пленок
Контроль
толщины
пленок
Контроль
толщины
пленок
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
6
Материал
Оборудо-
Инстру-
Приспосо
вание
мент
бления
Многооперационная
установка с
карусельным
устройством
Многооперационная
установка с
карусельным
устройством
Многооперационная
установка с
карусельным
устройством
Режимы
Контроль
Нанести слой
проводников и
контактных
площадок
Нихром
Х20Н80-Н,
золото
Зл 999,9
Контроль
толщины
пленок
Нанести слой
верхних
обкладок
конденсаторов
Алюминий
А995
Нанести
защитный слой
Фоторезист
негативный
ФН-11-СК
Приклеить
DA1 к
подложке
Клей ВК-9
Припаять
выводы DA1 к
контактным
площадкам на
подложке
Припаять
конденсаторы
С2, С6 к
контактным
площадкам на
подложке
Провести
проверку и
испытания
платы
Припой
ПОСК50-18
Паяльная
станция
Припой
ПОСК50-18
Паяльная
станция
Контроль
соответствия
сборочному
чертежу
Испытательный
стенд
Контроль
основных
электрических
параметров
Контроль
толщины
пленок
Контроль
толщины
пленок
Пинцет,
кисточка
Контроль
соответствия
ориентации
сборочному
чертежу
Контроль
соответствия
сборочному
чертежу
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Операция
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
7
Заключение
В курсовом проекте была спроектирована конструкция бортового блока и
разработан комплект конструкторской документации на него.
Исходя из требований ТЗ был выбран герметичный блок книжной
конструкции с горизонтальным расположением функциональных ячеек.
На основании анализа электрической принципиальной схемы была
разработана
топология
бескорпусной
микросборки, входящей
в состав
функциональных ячеек блока.
После разработки топология МСБ была разработана конструкция
функциональной ячейки и блока.
Затем была выбрана система охлаждения блока. Расчет показал, что для
охлаждения разработанного блока достаточно естественного охлаждения.
Также были произведены оценочные расчеты тепловых режимов
Подп. и дата
конструкций РЭС, вибропрочности и надежности.
В результате анализа требований ТЗ и данных, полученных в результате
расчета показателей качества конструкции блока, видно, что разработанный
блок всем удовлетворяет требованиям ТЗ, кроме требования к вероятности
Для
обеспечения
заданного
значения
целесообразно
применить
резервирование функциональных ячеек в блоке.
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
безотказной работы блока.
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
8
Список литературы
1 Основы конструирования и технологии РЭС: учебное пособие для
курсового проектирования /В.Ф. Борисов, А.А. Мухин, В.В. Чермошенский и др.
– М.: МАИ, 2000. – 128 с.: ил.
2 Конструирование радиоэлектронных средств / В.Ф. Борисов, О.П.
Лавренов, А.С. Назаров, А.Н. Чекмарев; Под ред. А.С. Назарова. – М.: МАИ,
1996. – 380 с.: ил.
3 Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры: Учеб.
пособие для вузов / Е.М. Парфенов, Э.Н. Камышная, В.П. Усачев. – М.: Радио и
связь, 1989. – 272 с.: ил.
4 Гимпельсон В.Д., Радионов Ю.А. Тонкопленочные микросхемы для
приборостроения и вычислительной техники. М.: Машиностроение, 1976.
5 Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – 5-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1989. – 463 с.
Подп. и дата
6 Микросборки. Общие требования и нормы конструирования ОСТ
107.460084.200-88.
7 Разработка
и
оформление
конструкторской
документации
радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Э.Т. Романычева, А.К. Иванова,
Радио и связь, 1989. – 448 с.: ил.
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
А.С. Куликова и др.; Под ред. Э.Т. Романычевой. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
5
9
Ëèñò ðåãèñòðàöèè èçì åí åí èé
Í î ì åðà ëèñòî â (ñòðàí èö)
çàì åí åí í ûõ
í î âûõ
àí í óëèðî âàí í ûõ
¹
äî êóì .
