- •Введение
- •1 Расширенное техническое задание
- •2.2 Описание работы устройства
- •2.3 Оценка элементной базы
- •3.2 Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства
- •3.3 Расчет геометрических параметров элементов конструкции печатной платы.
- •4) Определяем минимальную ширину сигнальных проводников:
- •5) Определяем минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка. Минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактной площадкой первого типа , мм:
- •3.4 Расчет электрических параметров пп
- •Выбор способа обеспечения нормального теплового режима устройства
- •Разработка основных элементов и узлов конструкции устройства
- •Список литературы
- •Приложение а
- •Уитс 425613.001 пз
3.3 Расчет геометрических параметров элементов конструкции печатной платы.
Для соединения радиоэлементов электрической схемы между собой, в качестве базовой несущей конструкции выбираем двустороннюю печатную плату изготовленную комбинированным позитивным методом по полуаддитивной технологии. Учитывая, что при проектировании ПП используются ИС, а также высокий уровень насыщенности ПП навесными элементами по ГОСТ 23751-86 выбираем четвертый класс точности.
В соответствии с тем, что максимальный диаметр выводов навесных элементов, размещенных на плате, равен 0,7 мм, то выбираем толщину платы равной 1,5 мм.
В качестве материала проектируемой ДПП выбираем стеклотекстолит нагревостойкий высшего сорта, толщиной 1,5 мм, облицованный с двух сторон медной оксидной фольгой, толщиной 50 мкм. СФ-2Н-50Г-1,5в.с. ГОСТ 10316-78.
В соответствии с ГОСТ 10317-79 выбираем размеры ПП 130 170 мм.
Основные конструктивные параметры печатной платы:
1) расчетная толщина платы Нр=1,5 мм;
2) толщина фольги h=0.05 мм;
3) диаметры выводов радиоэлементов: Dвыв1=0,5 мм, Dвыв2=0,6 мм, Dвыв3=0,7 мм.
4) максимальный постоянный ток потребляемый схемой Iи.max= 0,12 А;
6) напряжение питания схемы Uи=12 В;
8) допустимая плотность тока Jдоп=38 А/мм2;
9) наибольшая длина проводника l=0,15 м;
Таблица 3 - Основные конструктивные параметры печатных плат для четвертого класса точности по ГОСТ 23751-86
Параметры |
Класс точности - 4 |
Минимальное значение номинальной ширины проводника t, мм |
0,15 |
Номинальное расстояние между проводниками S, мм |
0,15 |
Гарантийный поясок, bм, на наружном слое, мм |
0,05 |
Гарантийный поясок, b, на внутреннем слое, мм |
0,03 |
Отношение диаметра отверстия к толщине платы |
0,33 |
Допуск на отверстия d, мм без металлизации 1мм 1 мм |
+0,05 0,1 |
Допуск на отверстия d, мм с металлизацией 1мм 1 мм |
+0,05:-0,1 +0,1:-0,15 |
Допуск на ширину проводника без покрытия t,мм |
0,03 |
Допуск на расположение отверстий d, мм |
0,05 |
Допуск на расположение контактной площадки p, мм |
0,15 |
Допуск на расположение проводников l, мм |
0,03 |
Допуск на подтравливание диэлектрика dтр, мм |
0,03 |
3.3.1 Расчет по постоянному и переменному току.
1) Расчет ширины проводников.
Допустимое падение напряжения на проводниках не должно превышать 5% от питающего напряжения. Определяем допустимое падение напряжения на проводниках схемы:
В. (17)
Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:
мм. (18)
2) Определим минимальную допустимую ширину проводников исходя из допустимого падения напряжения.
мм, (19)
где - удельное объемное сопротивление проводника, Ом . мм2/м.
Для стабильной работы печатных проводников их ширина должна быть больше или равна bmin1, поэтому принимаем ширину проводников питания и заземления равную b = 0,1 мм.
В печатных платах применяются монтажные металлизированные отверстия для установки электрорадиоэлементов 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.
(20)
Минимальная ширина проводника по ГОСТ23751-86, которую можно получить при использовании комбинированной позитивной технологии равна 0,15 мм, что превышает значения bmin1 и bmin2. Это означает, что при данной ширине проводников печатная плата будет работать стабильно.
3.3.2 Конструктивно-технологический расчет.
1) Определяем минимальный диаметр монтажных отверстий для всех видов выводов электрорадиоэлементов:
мм,
мм,
мм,
где з – толщина припоя, мм;
=0,5-0,6 мм;
=0,8-0,9 мм;
=1,1-1,2 мм;
С учетом на биение сверла:
мм (принимаем из ряда предпочтительных размеров )
мм,
мм,
где Dсв – диаметр сверла,
D – коэффициент радиального биения сверла.
2) Определяем минимальный диаметр металлизированного переходного отверстия.
Для максимального уплотнения монтажа диаметр переходных отверстий выбирается наименьшим, но в связи ограниченной рассеивающей способностью электролитов при гальванической металлизации необходимо выдерживать предельное соотношение между минимальным диаметром металлизированного отверстия и толщиной платы:
мм,
где Hр - расчетная толщина платы, мм;
- коэффициент зависящий от состава электролита.
Рассчитанный диаметр отверстия выбираем из ряда и принимаем равным 0,5 мм.
3) Определяем диаметры контактных площадок.
Эффективный минимальный диаметр контактных площадок для всех видов отверстий:
мм,
мм,
мм,
где bм - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки (гарантийный поясок ), мм;
, - допуски на расположение отверстий и контактных площадок, мм;
Минимальный диаметр контактных площадок для всех видов отверстий, при покрытии олово-свинец:
мм,
мм,
мм,
где hr - толщина фольги, мм;
Максимальный диаметр контактных площадок для всех видов отверстий:
мм,
мм,
мм,
В соответствии с полученными диаметры контактных площадок составляют соответственно 1,6, 2,0 и 2,3 мм.
Таблица 4 - Диаметры отверстий и контактных площадок
Двыв, мм. |
, мм. |
, мм |
|
0,5-0,6 |
0,6 |
0,8 |
1,6 |
0,8-0,9 |
0,9 |
1,0 |
2,0 |
1,1-1,2 |
1,2 |
1,3 |
2,3 |