4.2 Конструктивно – технологический расчет

В печатных платах применяются монтажные металлизированные отверстия для установки ЭРЭ и переходные металлизированные отверстия для создания электрических связей между слоями. Диаметр монтажного отверстия должен быть больше диаметра выводов навесных элементов на величину, удовлетворяющую условиям пайки и автоматической сборки ячеек.

Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий:

d_ном1 = D_выв+ , (19)

где D_выв - максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ,

- нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтаж-ного отверстия,

- разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ЭРЭ, (0,1…0,4) мм, принимаем = 0,1мм.

d_{ном1 =} D_выв1 + 0,05 + 0,1 = 0,6 + 0,05 + 0,1 = 0,75 мм; (20)

d_{ном2 =} D_выв2 + 0,05 + 0,1 = 1 + 0,05 + 0,1 = 1,15 мм; (21)

Определим диаметр сверла:

D_св1 = d_ном1 + (0,10,5) = 0,75 + 0,1 = 0,85 мм; (22)

D_св2 = d_ном2 + (0,10,5) = 1,15 + 0,1 = 1,25 мм; (23)

Принимаем D_св1=0,9мм; D_св2 = 1,3 мм.

Максимальный диаметр просверленного отверстия:

D_max1 = D_св1 + D = 0,9 + 0,03 = 0,93 мм; (24)

D_max2 = D_св2 + D = 1,3 + 0,03 = 1,33 мм, (25)

где D- погрешность, обусловленная биением и заточкой сверла (0,02…0,03).

Диаметры металлизированных отверстий: D_0ном1=0,9; D_0ном2 = 1,3мм.

Определяем минимальный диаметр металлизированного переходного отверстия.

Для максимального уплотнения монтажа диаметр переходных отверстий выбирается наименьшим. Однако в связи ограниченной рассеивающей способно-стью электролитов при гальванической металлизации необходимо выдерживать предельное соотношение между минимальным диаметром металлизированного отверстия и толщиной платы:

D_Mmin H_pv = = 0,495 мм, (26)

где Н_р – расчетная толщина печатной платы;

v – коэффициент, характеризующий отношение диаметра отверстия к толщине пластины.

В соответствии с требованиями автоматизации проектирования и изготовления печатных плат, с целью уменьшения количества отверстий разного диаметра, принимаем диаметр переходного отверстия d_отв = 0,8 мм для двухсто-ронней печатной платы, диаметр сверла принимаем равным D_св1 = 0,8 мм.

Максимальный диаметр просверленного отверстия:

D_max3 = D_св1 + D = 0,8 + 0,03 = 0,83 мм; (27)

где D- погрешность, обусловленная биением и заточкой сверла (0,02…0,03).

Определяем диаметры контактных площадок. Минимальный эффективный диаметр контактных площадок.

мм; (28)

мм, (29)

где - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площа-

дки (гарантийный поясок), мм;

- допуски на расположение отверстий и контактных площадок, мм;

D_max- максимальный размер просверленного отверстия, мм;

D_0max = D_{0ном + +} (0,1...0,15), (30)

где – допуск на отверстие, мм, = 0,05

D_0ном – номинальный диаметр металлизированного отверстия, мм;

D_0max1 = D_0ном1 + 0,05 + 0,15 = 0,9 + 0,05 + 0,15 = 1,1 мм; (31)

D_0max2 = D_0ном2 + 0,05 + 0,15 = 1,3 + 0,05 + 0,15 = 1,5 мм; (32)

Минимальный диаметр контактных площадок, при покрытии олово-свинец:

D_min1 = D_1min + 1,5= 1,43 + 1,5 = 1,505 мм; (33)

D_min2 = D_2min + 1,5= 1,83 + 1,5 = 1,905 мм, (34)

где - толщина металлорезиста, мм.

Максимальный диаметр контактных площадок отверстий:

D_max = D_min + (0,02…0,06), (35)

где D_min – минимальный диаметр контактной площадки.

D_max1 = D_min1 + 0,05 = 1,505 + 0,05 = 1,555 мм; (36)

D_max2 = D_min2 + 0,05 = 1,905 + 0,05 = 1,955 мм. (37)

Округляем максимальный диаметр контактных площадок до значений рав-ных: D_max1 = 1,6 мм,

D_max2 = 2 мм.

Определяем минимальную ширину сигнального проводника.

t_min = t_min1 + 1,5+= 0,15 + 1,5+ 0,05 = 0,275 мм, (38)

где = 0,05 – допуск на ширину проводника, мм;

t_min1 = 0,15 мм – минимальная эффективная ширина проводника, мм.

При формировании проводников на фольгированном диэлектрике их мини-мально допустимая в производстве ширина определяется, прежде всего, адгезион-

ными свойствами материала основания и гальваностойкостью оксидированного слоя фольги, так как браком является даже частичное отслаивание прводника от основания диэлектрика. Поэтому минимальную эффективную ширину t_min1 выби-рают в соответствии с классом точности печатных плат по ГОСТ 23751-86.

Максимальная ширина сигнального проводника

t_max = t_min + (0,02…0,06) = 0,275 + 0,02 = 0,295 мм, (39)

Округляем максимальную ширину сигнального проводника до значения равного: t_max = 0,3 мм.

Определяем минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка.

Минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактной площадкой первого типа:

, (40)

где L_E = 1,25 мм – расстояние между центрами рассматриваемых элементов;

= 0,15 мм – допуск на расположение контактных площадок;

= 0,3 мм – допуск на расположение проводников.

S_1min1 = 1,25 - мм.

Минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактной площадкой второго типа:

, (41)

S_2min1 = 2,5 - мм.

Минимальное расстояние между двумя сигнальными проводниками:

, (42)

мм.

Минимальное расстояние между проводником питания и сигнальным проводником:

, (43)

мм.

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками.

, (44)

где L₂ = 2,5 мм – расстояние между центрами рассматриваемых элементов.

мм;

мм.

Минимальное расстояние для прокладки проводников в магистральном ка-нале между двумя контактными площадками металлизированных отверстий:

, (45)

где , - диаметры металлизированных отверстий;

N = 1 – число проводников в магистральном канале;

S – номинальное расстояние между проводниками, S = 0,15 мм.

мм.

Минимальное расстояние для прокладки проводников в магистральном канале между краем платы и контактной площадкой первого типа

, (46)

где - расстояние от края платы или выреза до печатного проводника, мм.

мм.

Результаты расчета показывают, что расстояния между элементами проводящего рисунка больше минимально допустимых, следовательно, такое расположение элементов проводящего рисунка возможно.