Âõî äÿù èé ¹
ñî ï ðî âî äèÏ î äï . Äàòà
òåëüí î ãî
äî êóì . è äàòà
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взаим. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Èçì . èçì åí åí í ûõ
Âñåãî
ëèñòî â
(ñòðàí èö
â äî êóì .)
Изм. Лист
№докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 ПЗ
Копировал
ФорматА4
Лист
6
0
Поз.
Зона
Формат
МАИ.467223.001
Перв. примен.
Обозначение
Наименование
Кол.
Примечание
Документация
А3
МАИ.467223.001 СБ
Сборочный чертеж
Справ. №
Сборочные единицы
А3
1
МАИ.467223.002
Функциональная ячейка
4
3
МАИ.434774.001
Источник питания
1
5
МАИ.741172.001
Корпус
1
7
МАИ.741125.001
Крышка
1
9
МАИ.714143.001
Штенгель
1
11
МАИ.713141.001
Втулка
4
13
МАИ.711341.001
Скоба
1
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Детали
Инв. № подл.
Изм. Лист
№докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Подп.
Дата
МАИ.467223.001
Лит.
Блок ПФ-Т
Лист
1
Н. контр.
Утв.
ЕСКД- Ф5- 1
Умрихин
Копировал
Формат A4М
Листов
3
Поз.
Зона
Формат
Обозначение
Наименование
Кол.
Примечание
Стандартные изделия
Винт М2-6gх30.36.013
13
ГОСТ 1491-80
Винт М1,6-6gх6.36.016
15
ГОСТ 17475-80
4
Шайба С2.04.016
17
ГОСТ 10450-78
4
Шайба С1,6.04.016
19
ГОСТ 10450-78
4
Шайба 2 65Г 016
Подп. и дата
21
ГОСТ 6402-70
4
Шайба 1,6 45Г 016
23
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
ГОСТ 6402-70
4
Прочие изделия
Вилка СНЦ42
25
ОЖ0.460.107 ТУ
Подп. и дата
Инв. № подл.
4
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
3
МАИ.467223.001
Копировал
Формат A4М
Лист
2
Поз.
Зона
Формат
Обозначение
Наименование
Кол.
Примечание
Материалы
Провод МС16-13 0,12 б
27
ТУ 16-505.083-78
2,5м
Провод МС16-13 0,12 ч
29
ТУ 16-505.083-78
2,5м
Провод ММ 0,5
31
ТУ 16-171.087-90
0,4м
Плетенка ПМЛ 2х4 У3
33
ТУ 22-3708-76
Прокладка резиновая 0,5
Подп. и дата
35
ГОСТ 2435-76
0,4м
Лента ПВХ 1,5х0,20 1 сорта
37
Инв. № дубл.
0,4м
ГОСТ 16241-86
0,4м
Нитки х/ б черные 12 сл. №00
39
0,5м
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам. инв. №
ГОСТ 6309-80
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001
Копировал
Формат A4М
Лист
3
МАИ.467223.001
1 *Размеры для справок.
2 Припой ПОС61 ГОСТ 21931-76.
3 Припой ПОСК50-18 ГОСТ 21931-76.
4 Монтаж блока проиводить по МАИ.467223.001 Э3.
5 Монтаж цепей блока, кроме корпусных, выполнять
проводом поз.27.
Монтаж корпусных цепей выполнять проводом поз.29.
6 Скобу поз.11 обмотать лентой поз.37.
7 После монтажа жгут проводов крепить к скобе поз.11
и к элементам конструкции нитками поз.39.
8 Жгут проводов, идущий от скобы поз.11, и
одиночные продова, идущие к вилкам поз. 25,
крепить к дну корпуса клеем ВК-9 ОСТ 107.460007.009-2002.
Расположение точек крепления произвольное.
9 После настройки крышку поз.7 опаять герметичным швом
припоем №3.
10 Блок заполнить аргоном высшего сорта.
11 После герметизации штенгель поз.9 опаять герметичным
швом припоем №3.
