Основы конструирования и технологии производства РЭС: учебное пособие по курсовому проектированию

 

 
 
 
 
 

В. Н. Леухин 

 
 
 
 

Основы конструирования  

и технологии производства РЭС 

 
 
 
 

Учебное пособие 

по курсовому проектированию 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2017 

 

УДК 621.396: 621.397 
ББК  32 

Л 52 

 
Рецензенты: 

д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой радиотехнических и медико- 
биологических систем ПГТУ А. А. Роженцов; 
профессор кафедры проектирования и производства электронновычислительных средств  ПГТУ, доцент Ю. В. Захаров 

 

 

Печатается по решению  

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 
 

Леухин, В. Н.  

Л 52    Основы конструирования и технологии производства РЭС: учеб
ное пособие по курсовому проектированию / В. Н. Леухин. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2017. – 76 с. 
ISBN 978-5-8158-1915-3 

  

Представлены теоретические сведения по проектированию радиоэлек
тронных узлов на печатных платах преимущественно с монтажом на поверхность. Даны рекомендации по последовательности проектирования, 
рассмотрены особенности выполнения отдельных этапов; представлены 
необходимые справочные данные. Изложена методика проведения проверочных расчетов конструкции радиоэлектронного узла и печатной платы. 
Рассмотрены основные правила и примеры оформления комплекта конструкторской документации.   

Для студентов направлений подготовки 11.05.01 «Радиоэлектронные 

системы и комплексы», 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств», изучающих дисциплины «Основы конструирования и 
технологии производства РЭС», «Основы конструирования электронных 
средств». 

УДК 621.396: 621.397 

ББК  32 

 
ISBN 978-5-8158-1915-3 
© Леухин В. Н., 2017                                             
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2017 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

Предисловие ................................................................................................. 4 
Введение ....................................................................................................... 5 
1 Цель и задачи выполнения курсовой работы… ............................... 6 
2 Общие требования к содержанию  
и составу курсовой работы ...................................................................... 7 
     2.1 Пояснительная записка ............................................................................7 
     2.2 Графическая часть ...................................................................................9 
     2.3 Защита курсовой работы .........................................................................9 
3 Техническое задание на курсовую работу ......................................... 10 
4 Особенности проектирования конструкции и технологии  
изготовления печатных узлов с монтажом на поверхность ............. 17 

4.1 Анализ технического задания на проектирование .............................. 19 
4.2 Анализ схемы электрической принципиальной .................................. 24 
4.3 Выбор элементной базы ........................................................................ 28 
4.4 Предварительный выбор конструктивно-технологических  
решений ........................................................................................................ 37 

4.4.1 Выбор конструктивно-технологического варианта узла .......... 38 
4.4.2 Выбор типа и класса точности печатной платы ......................... 39 
4.4.3 Выбор вариантов установки компонентов ................................. 43 
4.4.4 Определение посадочных мест компонентов ............................ 49 
4.4.5 Определение размеров печатной платы ..................................... 51 

5 Рекомендации по проектированию  
    радиоэлектронного узла ...................................................................... 54 

5.1 Компоновка элементов на печатной плате .......................................... 54 
5.2 Рекомендации по трассировке печатной платы .................................. 56 
5.3 Особенности разработки печатной платы  
      с использованием программы Sprint-Layout 6 R  ................................ 61 

5.3.1 Создание чертежа печатной платы ............................................. 68 

Библиографический список  ...................................................................... 69 
Приложение А. Пример оформления перечня элементов ....................... 70 
Приложение Б. Пример оформления спецификации .............................. 71 
Приложение В. Пример оформления схемы электрической                     
принципиальной.......................................................................................... 73 
Приложение  Г. Пример оформления чертежа печатной платы............. 74 
Приложение  Д. Пример оформления сборочного чертежа .................... 75 
 
 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 

Учебным планом для студентов специальности  «Радиотехни
ческие системы и комплексы» помимо основных профилирующих дисциплин предусмотрено также изучение особенностей 
проектирования электронных средств и технологии их изготовления. Углублению познаний в этой области способствует и выполнение курсовой работы.  

Основной целью изучения дисциплины  «Конструирование и 

технология производства радиоэлектронных средств» является 
формирование у студентов профессиональных навыков в области 
современных методов конструирования и технологии, к которым 
автор относит использование поверхностного монтажа компонентов, а также умение грамотного оформления конструкторской 
и технологической документации.  

Вопросы конструирования и технологии производства РЭС 

занимают одно из центральных мест в их проектировании. Действительно, даже прекрасно отработанный замысел (проект) на 
уровне системо- и схемотехнического проектирования, но не претворенный в реальную конструкцию (изделие) для общества 
практически ничего не дает. Соответственно он не дойдет и до 
стадии эксплуатации.  

