Выбор типа конструкции и класса точности печатной платы

3.2 Выбор типа конструкции и класса точности печатной платы

Печатная плата будет двусторонней. Двусторонние печатные платы обладают меньшими габаритами по сравнению с односторонними, так как с их помощью можно реализовывать большую плотность упаковки.

Рисунок 1

L – расстояние между двумя выводами,

D – диаметр контактной площадки,

dмо – диаметр монтажного отверстия,

b – ширина пояска металлизации.

Диаметр контактной площадки равен [1]:

D = dмо + 2b.

Ширина полосы tn находится по формуле [2]:

tn =(L-D)/(2n+1) ,

где n – количество печатных проводников.

Сравниваем tn с шириной печатного проводника выбранного класса точности

tn = (2.5-(1+2*0.1))/(2+1) = 0.433 мм.

t3кл= 0.25 мм - ширина печатного проводника 3-его класса точности.

Т.е. tn > t3кл , значит выбранный класс точности подходит.

3.3 Выбор класса точности печатной платы

Определим ширину зазора между печатными проводниками:

Sp=tp=(L-Dкп)/2n+1, (1)

где Sp – ширина зазора, мм

tp – ширина печатного проводника, мм

L – расстояние между центрами монтажных отверстий, мм

Dкп – диаметр контактной площадки, мм

n – количество печатных проводников между 2-мя контактными площадками

Зададим класс точности 3 ( tp min=0.25, Sp min=0.25):

Sp=tp=(2.5-2.24)/1=0.26

Sp > tp min, следовательно нашу плату можно реализовать в 3-ем классе точности

3.4 Выбор способа изготовления печатной платы

Печатные платы изготавливаются позитивным фотохимическим способом, следующим образом: на двустороннюю фольгированную заготовку наносится слой фоторезиста. Через фотошаблон производиться экспонирование, затем фоторезист удаляется с участков, где будут расположены проводники или контактные площадки. Потом сверлятся отверстия. Следующим этапом является осаждение защитного слоя оловянно – свинцового припоя (ПОС) на будущие проводники и контактные площадки. Потом следует удаление задубленного фоторезиста и травление меди с незащищенных мест (субтрактивная операция). Данный способ получил наибольшее применение т.к. имеет простую и отработанную технологию для всех типов производств, обладает высокой точностью изготовления печатного рисунка.

3.5 Выбор размера печатной платы

Для нахождения размеров печатной платы сначала определяют площадь печатной платы. Воспользуемся данными таблицы 1.

Таблица 1 Данные для определения площади печатной платы:

Тип ЭРЭ	Установочная площадь Si, мм	Количество, n	Si n, мм2
МЛТ-0,25	37,5	32	1200
СП5-2	196	8	1568
КТ315	21,6	2	43,2
КП303	107	5	535
КП306	107	1	107
КР572ПВ2	765	1	765
К140УД6	283,4	2	566,8
КЛС-1(47,68пФ)	56,25	3	168,75
КЛС-1(100пФ)	67,5	4	270
КЛС-1(0,01мкФ)	70,5	8	564
КЛС-1(0,1мкФ)	67,5	4	270
К10-23(20пФ)	58,5	1	58,5
К53-10(0,47мкФ)	25	2	50
К53-10(0,22мкФ)	25	1	25
К53-10(1мкФ)	20	2	40
Д9Д	52,5	2	105
ГРПМ31	1585,5	1	1585,5

Площадь печатной платы, S_пп определяется по формуле [2]:

S_пп= n, (1)

где к =0,5 – коэффициент, характеризующий плотность компоновки;

S_i – площадь, требуемая для установки i–го этого элемента;

n – количество элементов;

S_пп = 15843,5 мм²

Размер печатной платы выбираем из стандартного ряда размеров ГОСТ 10317. Конечные размеры печатной платы: 120120 мм ²

3.6 Определение допустимых паразитных параметров и определение максимальной длины рядом идущих проводников с учетом паразитных параметров

Дано:

Длительность фронта τф = 20 нс;

Допустимое напряжение помехи Uпом_доп =0.5 В;

Выходное напряжение микросхемы Uвых = 5 В;

Выходное сопротивление микросхемы Rвых = 1 кОм ;

Перепад тока в выходной цепи микросхемы ΔI = 0.1 А;

Длина рядом идущих проводников L = 7.5 мм;

Расстояние между центрами проводников S = 1.25 мм;

Ширина печатных проводников t =0.25 мм.

