4.2 Расчет печатного монтажа

Двухсторонняя печатная плата размером 90110 выполнена комбинированным позитивным методом из стеклотекстолита фольгированного СФ-2Н-50Г-1,5 (ГОСТ 10316-78) по четвертому классу точности.

• толщина платы, мм 1,5;

• максимальный ток, протекающий в проводнике, I_max, мА 30;

• толщина фольги h, мм 0,05;

• допустимая плотность тока i_доп, А/мм²38;

• допустимое падение напряжения на проводнике U_доп, В 0,09;

• удельное сопротивление печатного проводника , Оммм²/м 0,0175;

• максимальная длина печатного проводника ℓ, м 0,108;

• шаг координатной сетки, мм 1,25.

Основные конструктивные параметры печатных плат для четвертого класса точности (ГОСТ 23751-86):

• минимальное значение номинальной

ширины проводника t_1min, мм 0,15;

• номинальное расстояние между проводниками S, мм 0,15;

• допуск на ширину проводника без покрытия t, мм ±0,03;

• допуск на расположение отверстий _d, мм 0,05;

• допуск на расположение контактных площадок _p, мм 0,15;

• допуск на отверстие d, мм;

• допуск на расположение проводников на ДПП _ℓ, мм 0,03;

• гарантийный поясок b_м, мм 0,05.

4.3 Расчет по постоянному и переменному току

Минимальная ширина печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

(13)

где I_max - максимальный постоянный ток протекающий в проводнике;

i_доп- допустимая плотность тока, А/мм²;

h- толщина проводника, мкм,

. (14)

Минимальная ширина проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем:

(15)

где - удельное сопротивление, Оммм²/м;

ℓ - длина проводника, м;

U_доп- допустимое падение напряжения, В;

. (16)

Значения минимальной ширины печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления b_min1и минимальной ширины проводника, исходя из допустимого падения напряжения на немb_min2не должны быть меньше рассчитанных значений. Исходя из технических особенностей производства плат по 4 классу точности, выбираем ширину проводника равную 0,15 мм. Это значение больше чемb_min1иb_min2.

Выбираем ширину питающих проводников b= 1 мм.

Расчет по переменному току не проводится из-за низкой частоты работы схемы, т.е. влиянием паразитных емкостей и индуктивностей проводников можно пренебречь.

4.4 Конструктивно-технологический расчет

Номинальное значение диаметров монтажных отверстий:

Д=Д_выв + |d_н.о.| +з, (17)

где Д_выв- диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ, мм;

d_н.о.- нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия, мм;

з - разница между минимальным диаметром ЭРЭ, ее выбирают в пределах 0,1...0,4 мм.

Отверстия для выводов микросхем и переходные отверстия, при Д_выв= 0,5мм:

Д₁= 0,5 + 0,1 + 0,1 = 0,7 мм. (18)

Отверстия для выводов резисторов МЛТ-0,125, конденсаторов КМ-5, при Д_выв=0,6 мм:

Д₂= 0,6 + 0,1 + 0,1 = 0,8 мм. (19)

Отверстия для выводов транзисторов КТ315Г, транзисторов КТ361Г, реле РЭС55 и подстроечного резистора СП4-1В при Д_выв= 0,95 мм:

Д₃= 0,95 + 0,15 + 0,1 = 1,2 мм. (20)

Максимальный диаметр просверленного отверстия:

Д _0max = Д +d+ (0,1...0,15), (21)

где d- допуск на отверстие, мм;

Д _0max1 = 0,7 + 0,05 + 0,1 = 0,85 мм, (22)

Д _0max2 = 0,8 + 0,05 + 0,1 = 0,95 мм, (23)

Д _0max3 = 1,2 + 0,1 + 0,1 = 1,4 мм, (24)

Минимальный диаметр контактной площадки для оплавляемого покрытия олово-свинец:

, (25)

где b_м- гарантийный поясок, мм;

_dи_p- допуски на расположение отверстий контактных площадок, мм;

; (26)

; (27)

. (28)

Максимальный диаметр контактной площадки:

Д_max = Д_min + (0,02 ... 0,06), (29)

Д_max1 = 1,43 + 0,02 = 1,451,5 мм, (30)

Д_max2 = 1,53 + 0,02 = 1,551,6 мм, (31)

Д_max3 = 1,98 + 0,02 = 2,0 мм. (32)

Минимальная ширина проводника:

t_min = t_{1 min} + 1,5h + t, (33)

где t_1min- минимальное значение номинальной ширины проводника, мм;

t- допуск на ширину проводника, мм;

t_min = 0,15 + 1,50,05 + 0,05 = 0,275 мм. (34)

Максимальная ширина проводника:

t_max = t_min + (0,02...0,06), (35)

t_max = 0,275 + 0,02 = 0,295  0,3 мм. (36)

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

, (37)

где L_э- расстояние между центрами рассматриваемых элементов, мм;

_ℓ- допуск на расположение проводника, мм.

1. , (38)

2. , (39)

3. . (40)

Результаты расчета показывают, что расстояния между элементами проводящего рисунка больше минимально допустимых.

Минимальное расстояние между проводниками:

S_min = L_э – (t_max + 2 _ℓ) = 1,25 – (0,3 +20,03) = 0,89 мм. (41)

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками:

1. , (42)

2. . (43)

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками металлизированных отверстий, необходимое для проведения между ними проводника:

, (44)

. (45)

Минимальное расстояние между проводником питания и сигнальным проводником:

. (46)

Таким образом, параметры печатного монтажа отвечают требованиям, предъявляемым к платам четвертого класса точности.