Электронный измеритель-регулятор температуры

Номинальное значение диаметров монтажных отверстий:

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

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 реле

dэ=1,5 мм d=2,1 мм

Значения диаметров сводятся к предпочтительному ряду размеров монтажных отверстий:

0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5; 2,1 мм.

Отверстия под выводы навесных элементов со стороны фольги должны иметь контактные площадки. Размеры контактных площадок будут выбираться с учётом механических нагрузок и массы устанавливаемых элементов. Площадь оставшейся части контактной площадки, за вычетом площади отверстия, должна составлять не менее 1,0 мм2 для печатных плат 2го класса плотности.

5) Выбор типа элемента проводится с учётом номиналов, указанных в схеме. Важнейшим условием устойчивой работы электронной схемы является использование проверенных и абсолютно исправных комплектующих, а также технологически правильный монтаж на печатной плате. При установке и креплении навесных элементов на печатную плату следует учитывать следующие требования: работоспособность элементов в заданных условиях эксплуатации изделия, рациональную компоновку полупроводниковых приборов и микросхем по тепловому режиму (удаление этих элементов от источников, выделяющих большое количества тепла); влияние магнитных полей на элементы, критичные к магнитным полям; ремонтопригодность печатного узла (доступность подборочных и регулировочных элементов схемы при ремонте и регулировке параметров, при настройке); защиту монтажа, расположенного вблизи схемных элементов от механических повреждений; возможность доступа к элементам (особенно к микросхемам) для замены; возможность технологических процессов ручной или механизированной установки элементов.

Для каждого вывода устанавливаемого элемента предусмотрено отдельное монтажное отверстие. Элементы с выводами, сечения которых квадратные или прямоугольные, устанавливаются в круглые отверстия.

При установке навесных элементов на П.П. необходимо учитывать расстояние между корпусами элемента и краем печатной платы, которое должно быть не менее 1 мм, а между корпусом выводами элемента и краем печатной платы - не менее 2 мм. Расстояние между корпусом соседнего элемента или между корпусом и выводами соседних элементов, которые выбирают с учётом условий теплоотвода и допустимой разности потенциалов между ними. Это расстояние не должно быть менее 0,5 мм.

При монтаже и пайке элементов, проводников и кабелей следует избегать длительного прогревания паяльником, так как это приводит к невосстановимым изменениям параметров, плавлению изоляции, смещению внутренних жил проводников и др. При пайке должен использоваться только низковольтный маломощный паяльник с тонким жалом и регулируемой температурой нагрева.

В качестве припоя с низкой температурой плавления, используется ПОС-61. В качестве флюсов можно применять спиртовой раствор канифоли. После пайки остатки флюса должны быть смыты спирто-бензиновой смесью с соблюдением всех мер предосторожности при работе с легковоспламеняющимися жидкостями.

Надёжную и долговременную работу электронного ЭИРТ, можно обеспечить только при правильном и точном выполнении требований по установке, монтажу и пайке микросхем. ИМС на плате располагают линейно и пряморядно, при этом штырьковые выводы должны совпадать с узлами координатной сетки. Микросхемы устанавливаются с зазором или прокладкой, чтобы обеспечить изоляцию корпуса от печатных проводников, размещённых на основании П.П. Изоляционные прокладки предварительно приклеивают к поверхности платы. ИМС необходимо установить на печатной плате на значительном расстоянии от тепловыделяющих элементов схемы, на них не должны действовать внешние электромагнитные поля от трансформаторов, дросселей и постоянных магнитов. Между корпусом каждой микросхемы и печатной платы должен быть выдержан зазор не менее 1,5 мм.

Перед установкой микросхемы на плату необходимо произвести формовку и обжатие выводов с помощью специального монтажного инструмента так, чтобы исключалась механическая нагрузка на места крепления выводов. Выводы микросхемы изгибаются радиусом, равным двойному диаметру этого вывода. После формовки и обрезки выводов ИМС их длина должна быть не менее 5,5 мм при толщине печатной платы 1,5 мм.