После опайки штенгель не должен увеличивать габаритные
размеры блока.
Взаим. инв. №
Инв. №дубл.
Подп. и дата
Справ. №
Перв. примен.
ÁÑ100.322764.ÈÀÌ
Подп. и дата
МАИ.467223.001 СБ
Лит.
Инв. №подл.
Изм. Лист
№докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Т. контр.
Подп.
Дата
Блок ПФ-Т
Сборочный чертеж
Масса
0,7кг 2:1
Лист
1
Листов
Соглас.
Н. контр.
Утв.
Умрихин
Копировал
Масштаб
Формат А4
2
13
ÁÑ100.322764.ÈÀÌ
1
17
21
Установка крышки поз.7
33
п.3
31
35
9
74*
п.11
п.7
Подп. и дата
25
Инв.№дубл.
114*
5
7
п.2
37*
Взам.инв.№
п.2
15
Подп. и дата
19
23
Инв.№подл.
15
11
п.6
19
3
13
23
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.001 СБ
Формат А3
Лист
2
Поз.
Зона
Формат
Наименование
МАИ.467223.001
Перв. примен.
Обозначение
Кол.
Примечание
Документация
А3
МАИ.467223.002 СБ
Сборочный чертеж
Справ. №
Сборочные единицы
А3
1
МАИ.467223.003
Плата ПФ-Т
12
Детали
3
МАИ.469412.001
Рамка
1
А3
5
МАИ.469433.001
Плата печатная
1
Подп. и дата
А3
Инв. № дубл.
Материалы
Провод ПЭПЛОТ 0,16
7
0,2м
Подп. и дата
Взам. инв. №
ТУ 16-502.017-82
Инв. № подл.
Изм. Лист
№докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Н. контр.
Утв.
ЕСКД-Ф5-1
Подп.
Дата
МАИ.467223.002
Лит.
Лист
Функциональная
ячейка
1
Умрихин
Копировал
Листов
Формат A4М
МАИ.467223.001
3
5,2*
71-0,2
Подп. и дата
74-0,2
5
Инв.№дубл.
Взам.инв.№
Подп. и дата
54 -0,2
А
А
Инв.№подл.
1 *Размеры для справок.
2 Припой ПОСК50- 18 ГОСТ 21931- 76.
3 Клей ВК- 9 ОСТ 107.460007.009- 2002.
5
48 -0,2
1
Справ. №
Перв. примен.
ÁÑ200.322764.ÈÀÌ
Б
7
Б
увеличено
А- А
4:1
7
п.2
МАИ.467223.002 СБ
п.3
Лит.
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Подп.
Дата
Функциональная ячейка
Лист
Соглас.
Н. контр.
Утв.
110г
Сборочный чертеж
Т. контр.
Умрихин
Формат А3
Масса
Листов
Масштаб
2:1
1
Поз.
Зона
Формат
Наименование
МАИ.467223.002
Перв. примен.
Обозначение
Кол.
Примечание
Документация
А3
МАИ.467223.003 СБ
Сборочный чертеж
А4
МАИ.467223.003 Э3
Схема электрическая
Справ. №
принципиальная
А4
МАИ.467223.003 ПЭ3
Перечень элементов
*)
МАИ.758773.001 Д33
Плата. Данные
*) МД
проектирования
А3
1
МАИ.758773.001
Плата
1
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Детали
Инв. № подл.
Изм. Лист
№докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Утв.
Дата
МАИ.467223.003
Лит.
Плата ПФ- Т
Н. контр.
ЕСКД- Ф5- 1
Подп.
Лист
Листов
1
2
Умрихин
Копировал
Формат A4М
Поз.
Зона
Формат
Обозначение
Наименование
Кол.
Примечание
Прочие изделия
Конденсатор
3
К10- 17в- Н90- 0,047 мкФ
ОЖ0.460.107 ТУ
2
С2, С6
1
DA1
Микросхема 140УД5А
5
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
бК0.347.011 ТУ3
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.467223.003
Копировал
Формат A4М
Лист
2
МАИ.467223.002
Перв. примен.
