Лекции / Курс лекций по ОПЭС (Прасов) / Лекция (14)

Лекция №15 (28.04.06)

Расчет конструктивных параметров печатных плат

(рис 1)

Конструктивный расчет печатного рисунка входят следующие параметры:

- проходное отверстие

- диаметр контактной площадки

- ширина печатного проводника

- расстояние между печатными проводниками

- расстояние между осями печатного проводника

- расчетная толщина печатной платы

- толщина печатного проводника (фольга)

-отношение диметра металлизированного отверстия к толщине п/п (1 -0,4; 2 – 0,33; 3- 0,3)

Ширина платы

Диаметр контактной площадки.

- ширина проводника от края просверливания до края плозадки (1 – 0,5; 2 – 0,25; 3 - 0,15)

- погрешность относительно координатной сетки (<=0,07)

- погрешность расположения контактной площадки относительно координационной сетки (<=0,15)

- погрешность расположения отверстия фотошаблона, относительно координационной сетки (<=0,06)

Ширина проводника

- погрешность смещения проводника относительно координатной сетки (<=0,05)

- минимальное расстояние, которое может быть получено между проводником и контактной площадкой.

- расстояние между п/п

Полностью методика расчета конструктивно технических параметров находится в ГОСТ 23.---.

А так же ОСТ 4ГО.010.019.

А.Я. Куземин «конструирование и микроминиатюризация ЭВА»

Прасов «методические указания к лабораторной работе расчет печатного монтажа и электрических соединений»

Некоторые правила конструирования печатных плат.

Качество печатной платы зависит от ряда факторов:

- применяемого материала

- защитных покрытий

- технологии изготовления

- расчета конструктивных параметров печатных проводников, а так же режимов работы электрической принципиальной схемы.

Поэтому кроме расчета конструктивных параметров весьма важным является электрический расчет. Электрический расчет печатных проводников проводится:

А) ориентировочный расчет

Б) проверяются и уточняются после изготовления и испытания

Электрический расчет ведется по постоянному току, определяются:

- сопротивления проводников

- падение напряжение на проводниках

- сопротивление изоляции

По переменному току в зависимости от частоты сигнальных цепей определяются:

- активное сопротивление по переменному току,

- емкость между проводниками,

- индуктивность,

- взаимоиндуктивность

- напряжение помехи.

При разработке конструкции п/п необходимо руководствоваться стандартами и НТД:

1) выбор габаритных изделий

2) числа слоев

3) параметров печатных проводников

4) электрический расчет

1. максимальный размер сторон печатных плат как ОПП, ДПП, МПП не должны превышать 500 мм. Как правило, до 100 мм печатные платы изготавливаются без дополнительных элементов жесткости, а дальше предусматриваются элементы жесткости.

2. соотношение размеров печатной платы сторон для упрощения компоновки и унификации размеров рекомендуются масштабы сторон: 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 3:2, 5:2 и изготавливать печатные платы прямоугольной формы.

3. при разбиении схемы Э3 по слоям следует стремится к минимизации слоев из-за экономических соображений. Каждый слой должен нести определенную функциональную нагрузку (например слой цепи питания, сигнальные цепи). Следует помнить что ММП значительно дороже ОПП и ДПП.

4. для взаимного расположения элементов печатных проводников, контактных площадок, надо использовать координатную сетку. Координатную сетку (начало) рекомендуется устанавливать в левом крайнем угле или в центре технологического отверстия (в левом угле).

5. по краям печатной латы необходимо оставлять зону 10-15 мм, размещение на которых запрещено

6. для ориентации интегральных схем на печатной плате должны быть предусмотрены ключи.

7. координаты монтажных отверстий можно задавать:

А) нумерацией отверстий с занесением размеров их координат по осям «x» и «y» в таблицу

Б) указывать размеры координат за пределами рисунка.

8. прокладка рядом входных и выходных печатных проводников не рекомендуется, из-за помех.

9. проводники входных высокочастотных цепей должны прокладываться в первую очередь и быть максимально короткими

10. заземляющие проводники, по которым протекают суммарные токи следует изготавливать максимально широкими.

11. диаметры монтажных проводников отверстий 0,5; 0,8; 1; 1,3

12. число отверстий различных диаметров на печатной плате следует сводить к минимуму, желательно не более 3.

13. выбор размеров печатной платы должно производится исходя из следующего графика

(рис 2)

Основы надежности

Основные термины и определения надежности

Любое изделие ЭС состоит из множества отдельных ЭРЭ и ИС. В процессе эксплуатации изделие может выходить из строя, т.е. выходить из рабочего состояния.

Надежность изделия – это свойства изделия обеспечивать работоспособное состояние и выполнять в течении требуемого времени его функциональные назначения заданные в ТУ, ТЗ и т.д.

Надежность характеризуется количественными и качественными показателями.

Количественные – надежность характеризуется критериями надежности, к ним относят:

- вероятность безотказной работы , интенсивностью отказа , среднее время наработки .

Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что в изделии в заданном интервале времени не произошло ни одного отказа, и определяется таким выражением

Отказ - это такое состояние изделия, при котором хотя бы один из его рабочих параметров не соответствует техническим условиям. Отказы по своему характеру могут быть подразделены на внезапные и постепенные.

Интенсивность отказов - это число отказов в единицу времени отнесенное к среднему числу безотказно работающих изделий на данном отрезке времени: , где - число изделий отказавший за время .

Или эта величина равна