лабораторная работа / геометрические параметры / LR3

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

Кафедра УИТ

Практическая работа по КТОП

Тема: Расчет конструкции печатной платы

Генератор случайных чисел

Выполнил: ст. гр. УИТ-41

Бессмертный С.А.

Проверил: преподаватель

Фомина Н.Н.

Балаково 2000

Соединение элементов:

1) GND  DD1(7)  DD2(7)  DD3(7)  DD3(7)  DD4(7)  DD5(7)  VT2(K)  VT3(K)  C2(-)  SA2(1)  SA3(1)

2) +9V  DD1(14)  DD2(14)  DD3(14)  DD3(14)  DD4(14)  DD5(14)  VT1(Э)  R2(1)  R5(1)  R10(1)

3) DD1(2,5,6)  R1(1)  VD1(+)  R2(2)  SA2(2)

4) DD1(8)  R1(2)  VD1(-)  C2(+)

5) DD1(4,9)

6) DD1(10)  R6(1)

7) DD1(1)  R3(1)  C1(1)

8) DD1(3,12,13)  R3(2)  R4(1)

9) DD1(11)  R4(2)  C1(2)  DD2(4)

10) DD2(1)  DD5(12)  VT2(Б)

11) DD2(2)  DD3(4)

12) DD2(3)  DD5(11)

13) DD2(5)  DD3(5)  DD4(10)

14) DD2(6)  DD3(6)  R5(2)

15) DD2(8)  HL1(7)

16) DD2(9)  HL1(6)

17) DD2(10)  HL1(4)

18) DD2(11)  HL1(2)

19) DD2(12)  HL1(1)

20) DD2(13)  HL1(10)

21) DD3(1)  HL2(9)

22) DD3(3)  DD5(9)

23) DD3(8)  HL2(7)

24) DD3(9)  DD4(1,2)

25) DD3(10)  HL2(4)

26) DD3(11)  HL2(2)

27) DD3(12)  DD5(10)  VT3(Б)

28) DD3(13)  HL2(10)

29) DD4(3,12,13)  DD4(9)

30) DD4(11)  R7(1)

31) DD4(6)  DD5(1)

32) DD4(5)  R10(2)  SA3(2)

33) DD4(10)  DD4(8)

34) DD5(2,3,4,5,13)

35) VT1(Б)  R6(2)

36) VT1(K)  HL1(3,8)  HL2(3,8)

37) VT2(Э)  R8(1)

38) R8(2)  HL1(9)

39) VT3(Э)  R9(1)

40) R9(2)  HL2(1)

41) HL2(6)  R7(2)

Расчет геометрических параметров

1. Выбран комбинированный метод изготовления и 4 класс точности ПП

ГОСТ 23751-86

2. Материал платы: стеклотекстолит высшего сорта толщиной 1 мм, облицованный с двух сторон медной оксидированной фольгой толщиной 50 мкм, ГОСТ 10316-77

3. Минимальная ширина проводника по постоянному току для цепей питания и заземления

4. Минимальная ширина проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем

 - удельное объемное сопротивление, 0,0175 Оммм²/м

l – длина проводника, 0,2 м

U_доп = 90,05 = 0,45 В

4. Номинальное значение диаметров монтажных отверстий

Д = Д_выв + |d_нс| + ₃

Д_выв – максимальный размер вывода, устанавливаемого ЭРЭ

d_нс – нижнее предельное отклонение от номинального монтажного отверстия,

d_нс = -0,05 мм

₃ – разница между минимальным диаметром вывода ЭРЭ (0,1…0,4мм), принимается ₃ = 0,1 мм

Д₁ = 0,6 + |-0,05| + 0,1 = 0,75 мм

Д₂ = 0,5 + |-0,05| + 0,1 = 0,65 мм

Д₃ = 0,95 + |-0,05| + 0,1 = 1,1 мм

4. Минимальный диаметр металлизированного переходного отверстия

Д_{M min}  Н_рас

Н_рас – расчетная толщина платы, 1мм

 - отношения диметра отверстия к толщине пластины, 0,33

Д_{M min}  10,33 = 0,33 мм

4. Минимальный размер контактных площадок для ДПП,

Для оплавляемого покрытия олово-свинец:

Д_min = Д_{1 min} + 1,5h₂

Д_{1 min} = 2(b_м + Д_{0 max}/2 + _d + _p)

где

b_м – расстояние от края просверленного отверстия до края площадки, 0,05 мм

_d, _p – допуски на расположение отверстий и контактных площадок

_d =0,05 мм, _p = 0,15 мм

Д_{0 max} - максимальный диаметр просверленного отверстия

Д_{0 max} = Д₀ + d + (0,1…0,15)