ÁÑ300.322764.ÈÀÌ
Корпус
Вход
п.7
1
5
1 *Размеры для справок.
2 Схемные позиционные обозначения элементов,
номера контактных площадок 1...5, номера
выводов микросхемы DA1 показаны условно.
3 Установку конденсаторов С2, С6 и
микросхемы DA1 производить по чертежу.
4 Микросхему DA1 при установке ориентировать
по пленочным элементам платы.
5 Припой ПОСК50- 18 ГОСТ 21931- 76.
6 Клей ВК- 9 ОСТ 107.460007.009- 2002.
7 Маркировать заводской номер эмалью
ЭП- 572 черная 02 ТУ6- 10- 1539- 76
шрифт 1,5- Пр3 ГОСТ 26.008- 85.
Построение надписи производить в
соответствии с требованиями РД107.26.001- 90.
8 Остальные ТТ по ОСТ 4Г0.070.015.
1
R5
R3
R6
C3
Справ. №
12
-Uип
11 10
9
1
3
2
DA1
3
4
8
7
5 6
R4
R7
8*
C4
C2
R1
R2
C1
+Uип
Подп. и дата
C5
2
C6
Инв.№дубл.
Выход
Взам.инв.№
R8
R9
4
0,5*
10*
Установка конденсаторов С2, С6
1,5max
Установка микросхемы DA1
5
0,5 min
Инв.№подл.
Подп. и дата
3
МАИ.467223.003 СБ
п.5
п.5
R 0,2
Лит.
Изм. Лист
п.6
п.5
№ докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Подп.
Дата
Плата ПФ-Т
Сборочный чертеж
Т. контр.
Лист
Соглас.
Н. контр.
Утв.
Умрихин
Формат А3
Масса
Масштаб
7г
20:1
Листов
1
МАИ.467223.003
Перв. примен.
3Ý 300.322764.ÈÀÌ
R3
2М
R4
100к
R8
100к
С6
0,047мк
Справ. №
С2
0,047мк
R1
22к
1
Вход
2
С1
27
R2
820
R5
820
DA1
+Uп
3
8
12
7
2
6
4
3
5
1
11
140УД5А
С3
27
С4
51
С5
100
R7
51
4
R6
15к
Выход
R9
5,1к
-Uп
Подп. и дата
5
Взаим. инв. №
Инв. №дубл.
Корпус
Перечень элементов МАИ.467223.003 ПЭ3
Подп. и дата
МАИ.467223.003 Э3
Лит.
Инв. №подл.
Изм. Лист
№докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Т. контр.
Подп.
Дата
Масса
Плата ПФ-Т
Схема электрическая
принципиальная
Лист
Листов
Соглас.
Н. контр.
Утв.
Масштаб
Умрихин
Копировал
Формат А4
1
МАИ.467223.003
Поз. обозначение
Наименование
Кол.
2,3 В
Примечание
С1
Конденсатор 27 пФ+-20%
С2
Конденсатор К10-17в-Н90-0,047 мкФ ОЖ0.460.107 ТУ
1
С3
Конденсатор 27 пФ+-20%
2,3 В
1
Напыленный
С4
Конденсатор 51 пФ+-20%
7,9 В
1
Напыленный
С5
Конденсатор 100 пФ+-20%
1
Напыленный
С6
Конденсатор К10-17в-Н90-0,047 мкФ ОЖ0.460.107 ТУ
1
DA1
Микросхема 140УД5А
1
R1
Резистор 22 кОм +-10% - 0,089 мВт
1
Напыленный
R2
Резистор 820 Ом +-10% - 0,0001 мВт
1
Напыленный
R3
Резистор 2 МОм +-10% - 0,0005 мВт
1
Напыленный
R4
Резистор 100 кОм +-10% - 0,0025 мВт
1
Напыленный
R5
Резистор 820 Ом +-10% - 0,0001 мВт
1
Напыленный
R6
Резистор 15 кОм +-10% - 0,067 мВт
1
Напыленный
R7
Резистор 51 Ом +-10% - 0,0001мВт
1
Напыленный
R8
Резистор 100 кОм +-10% - 0,0025 мВт
1
Напыленный
R9
Резистор 5,1 кОм +-10% - 0,0001 мВт
1
Напыленный
0,5 В
1
Напыленный
бК0.347.011 ТУ3
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Справ. №
Перв. примен.
