Конструирование ЭМ-1 Бортовой ЭВМ четвертого поколения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССКИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА № 60

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

Санкт-Петербург
2010

Содержание отчета:

1. Задание. 3

2.Введение. 3

3.Построение ФЯ.. 3

4.Ориентировочный расчёт надёжности. 3

5.Список сокращений. 3

6.Заключение. 3

7.Чертежи. 3

1. Задание

2. Введение

Ячейка — это конструктивно законченная сборочная единица, состоящая из микросхем, микросборок, навесных ЭРЭ и элементов коммутации и контроля, установленных на одну или несколько печатных плат. Ячейка, как правило, не имеет самостоятельного эксплуатационного назначения.

В процессе проектирования ФЯ Необходимо решить следующие задачи.

· Выбрать вариант конструкции ячейки.

· Осуществить рациональную компоновку конструктивно-технологических зон на печатных платах ячейки.

· Выбрать типоразмеры ПП.

· Определить тип электрического соединителя.

· Выбрать элементы крепления контроля и фиксации.

· Выбрать метод изготовления ПП.

· Выбрать компоновку микросхем, МСБ и других ЭРЭ на ПП.

· Обеспечить нормальные тепловые режимы;

· Защитить ячейки от механических перегрузок.

Компоновочная схема ФЯ второго типа, сконструированных на металлических рамках с применением бескорпусных МСБ .могут быть трех видов: односторонние, двусторонние и сдвоенные. Бескорпусные МСБ представляют собой гибридные ИС, состоящие из подложек с пассивными элементами (проводниками, резисторами) и укрепленными на них с помощью клея бескорпусными компонентами (интегральными полупроводниковыми схемами, транзисторами, конденсаторами серии К 10 и т.д.).

3. Построение ФЯ

Рамка для МСБ выполнена из алюминия и состоит из герметичного опаиваемого объёма и панели для межъячеечной коммутации ФЯ. Задана двухсторонняя схема компоновки МСБ, для коммутации между МСБ используются перемычки. В нижней части рамки, расположена плата, которая через гермовыводы соединяется с платой вне герметичного объёма размером 72*20 мм. На внешней плате установлена прижимная планка для фиксации гибкого печатного кабеля FCC-1,25-14. Для крепления ФЯ в блоке в нижней части рамки предусмотрены петли. Крышки рамки и гермовыводы герметично опаиваются.

Рис. 1 — Гибкий печатный кабель FRC-1,25-14

Расчёт ФЯ на БМСБ

Необходимое количество конструктивно-технологических единиц КТЕ составляет:

4

Выбираем для заданных габаритов микросборки значения расстояния с левой и правой сторон рамки

с верхней стороны рамки

и расстояние с нижней стороны рамки

Определяем шаг установки МСБ и величину зазора между ними. Зададимся зазором между микросхемами по горизонтали:

по вертикали:

Коэффициент зазора между микросхемами по горизонтали:

и по вертикали:

Определяем число рядов МСБ по осям X и Y. Поскольку МСБ 4 шт. и они установлены с одной стороны ПП, то их можно расположить по горизонтали в 2 ряда и в 2 столбца по вертикали. Такое расположение требует размер поверхности герметичной части рамки по горизонтали:

и по вертикали:

Округлим рассчитанные размеры платы и получим размеры ПП равные 100х100 мм, т.е. площадь печатной платы в результате:

Выбираем материал печатной платы текстолит, толщина платы 2,0 мм. Зададимся зазором между микросхемами и печатной платой 0,5 мм.

Масса ФЯ на микросборках определяется как сумма масс рамки, микросборок, коммутационных плат, разъёма и винтов (площадь и объем рамки вычислены с помощью программного пакета AutoCAD)

Объём ФЯ определяем как сумму объёмов рамки и разъёма:

Удельная масса равна:

Суммарная потребляемая мощность:

Полезный объём ФЯ:

Коэффициент дезинтеграции:

4. Ориентировочный расчёт надёжности

Количество отказов рассчитывается по формуле , где

- количество данных ЭРЭ,

- количество отказов данного ЭРЭ.

Количество отказов ФЯ будет определяться:

Зададимся определённым количеством ЭРЭ и вычислим количество отказов:

= 50 шт

= 30 шт

= 8 шт

= 10 шт

= 20 шт

= 494 шт

= 572 шт

Среднее время наработки на отказ определяется по формуле:

5. Список сокращений

РЭС - радиоэлектронные средства

РЭА - радиоэлектронная аппаратура

ФУМ - функционально узловой метод

МЭА - микроэлектро аппаратура

КД - конструкторская документация

ЕСКД - единый стандарт конструкторской документации

ТЗ - техническое задание

ФЯ - функциональная ячейка

ПП - печатная плата

Р - разъем

БМСБ - безкорпусная микросборка

ТОШ - теплоотводящая шина

ТОО - теплоотводящее основание

6. Заключение

Сконструирован ЭМ-1 бортовой ЭВМ 4-го поколения. Заданные технические условия обеспечены.

7. Чертежи