Автор будет признателен читателям за все замечания по со
держанию и оформлению издания, которые следует направлять 
по адресу: 424000, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, ПГТУ (кафедра КиПР). 

С целью обеспечения сквозной подготовки специалистов тех
нического профиля схемотехнической и конструкторской направленности оформление настоящего лабораторного практикума 
выполнено в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-95. Текстовые документы. Правила оформления. 

 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Проектирование радиоэлектронных средств (системотехниче
ское, схемотехническое, конструкторское, технологическое) предполагает создание комплекта документации, необходимого для изготовления изделия. При этом конструкция РЭС и особенности ее 
производства характеризуются множеством параметров, которые 
должны удовлетворять предъявляемым тактико-техническим требованиям (массогабаритным показателям, показателям надежности, электромагнитной совместимости, совместимости с объектом 
установки и человеком-оператором, обеспечению устойчивости 
работы в заданных климатических условиях). 

Основными решаемыми задачами при выполнении курсовой 

работы является выбор элементной базы (преимущественно для 
монтажа на поверхность), разработка печатной платы с использованием программ SprintLayOut,  DipTrase и др., разработка технологии сборки печатного узла с подготовкой соответствующих 
конструкторских и технологических документов, отвечающих 
требованиям ЕСКД и ЕСТД, выполнение необходимых конструкторских и технологических расчетов. 

В качестве задания на курсовую работу выдаются схема элек
трическая принципиальная, содержащая 40-60 схемных элементов (микросхем, полупроводниковых  приборов, пассивных компонентов), и данные об условиях эксплуатации и программе выпуска изделия. Реализация выполнения курсовой работы производится комплексно совместно с лабораторными работами «Разработка лицевой панели радиоэлектронного устройства» [1] и 
«Разработка технологического процесса изготовления радиоэлектронного узла с монтажом на поверхность» [2]. 

1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 

 

Целью курсовой работы является привитие студентам навыков 

и умений, необходимых в трудовой деятельности специалиста 
направления подготовки «Радиотехнические системы и комплексы» для выполнения производственных функций по проектированию (конструированию) электронных средств и технологической подготовке их производства, предусмотренных общеобразовательной программой (ООП). 

Основными решаемыми задачами при выполнении курсовой 

работы является выбор элементной базы (преимущественно для 
монтажа на поверхность), разработка печатной платы с использованием программ SprintLayOut или DipTrase, разработка технологии сборки печатного узла с подготовкой соответствующих конструкторских и технологических документов, отвечающих требованиям ЕСКД и ЕСТД, выполнение необходимых конструкторских и технологических расчетов. 

Задачами курсовой работы также являются: 
– систематизация, расширение и закрепление теоретических 

знаний студентов в направлениях их будущей профессиональной 
деятельности; 

– приобретение опыта самостоятельного решения практиче
ских задач с использованием действующих стандартов, методик и 
программного обеспечения; 

– выяснение уровня приобретенных студентами знаний, уме
ний и навыков профессиональной деятельности и подготовленности их к самостоятельной работе в условиях производства, умения аргументированно обосновывать принимаемые решения. 

2 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ  
И СОСТАВУ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 

 

Курсовая работа является документом, в котором изложены 

результаты 
проектирования. 
Она 
состоит 
из 
расчетно
пояснительной записки (ПЗ) и графических материалов, которые 
отражают решение инженерной задачи, установленной заданием 
на проектирование. 

 
2.1 Пояснительная записка 
 
Пояснительная записка должна кратко и четко раскрывать за
дачи, решаемые в работе, содержать технико-экономические 
обоснования принимаемых решений, выбор методик для конструкторских и технологических расчетов и анализ их результатов. 

Пояснительная записка относится к техническим документам и 

должна оформляться в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-95 
Общие требования к текстовым документам. Основные моменты данного стандарта изложены в [3-5], а также в виде стандартов Самарского  (http://home.samgtu.ru/~auts/trebovania.htm) и 
Тамбовского (uks.tstu.ru/doc/norm_doc/stp.doc)  государственных 
технических  университетов.  

Объем расчетно-пояснительной записки ориентировочно дол
жен составлять 35 - 40 страниц текста, выполненного на стандартных 
листах 
формата 
А4. 
Типовая 
структура 
расчетно
пояснительной записки  представлена в таблице 1.1. 

В приложениях к ПЗ размещаются графические документы 

(схемы, чертежи), спецификация, перечень элементов. Допускается помещать в приложении отдельные справочные и вспомогательные материалы, выполненные методом ксерокопирования. 