Зона
Инв. № подл.
Изм. Лист
№докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Соглас.
ЕСКД- Ф5- 1
Дата
МАИ.467223.003 ПЭ3
Лит.
Лист
Плата ПФ-Т
Умрихин
Копировал
Листов
1
Перечень элементов
Н. контр.
Утв.
Подп.
Формат A4М
МАИ.467223.003
1 *Размеры для справок.
2 Размеры без допуска обеспечиваются инструментом и
контролю не подлежат.
3 Плату изготовить фотолитографическим методом.
4 Материалы слоев см. таблицу 1.
5 Параметры резисторов см. таблицу 2.
6 Парметры конденсаторов см. таблицу 3.
7 Обозначение и нумерация точек контроля резисторов и
конденсаторов показаны условно.
8 Металлические участки А, Б, В не контролировать.
Допускается отсутствие площадок А, Б, В.
9 Допускаются следы от контактирования при гальваническом
наращивании.
10 Фотошаблон изготавливается по МАИ.758773.001 Д33.
11 Топология платы должна соответствовать фотошаблону
МАИ.758773.001.
12 Металлизированный слой с торцев не допускается.
13 Плата должна соответствовать ОСТ107.750871.001-86.
Взаим. инв. №
Инв. №дубл.
Подп. и дата
Справ. №
Перв. примен.
100.377857.ÈÀÌ
Подп. и дата
МАИ.758773.001
Лит.
Инв. №подл.
Изм. Лист
№докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Подп.
Плата
Лист
Н. контр.
Утв.
Умрихин
Масштаб
6г
20:1
Дата
Т. контр.
Соглас.
Масса
1
Листов
Ситалл СТ50-0,5
ТХ0.735.062 ТУ
Копировал
Формат А4
10
1,25*
Б
Rz0,1*
100.377857.ÈÀÌ
Б
Таблица 1
Материал слоя
Ном.
слоя Наименов.,
ГОСТ, ОСТ, ТУ
6
марка
R5
C3
R3
19
1
8 R6 9
7
2
17
5
R1
R1, R3, R4,
R6...R9
3
РС-1734
ГОСТ 22025-76
500
Резисторы
R2, R5, R8
4
0,05 max
Проводники,
контактные
площадки
0,1 max
Нижняя
обкладка
конденсат.
С1, С3...С5
6
Диэлектрик
С1, С3...С5
7
ГОСТ 6.835-72
4
Алюминий
А995
ГОСТ 11069-74
5
Стекло
электровакуумное
С41-1
НП0.027.600 ТУ
Нихром
Х20Н80-Н
ГОСТ
12766.2-77
Золото
Зл 999,9
ГОСТ 6.835-72
Алюминий
А995
ГОСТ 11069-74
8 -0,15
R4
22
6
0,05 max
Проводники,
контактные
площадки
0,1 max
Верхняя
обкладка
конденсат.
R2
C1
1
2
3
7
C5
13
Подп. и дата
12
8
С1, С3...С5
Инв.№дубл.
R8
15
Защитный
слой
10
Коэффициент
электрической
нагрузки
Сопротивление, Ом
R1
22 кОм +-10%
17-18
0,33
0,45
2,9 .10
R2
820 Ом +-10%
2-3
0,16
0,10
-4
3,1 .10
R3
2 МОм +-10%
19-20
6,67
0,10
-5
3,7 .10
R4
100 кОм +-10%
21-22
0,33
0,10
-3
3,8 .10
R5
820 Ом +-10%
6-7
0,16
0,10
-4
3,1 .10
R6
15 кОм +-10%
8-9
0,29
0,58
2,0 .10
Б
Взам.инв.№
В
Таблица 3
Длина условная
Ширина условная
-2
Поз.
