
- •Оглавление
- •Введение
- •Техническое задание
- •Более высокого конструктивного уровня (все стороны защемлены)
- •Внешний вид и данные для мс пп
- •Изучение технического задания на изделие Назначение и объект установки эа
- •Условия эксплуатации эа
- •Анализ электрической принципиальной схемы функционального узла
- •Выбор компоновочной структуры ячеек эа
- •Выбор типа конструкции и класса точности пп Выбор типа конструкции пп
- •Выбор класса точности пп
- •Выбор материала основания пп
- •Выбор габаритных размеров пп
- •Выбор типоразмера пп
- •Определение длины электрических связей, числа слоёв и толщины мпп
- •Расчёт элементов проводящего рисунка пп
- •Расчёт диаметра монтажных отверстий
- •Выбор расстояния q1 от края пп до элементов печатного рисунка
- •Расчёт расстояния q2 от края паза, выреза, неметаллизированного отверстия до элементов печатного рисунка
- •Расчёт ширины печатных проводников
- •Расчёт диаметра контактных площадок
- •Расчёт расстояния между элементами проводящего рисунка
- •Технологический процесс изготовления печатной платы
- •Заключение
- •Cписок использованной литературы
Определение длины электрических связей, числа слоёв и толщины мпп
Для МПП длина электрических связей является функцией количества и координат контактных площадок, электрически связанных с выводами ЭРИ. При этом длина связей:
где
β=0,05…0,07 – коэффициент пропорциональности,
учитывающий влияние ширины и шага
проводников, эффективности трассировки,
форм корпуса ИМС и монтажного поля.
Выбираем β=0,06 для лучшего учёта
особенностей размещений элементов на
ПП;
габаритные
размеры МПП;
- количество выводов ИМС;
- количество ЭРИ, устанавливаемых на
ПП. Определим длину электрических
связей:
Зная
суммарную длину связей и задаваясь
шагом трассировки проводников
,
можно определить количество логических
или сигнальных слоёв МПП:
Здесь
– коэффициент эффективности трассировки
(примем
);
- частное от деления шага координатной
сетки или основного шага размещения
ЭРИ на любое целое число. При этом сумма
минимальной ширины проводника и зазора
должна быть меньше
.
Шаг
трассировки проводников:
Определим число логических (сигнальных) слоёв МПП:
т.е. для данного типа ЭА действительно можно использовать МПП.
Учитывая,
что в МПП наружные слои используют как
монтажные, количество которых не может
превышать двух (
,
а экранные слои размещаются между
логическими (
,
общее число слоёв МПП определяют
следующим образом:
Принимая
,
найдём число слоёв МПП:
Число
экранных слоёв:
Зная количество слоёв, можно рассчитать толщину МПП:
где
- номинальное значение толщины слоя,
мм, выбирают из стандартного ряда толщин
для конкретного материала; n
– число сигнальных слоёв;
- толщина прокладок стеклоткани; m
– число прокладок;
- толщина экранного слоя;
- число экранных слоёв, если они входят
в конструкцию МПП.
Учитывая то, что число слоёв невелико (5), то выберем = 0,2 мм из стандартного ряда толщин. В качестве прокладки используем стеклоткань прокладочную СП-4-0,06 толщиной 0,06 мм соответственно (это нам позволяет сделать 4-ый класс точности проектируемой ПП). Рассчитаем толщину МПП:
Но,
т.к. рассчитанное значение толщины МПП
то
выбираем предельное отклонение на
суммарную толщину МПП равным ±0,2 мм.
Толщину ПП выбирают также в зависимости от конструктивных, технологических особенностей и механических нагрузок: вибраций и ударов при эксплуатации и транспортировке, которые могут вызвать механические перегрузки и привести к деформации и разрушению ПП. При совпадении собственных частот ПП с частотой возмущающих воздействий перегрузки увеличиваются в значительной степени, поэтому собственная частота ПП не должна находиться в спектре частот внешних воздействий.
Частота собственных колебаний равномерно нагруженной пластины (ПП) рассчитывается по формуле:
где
- длина пластины (совпадает с длиной
ячейки), м;
- ширина пластины, м;
- цилиндрическая жёсткость,
,
определяемая по формуле:
где
– модуль упругости для материала платы,
Н/м2;
толщина
платы, м;
- коэффициент Пуассона;
- масса пластины с ЭРИ, кг:
масса
ПП:
где
- плотность материала платы;
- масса ЭРИ.
Масса
ЭРИ рассчитывается при анализе элементной
базы ячейки:
где
- масса ЭРИ i-го
типа;
- количество ЭРИ i-го
типа.
где
- коэффициенты, соответствующие заданному
способу закрепления сторон ПП.
Для
материала типа СТЭФ имеем:
Для
нашего (4-го) способа закрепления имеем:
В расчётах примем равным 1 г для любых ЭРИ.
Рассчитаем
:
Подсчитаем цилиндрическую жёсткость:
Определим массу печатной платы:
Проведём расчёт суммарной массы ЭРИ:
Масса
пластины с ЭРИ:
Теперь рассчитаем значение собственной частоты колебаний ПП:
Собственная
частота
не попадает в диапазон внешних частот
колебаний 50…120 Гц, поэтому толщину платы
менять не будем.