Таблица 1.1 – Структура расчетно-пояснительной записки 
 

Структура записки
Количество 

страниц

Титульный лист
1

Задание на работу
2

Реферат (аннотация)
1

Содержание
1- 2

Перечень условных
обозначений,

сокращений и терминов
1

Введение
1- 2

Основная часть:
1.
Анализ технического задания (назначение и 
условия эксплуатации изделия).

2.
Схемотехническая часть. Анализ схемы, выбор элементной базы. 

3.
Разработка технических требований к конструкции изделия.

4.
Конструкторские обоснования, построения 
и расчеты.

5.
Разработка печатной платы и конструктивно-функционального узла, выполнение конструкторской документации.

6.
Разработка структурной схемы технологического процесса сборки радиоэлектронного 
узла и разработка маршрутного технологического процесса

30

Выводы
1

Список литературных источников
1- 2

Приложения
Без

ограничений

 
 

2.2 Графическая часть 
 
Графическая часть работы состоит из материалов, оформленных 

в соответствии с требованиями ЕСКД [7-12] и включающих в себя: 

1) структурную или функциональную схему проектируемого 

изделия; 

2) принципиальную схему проектируемого изделия; 
3) чертеж  печатной платы 
базового конструктивно
функционального узла; 

4) сборочный чертеж конструктивно-функционального узла; 
5) структурную схему сборки радиоэлектронного узла. 
Графические документы могут быть представлены в виде пре
зентации, но в этом случае в приложениях к ПЗ прилагается распечатка презентации на формате А4. 

Чертежи и схемы, представленные на защиту студентом, яв
ляются основным документом, на основе которых комиссия оценивает качество его общей технической подготовки. 

 
2.3 Защита курсовой работы 
 
Выполненная и оформленная в соответствии с указанными 

требованиями курсовая работа, проверенная и подписанная руководителем, подлежит публичной защите. 

При защите работы студент в течение 8 -10 мин. доклады
вает о поставленной перед ним задаче и путях ее реализации в 
проекте, приводит анализ этого решения и обосновывает полученные результаты, ссылаясь на выполненные чертежи и 
расчетно-пояснительную записку. При этом отмечаются оригинальные конструкторские решения и пути дальнейшего совершенствования конструкции РЭС. 

План защиты работы строится в определенной  последова
тельности: 

1) тема и актуальность проекта; 

2) исходные данные (анализ электрической принципиальной схе
мы и ТЗ); 

3)  выбор элементной базы; 

4) техническое решение (компоновка, размещение и трасси
ровка,  материал, покрытия, соединители); 

5) 
защита от дестабилизирующих факторов; 

6) 
результаты проверочных конструкторских расчетов; 

7) 
технологический процесс сборки радиоэлектронного узла 

и используемое при этом оборудование и материалы; 

8) 
выводы о выполнении ТЗ и перспективах развития разра
ботанной конструкции РЭС. 

 
3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ 
 
В качестве задания выдается схема электрическая принципи
альная, содержащая 40-60 схемных элементов (микросхем, полупроводниковых  приборов, пассивных компонентов, в том числе 
не менее 10 элементов, устанавливаемых на лицевой панели: индикаторы, регуляторы, переключатели) и данные об условиях 
эксплуатации и программе выпуска изделия. 

Источниками схем могут являться популярные радиотехниче
ские журналы, например «Радио», «Радиолюбитель», научнотехнические журналы «Приборы и техника эксперимента», 
«Схемотехника», а также производственная тематика или же будущая выпускная квалификационная работа. 

Основные требования вытекают из технического задания, ко
торое выдается для учебных целей в виде шифра, например: 

Тип аппаратуры (первый элемент обозначения): 
1 - стационарная; 
2 - носимая; 
3 - возимая на автомобильном транспорте; 
4 - возимая на гусеничном транспорте; 
5 - морская (судно); 
6 - авиационная (с поршневым двигателем); 
7 - авиационная (с реактивным двигателем); 
8 - ракетная и космическая; 
9 - буйковая. 

Тип аппаратуры обуславливает прежде всего уровень механических воздействий и действующую систему стандартов применительно к объекту установки (например, система базовых несущих 
конструкций  возимой аппаратуры, которая предопределяет возможные габаритные размеры печатных плат, несущие рамки, 
способ их установки в блок и т.д.), а также требования к массогабаритным показателям, показателям надежности, энергопотребления, стоимости и др. Параметры механических воздействий 
приведены в таблице 3.1. Некоторые из параметров воздействий, 
приведенных в таблице,  характерны только для критических ситуаций. Например, ударное ускорение до 400 g для гусеничного и