обознач.
Номинальная
емкость, пФ
Точки
контроля
С1
27 пФ+-20%
1-2
0,42
0,63
0,84
2,3
R7
51 Ом +-10%
10-11
0,22
2,16
-5
1,1 .10
С3
27 пФ+-20%
5-6
0,42
0,63
0,84
2,3
R8
100 кОм +-10%
15-16
0,33
0,10
-3
3,8 .10
С4
51 пФ+-20%
4-5
0,58
0,79
1,0
7,9
R9
5,1 кОм +-10%
14-15
0,22
1,30
-5
1,7 .10
С5
100 пФ+-20%
12-13
0,82
1,03
1,24
0,5
верхней обкладки
нижней обкладки
диэлектрика
Рабочее
напряжение, В
Точки
контроля
Размеры, мм
Поз.
обознач.
0,5-0,05
Размеры, мм
9
Таблица 2
10 -0,15
А
Подп. и дата
5
16
14
R9
Инв.№подл.
Фоторезист
негативный ТУ 6-14-788
ФН-11-СК
8
Поз.
обозначение обозначение
Резисторы
20
11
4
Наименование
30000
Золото
Зл 999,9
21
10 R7
Rкв, Ом
Ном.
лист
а
Условное
ЕТ0.032.547 ТУ
ГОСТ
12766.2-77
18
C4
Толщина
Пленочный элемент
РС-3001
Нихром
Х20Н80-Н
3
Характеристика
слоя
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.758773.001
Формат А3
-2
Лист
2
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
Подп. и дата
100.377857.ÈÀÌ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.758773.001
Формат А3
Лист
3
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
Подп. и дата
100.377857.ÈÀÌ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.758773.001
Формат А3
Лист
4
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
Подп. и дата
100.377857.ÈÀÌ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.758773.001
Формат А3
Лист
5
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
Подп. и дата
100.377857.ÈÀÌ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.758773.001
Формат А3
Лист
6
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
Подп. и дата
100.377857.ÈÀÌ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.758773.001
Формат А3
Лист
7
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
Подп. и дата
100.377857.ÈÀÌ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.758773.001
Формат А3
Лист
8
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
Подп. и дата
100.377857.ÈÀÌ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.758773.001
Формат А3
Лист
9
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
Подп. и дата
100.377857.ÈÀÌ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
МАИ.758773.001
Формат А3
Лист
10
МАИ.467223.002
4 отв.
2,2
0,5*
2
Перв. примен.
100.214964.ÈÀÌ
Справ. №
2
10
1 *Размеры для справок.
2 Неуказанные радиусы скруглений R2
28
2
54 -0,2
4
2
48 -0,2
0,5*
Подп. и дата
10
6 -0,1
62-0,2
5,2-0,1
71-0,2
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
74-0,2
МАИ.469412.001
Лит.
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Подп.
Рамка
Т. контр.
Лист
Соглас.
Н. контр.
Утв.
Умрихин
Масса
Масштаб
20г
2:1
Дата
Алюминий АМц
ГОСТ 2178-84
Формат А3
Листов
1
1,25*
4 отв.
2,2
Rz 1,25*
МАИ.467223.002
Перв. примен.
100.334964.ÈÀÌ
Подп. и дата
-0,2
53,5
48 -0,2
Справ. №
1 *Размеры для справок.
2 Неуказанные радиусы скруглений R2
71-0,2
1*
Инв.№подл.
Подп. и дата
Взам.инв.№
Инв.№дубл.
74-0,2
МАИ.469433.001
Лит.
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Овчинникова
Пров.
Умрихин
Подп.
Плата
5г
Т. контр.
Лист
Соглас.
Н. контр.
Утв.
Умрихин
Масса
Масштаб
Дата
Стеклотекстолит фольгированный
СФ-1-50Г-1,0 ГОСТ 2134-79
Формат А3
Листов
2:1
1