4.2 Расчет проводящего рисунка печатной платы

Элементы устройства размещены на односторонней плате, так как насыщенность элементами в данной печатной плате средняя и используется поверхностный монтаж. В состав элементов входят как дискретные элементы, так и микросхемы, поэтому целесообразно разработать плату третьего класса точности. Так как плата односторонняя, ее следует изготовить химическим способом. Толщина платы выбирается из условий прочности. В данном случае она равна 1,5 мм. Плата изготовлена из стеклотекстолита СФ-1-35-1,5 ГОСТ 10316-82.

Исходные данные:

- чертеж печатной платы МРМТ.210306.003;

- схема электрическая принципиальная МРМТ.210306.003 Э3;

- перечень элементов МРМТ.210306.003 ПЭ3;

- максимальный ток, протекающий в проводниках Imax = 100 мA ;

- допустимое падение напряжения в проводниках Uдоп = 0,45 В.

4.2.1 Определяем минимальную ширину, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

bmin1 = Imax / (i* t), (5)

где i – допустимая плотность тока, А/мм;

t – толщина проводника, мм.

bmin1= 0.1/(15*0.035) = 0.19 мм

4.2.2 Определяем минимальную ширину проводника, мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем:

bmin2 = (ρ*Imax*l) / (t*Uдоп), (6)

где ρ – удельное объемное сопротивление, Ом;

l – длина проводника, м

bmin2 = (0.05*0.1*0.075) / (0.035*0.45) = 0.024мм

4.2.3 Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий, d

d = dэ + /Δdно + r/, (7)

где dэ – максимальный диаметр выводов устанавливаемого ЭРЭ, мм;

Δdно – нижнее предельное отклонение от номинального диаметра

монтажного отверстия, мм;

r – разница между минимальным диаметром отверстия и

максимальным диаметром выводов ЭРЭ, мм.

d = 0.5 + /-0.05 + 0.1/ = 0.55 = 0.6 мм.

Исходя из ряда предпочтительности отверстий, выбираем диаметр отверстия 0,6 мм.

4.2.4 Рассчитываем диаметр контактных площадок :

Dmin = D1min + 1.5hф, (8)

где hф – толщина фольги, мм;

D1min – минимальный эффективный диаметр контактной площадки,

мм

D1min = 2(bм + dmax/2 + δd + δp), (9)

где dm – расстояние от края просверленного отверстия до края

контактных площадок, мм;

δd и δp –допуски на расположение отверстий и контактных

площадок, мм;

dmax – максимальный диаметр просверленного отверстия, мм

dmax = d + Δd + (0.1…0.15), (10)

где Δd – допуск на отверстие, мм

dmax = 0.6 + 0.15 + 0.1 = 0.85 мм,

D1min = 2(0.045+0.85/2+0.15+0.25) = 1.94 мм;

Dmin = 1.94+1.5*0.02 = 1.97

Максимальный диаметр контактной площадки:

Dmax = Dmin+(0.02…0.06), (11)

Dmax = 1.97+0.02 = 1.99 мм

4.2.5 Определяем ширину проводников

Минимальная ширина проводника:

bmin = bmin1+1.5*hф, (12)

где bmin1 – минимальная эффективная ширина проводника, для

третьего класса равняется 0.18 мм.

bmin = 0.18+1.5*0.035 = 0.23 мм.

Максимальная ширина проводника:

bmax = bmin+(0.02…0.06), (13)

bmax = 0.23+0.04 = 0.27 мм

4.2.6 Определяем минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

S1min = Lo-((Dmax/2δp) + (bmax/2+δl)), (14)

где Lo – расстояние между центрами рассматриваемых элементов,

мм;

δ l – допуск на расположение проводников, мм

S1min = 2.5-[(1.99/2+0.2) + (0.27/2+0.05)] = 1.2 мм

4.2.7 Рассчитываем минимальное расстояние между двумя контактными площадками

S2min = Lo - (Dmax+2δp), (15)

S2min = 2.5 – (1,9+0.2) = 0,4 мм

4.2.8 Минимальное расстояние между проводниками:

S3min = Lo - (bmax+2δl), (16)

S3min = 2.5 – (0.27+0.1) = 1.62 мм.

Вывод: т.к. условия b=0,25мм ≥ {bmin1=0,19мм, bmin2=0,024мм}, S=0,25 ≤ {S1=1,09мм, S2=0,4мм, S3=1,63мм} выполняется, то плату можно изготовить с параметрами, соответствующими 3 классу точности.

Расчет выполнялся по [ 7,8 ]