где

d – допуск на отверстие

d₁ = 0.05мм, d₂ = 0.05мм, d₃ = 0.1мм

Д₀ – номинальный диаметр металлизированного отверстия

Д₀₁ = 0,75 мм, Д₀₂ = 0,65 мм, Д₀₃ = 1,1 мм

Д_{0 max1} = 0,75 + 0,05 + 0,1 = 0,9 мм

Д_{0 max2} = 0,65 + 0,05 + 0,1 = 0,8 мм

Д_{0 max3} = 1,1 + 0,1 + 0,1 = 1,3 мм

Д_{1 min1} = 2(0,05 + 0,9/2 + 0,05 + 0,15) = 1,4 мм

Д_{1 min2} = 2(0,05 + 0,8/2 + 0,05 + 0,15) = 1,3 мм

Д_{1 min3} = 2(0,05 + 1,3/2 + 0,05 + 0,15) = 1,8 мм

Д_min1 = 1,4 + 1,50,05 = 1,475 мм

Д_min2 = 1,3 + 1,50,05 = 1,375 мм

Д_min3 = 1,8 + 1,50,05 = 1,875 мм

8. Максимальный диаметр контактной площадки

Д_max = Д_min + (0,02…0,06)

Д_max1 = 1,475 + 0,02 = 1,495  1,5 мм

Д_max2 = 1,375 + 0,02 = 1,395  1,4 мм

Д_max3 =1,875 + 0,02 = 1,895  1,9 мм

8. Минимальная ширина проводника для ДПП

t_min = t_1min + 1,5h₂ + t

t_1min – минимальная эффективная ширина проводника, 0,15 мм

t – допуск на ширину проводника, 0,03 мм

t_min = 0,15 + 1,50,05+0,03 = 0,255 мм

8. Максимальная ширина проводника для ДПП

t_max = t_min + (0,02…0,06) = 0,255 + 0,2 = 0,275 мм

8. Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой

S_1min = L₃ – [(Д_max/2 + _p) + (t_max/2 + _l)]

где

L₃ – расстояние между центрами рассматриваемых элементов, 1,25 мм

_l – допуск на расположение проводников, 0,03 мм

S_1min1 = 1,25 – [(1,495/2 + 0,15) + (0,275/2 + 0,03)] = 0,185 мм

S_1min2 = 1,25 – [(1,395/2 + 0,15) + (0,275/2 + 0,03)] = 0,235 мм

S_1min3 = 2,5 – [(1,895/2 + 0,15) + (0,275/2 + 0,03)] = 1,235 мм

8. Минимальное расстояние между двумя проводниками

S_2min = L₃ – (t_max + 2_l) = 1,25 – (0,275 + 20,03) = 0,915 мм

8. Минимальное расстояние между двумя контактными площадками

S_3min = L₃ – (Д_max + 2_р)

S_3min1 = 2,5 – (1,495 + 20,15) = 0,705 мм

S_3min2 = 2,5 – (1,395 + 20,15) = 0,805 мм

S_3min3 = 2,5 – (1,895 + 20,15) = 0,305 мм

8. Минимальное расстояние для прокладки проводников в магистральном каналемежду двумя контактными площадками металлизированных отверстий

S_4min = 0,5(Д_1max + Д_2max) + 2_р + (t_max + 2₂)N_п + S(N_п + 1)

N_п – число проводников в магистральном канале, 6

S – номинальное расстояние между проводниками, 0,15 мм

S_4min = 0,5(1,345 + 1,945) +20,15 + (0,275 + 0,03)6 + 0,15(6 +1) =

Вывод: После проведения конструктивно-технологического расчета видно, что разводка ПП обеспечит хорошую работу схемы. Минимальная ширина проводника соответствует классу точности ПП, методу изготовления и свойствам материала. Отсутствуют малые зазоры, т.е. расстояние между контактными площадками и проводниками, между двумя контактными площадками, между двумя проводниками не меньше рассчитанных минимальных соответствующих расстояний.

Расчет электрических параметров ПП:

1. Емкость проводников на одном слое на расстоянии 1.25мм протяженностью 30мм:

2. Индуктивность этих же проводников:

3. Собственная индуктивность самого длинного проводника (+9V) длиной 150мм:

Вывод: В результате расчета электрических параметров получили, что значения индуктивности и емкости между печатными проводниками малы, поэтому их влияние незначительно.

Формат	Зона		Поз.		Обозначение				Наименование	Кол.	Примечание
					DD1, DD4				Микросхема К176ЛА7	2
									δΚΟ.348.006-02 ТУ
					DD2				Микросхема К176ЛА8	1
									δΚΟ.348.007-02 ТУ
					DD3				Микросхема К176ИЕ3	1
									δΚΟ.348.047-02 ТУ
					DD5				Микросхема К176ИЕ4	1
									δΚΟ.348.048-02 ТУ
					HL1, HL2				Индикатор АЛ304Г	2
					VT1, VT2, VT3				Транзистор КТ361Б	3
									ЖКЗ.365.200 ТУ
					R1				Резистор МЛТ-0.125 - 1.5МОм	1
									ГОСТ 7113 – 77
					R2 - R6, R10				Резистор МЛТ-0.125 – 56kОм	6
									ГОСТ 7113 – 77
					R7 - R9				Резистор МЛТ-0.125 – 1kОм	3
									ГОСТ 7113 – 77
					C1				Конденсатор КМ-6-П33 – 4700пФ	1
									ОЖО.460.075 – ТУ
					С2				Конденсатор К53-1 – 3.3мкФ	1
									ОЖО.464.112 – ТУ
					SA1, SA2, SA3				Тумблер МТ3 БПО.360.007ТУ	3
					VD1				Диод КД521А	1
									дРЗ.362.035 ТУ
												Лист
												2
		Лист		№ докум.		Подп.	Дата