Для установки и монтажа ИМС будем придерживаться следующих правил:

по возможности воздерживаться от кислотных флюсов, лучше применять канифоль или бескислотные флюсы с обязательной промывкой места пайки спиртом;

не пользоваться высокотемпературными припоями;

необходимо использовать металлический теплоотвод, который прикладывается к каждой ножке ИМС, припаиваемой к печатной плате (в качестве теплоотвода удобно применять пинцет);

время нагрева отдельных выводов ИМС при пайке не должно превышать 1…2с;

места на печатной плате перед установкой ИМС должны быть тщательно подготовлены; с них должны быть удалены всевозможные посторонние частицы, следы грязи и ржавчины;

демонтаж ИМС допускается производить не более двух раз;

при распайки выводов ИМС температура жала паяльника должна быть не более 280єС;

минимальное расстояние от корпуса микросхемы до границы припоя по длине вывода-1…1,5 мм;

интервал времени между пайками соседних выводов не менее 3с;

мощность паяльника не должна превышать 25 Вт;

жало паяльника должно быть заземлено, при этом переходное сопротивление в месте контакта заземления не должно превышать 0,1 Ом;

корпус ИМС и изоляторы выводов необходимо оберегать от брызг и паров флюса;

После монтажа места пайки необходимо очистить от остатков флюса моющей жидкостью, не оказывающей вредного влияния на корпус и выводы ИМС.

Sуст.=1,25ВН х NDD, (3.1.)

где В-ширина МС, а Н - длина МС, NDD - количество МС. Ширина и длина корпуса одной микросхемы 7х22 мм. Подставим эти данные в формулу (3.1.) и получаем:

Sуст.=1,25 х 0,7 х 2,2 х 4=7,7 см2

С учётом коэффициента использования площади печатной платы (2…3) установочная площадь равна 15,4…23,1 см2.

Сборочный чертёж печатной платы изображён на листе № графической части дипломного проекта.

Таблица 3.6. Расчёт полной цены разработанного устройства

НДС составляет 0% так как ЭИРТ только что разработан и продаётся в единичных экземплярах.

3.4 Безопасность и экологичность проекта

В процессе производства ЭИРТ технологический процесс предусматривает стадии производства, являющиеся вредными, как для окружающей среды, так и для человека. Наиболее вредными являются технологические процессы пайки и травления печатной платы. Поэтому необходимо принимать соответствующие меры по обеспечению охраны труда работников и охране окружающей среды.

При пайке ЭРЭ на печатную плату и нанесении припоя на контактные площадки наиболее часто применяются свинцово-оловянные припои: ПОС-40, ПОС-61, ПОСК-50-18 и др. Процесс пайки сопровождается загрязнением воздушной среды, рабочей поверхности одежды, рук, лица человека свинцом. Это может привести к отравлению организма и вызвать изменения крови, нервной системы и сосудов.

В помещениях, где производится пайка припоем, содержащим свинец, во избежании попадания свинца в организм, не разрешается хранить личные вещи, принимать пищу и курить, а так же запрещается стирать рабочую одежду в домашних условиях.

Рабочее место пайки оборудуется вытяжной вентиляцией, обеспечивающей концентрацию свинца в рабочей зоне не более предельно допустимой среднесменной величины 0,01/0,007 мг/куб. м. Вентиляционные трубы от вытяжной вентиляции оборудуются специальными пыле улавливателями, которые после использования хранятся в специальных контейнерах, а затем уничтожаются. Для предотвращения ожогов и загрязнения свинцом одежды и рук человека, необходимо соблюдать технику безопасности и меры по охране труда, которые регламентируются в инструкциях предприятия.

Наиболее эффективными мерами, предупреждающими профессиональные заболевания при пайке, является механизация и автоматизация паяльных работ, внедрение новых технологических процессов обслуживания методом погружения, избирательная пайка волной припоя, что позволяет полностью исключить соприкосновение кожи работающих со свинцом и флюсами.

При изготовлении печатных плат производится механическая обработка сложных пластиков. Промывка плат производится в спиртобензиновой смеси и ацетоне. При их использовании необходимо учитывать, что эти вещества являются пожароопасными и вредными для здоровья.

Химическая очистка плат при производстве осуществляется растворами фосфатов (тринатрий-фосфат), натриевой соды, натриевой щелочи и др. При постоянной работе с растворами часты различные хронические поражения кожи. Весьма опасно попадание даже самых малых доз NaOH в глаза.

В процессе химического омеднения применяются вредные вещества: серная, соляная и азотная кислоты, хлорная медь, гидроокись натрия и т.п. При работе с ними необходимо соблюдать требования правил безопасности.

После локальной очистки доочистка сточных вод производится на очистных сооружениях.

Заключение

Разработанный в данном дипломном проекте электронный измеритель-регулятор температуры нашёл широкое применение. Например, на птицефабрике теперь не нужно беспокоиться об изменении температуры в инкубаторе и постоянно подбегать к термометру и следить за тем, чтобы температура была постоянной, ведь в случае её изменения срабатывает управляющий элемент, которое отключает нагревательные элементы. Уже этот один пример говорит о том, что старания при разработке этого устройства прошли не зря, а позволили создать довольно простое и надёжное устройство.