Допустимая емкость помехи рассчитывается по формуле [2]:

.

Максимальная длина рядом идущих проводников с учетом паразитной емкости [2]:

l_доп=С_{пом_доп} · S · 36π · 2/t · 10^-9 (ε_под+1) = 0.32 м,

где Со- погонная емкость между двумя проводниками [Ф/м] .

 

Допустимая индуктивность помехи [2]:

Где К=1 -коэффициент запаса.

Максимальная длина рядом идущих проводников с учетом паразитной индуктивности находится из следующего уравнения [2]:

l доп_м = 0.07962 м.

Тогда максимальная длина рядом идущих проводников с учетом паразитной индуктивности и паразитной емкости:

l доп = (l доп_м * l доп_c)/ (l доп_м + l доп_c) = 0.11495 м = 63.35 мм .

Вывод: рассчитанная максимальная допустимая длинна рядом идущих проводников с учетом паразитной индуктивности и паразитной емкости больше чем длинна данная в задании, значит, взаимное расположение этих проводников удовлетворяет условиям электромагнитной совместимости.

Заключение

В данном курсовом проекте разработана конструкция изделия 1-ого уровня (узел печатный). Оформлена конструкторская документация, изучены методы компоновки и технология изготовления для данных изделий.

Разработанный в курсовом проекте печатный узел удовлетворяет требованиям по условиям эксплуатации, условиям электромагнитной совместимости, имеет хорошие массогабаритные характеристики, отвечает требованиям по точности, требованиям ГОСТов и ОСТов. Относительно простая конструкция и использование недорогих и распространенных материалов и радиоэлементов, а также выбранный метод изготовления делают его пригодным для массового производства.

Список литературы

1. Проектирование печатных узлов. Методические указания к лабораторной работе для студентов специальностей 190900, 200800, 071900/НГТУ; Сост. М.А. Ивлев, Нижний Новгород, 2000.-29с.

2. Курс лекций по дисциплине "Основы проектирования РЭС" для студентов специальности 200800 .

3. Справочник по конструированию радиоэлектронной аппаратуры (печатные узлы) / А.И. Горобец, А.И. Степаненко, В.М. Коронкевич. -К.: Техника, 1985. -312 с.: ил.

4. Справочник по разработке и оформлению конструкторской документации РЭА / Под ред. Э.Т. Романычевой. - М.: Радио и связь, 1989.-448с.

5. ОСТ 4ГО.010.030-81. Установка навесных элементов на печатные платы. Конструирование.

6. ГОСТ 23751 -86. Платы печатные. Основные параметры конструкции

7. ГОСТ 23752-79. Платы печатные. Общие технические условия.

8. ГОСТ 2.417-91 ЕСКД. Правила выполнения чертежей печатных плат.

9. РД 50-708-91. Инструкция: платы печатные. Требования к конструированию

10. ГОСТ 2.108-68 ЕСКД. Спецификация.

11. ОСТ 4ГО.000.030-85. Конструкторская документация. Выполнение спецификаций

12. ГОСТ 2.702-75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем.

13. ГОСТ 10317-79. Платы печатные. Основные размеры.

14. ГОСТ 10316-78. Гетинакс и стеклотекстолит фольгированные. Общие технические условия.

15. ОСТ 107.9.3001-87. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору.

16. РД 107.9.4002-88. Покрытия лакокрасочные. Номенклатура, свойства и область применения.