Расчет конструктивных параметров печатных плат с учетом погрешностей получения защитного рисунка

2.2. Расчет конструктивных параметров печатных плат с учетом погрешностей получения защитного рисунка.

Технологические коэффициенты и погрешности, мм	Обозначение	Величина
1	2	3
Толщина предварительно осажденной меди	hПМ	0,006
Толщина наращенной гальванической меди	hГ	0,05
Толщина металлического резиста	hР	0,02
Погрешность расположения отверстия относительно координатной сетки, обусловленная точностью сверлильного станка	о	0,05
Погрешность базирования плат на сверлильном станке	б	0,03
Погрешность расположения оси контактной площадки относительно оси координатной сетки на фотошаблоне	Ш	0,04
Погрешность расположения проводника на фотошаблоне относительно координатной сетки	ШТ	0,04
Погрешность расположения элементов при экспонировании на слое	Э	0,03
Погрешность расположения контактной площадки на слое из-за нестабильности его линейных размеров, % от толщины	М	0,1
Погрешность расположения базовых отверстий на заготовке	Б	0,03
Погрешность расположения базовых отверстий на фотошаблоне	П	0,03
Погрешность расположения контактной площадки на слое, обусловленная точностью пробивки базовых отверстий	ПР	0,03
Погрешность расположения контактной площадки, обусловленная точностью изготовления базовых штырей пресс-форм	ПФ	0,04
Погрешность диаметра отверстия после сверления	d	0.03
Погрешность изготовления окна фотошаблона	DШ	0,03
Погрешность изготовления линии фотошаблона	tШ	0,04
Погрешность диаметра контактной площадки фотокопии при экспонировании рисунка	Э	0,03

Минимальный диаметр металлизированного отверстия:

H_П = 2мм – толщина платы;

 = 0,4мм – отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине

 платы;

Минимальный диаметр просверленного отверстия:

d_МОТВ = 1мм – диаметр металлизированного отверстия;

d_СВ = 1,1мм – диаметр сверла;

d_MAX = 1,3мм

Погрешность расположения отверстия:

Минимальный диаметр контактных площадок:

Минимальный диаметр окна фотошаблона для контактной площадки:

D_ШMIN = D_MIN – (h_Г + h_P) = 1,869мм

Максимальный диаметр окна фотошаблона для контактной площадки:

D_ШMАX = D_ШMIN + D_Ш = 1,899мм

Максимальный диаметр контактной площадки:

D_MАХ = D_ШMAX + Э + h_P + h_Г = 1,999мм

Минимальная ширина проводников:

t_П1MIN = 0,18мм – эффективная минимальная ширина проводника;

Минимальная ширина линии на фотошаблоне:

 =  – (h_Г + h_P) = 0,189мм

Максимальная ширина линии на фотошаблоне:

t_ШMАX = t_ШMIN + t_Ш = 0,229мм

Максимальная ширина проводников:

t_ПМАХ = t_ШMAX + Э + h_P = 1,999мм

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

L₀ = 2,5мм – расстояние между рассматриваемыми элементами;

Минимальное расстояние между контактными площадками:

Минимальное расстояние между двумя проводниками:

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадки:

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками на фотошаблоне:

Минимальное расстояние между двумя проводниками на фотошаблоне:

Минимальный диаметр просверленного отверстия:

d_МОТВ = 0,5мм – диаметр металлизированного отверстия;

d_СВ = 0,6мм – диаметр сверла;

d_MAX = 0,8мм

Минимальный диаметр контактных площадок:

Минимальный диаметр окна фотошаблона для контактной площадки:

D_ШMIN = D_MIN – (h_Г + h_P) = 1,369мм

Максимальный диаметр окна фотошаблона для контактной площадки:

D_ШMАX = D_ШMIN + D_Ш = 1,399мм

Максимальный диаметр контактной площадки:

D_MАХ = D_ШMAX + Э + h_P + h_Г = 1,499мм

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

L₀ = 2,5мм – расстояние между рассматриваемыми элементами;

Минимальное расстояние между контактными площадками:

Минимальное расстояние между двумя проводниками:

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадки:

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками на фотошаблоне:

Минимальное расстояние между двумя проводниками на фотошаблоне:

2.3. Расчет проводников по постоянному току.

а) падение напряжения на проводнике:

- удельное сопротивление проводника;

h_Ф = 0,05мм – толщина фольги;

b_Ф = 0,259мм – ширина проводника;

I = 0,4мм – ток;

l = 115мм – длина проводника;

Условие U_П < U_ЗПУ = 60,39мВ < 0,4В.

б) Для шин питания и земли:

Е_П = 12В – номинальное значение напряжения питания;

l = 103мм;

S_ПЗ = 0,29мм² – сечение проводника шины питания и земли.

в) Определение сопротивления изоляции:

Поверхностное сопротивление изоляции параллельных печатных

проводников:

= 5*10¹⁰ Ом – удельное поверхностное сопротивление

диэлектрика из стеклотекстолита;

l = 22,5мм;

= 2,5мм – зазор между проводниками;

Объемное сопротивление изоляции между проводниками

противоположных слоев ДПП:

= 5*10⁹ Ом*м – объемное удельное сопротивление диэлектрика из

стеклотекстолита;

h_ПП = 2мм – толщина печатной платы;

S_П = 8,84мм² – площадь проекции одного проводника на другой;

Сопротивление изоляции параллельных проводников:

b_ПР = 0,259мм – ширина проводника;

= 2,5мм – зазор между проводниками;

l = 5мм – длина совместного прохождения;

2.4. Расчет проводников по переменному току.

Падение импульсного напряжения на проводнике в 1 см.

L_ПО = 1,73А – погонная индуктивность одиночного проводника;

I = 8*10^-3мкГн/см – изменение выходного тока переключения;

t_И = 100нс – длительность импульса;

Максимальная длина проводника:

Задержка сигналов в линии связи:

- задержка по проводнику в вакууме;

= 5 – относительная диэлектрическая проницаемость платы;

= 1 - относительная магнитная проницаемость платы;

l = 0,25м;

Рассчитываем значение емкости печатных проводников ( С ) и коэффициент взаимоиндукции ( М ):

 - ширина проводника;

 - зазор между проводниками;

 - толщина фольги;

;

3. Анализ технического задания и выбор конструкции узла с учетом

параметров печатной платы и вида соединителя.

3.1. Расчет механической прочности.

Исходные данные для расчета ПУ на вибропрочность:

-     длина платы, м:

-     ширина, м:

-     толщина, м:

-     материал печатной платы:

-     плотность, кг/м³:

-     модуль упругости, Н/м²:

-     коэффициент Пуассона:

-     предел прочности, Н/м²:

-     масса всех ЭРЭ на ПП, кг:

-     виброускорение, м/с²:

-     виброперегрузка: .

1)   Низшие собственные частоты печатных узлов:

 - главный центральный момент инерции;

 = 484,45

556,74кГц

2) Напряжение в пластине:

- масса ПУ;

Р_Н =120Н – дополнительное усиление стягивания винтами;

- нагрузка на пластину;

Запас прочности: .

Список литературы

1. Е.М.Парфенов, Э.Н.Камышная, В.П.Усачев.

“Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры”

М.: Радио и связь, 1989г. - 272с.

2. В.А.Егоров, К.М.Лебедев, Ю.Г.Мурашев, Ю.Ф.Шеханов

“Конструкторско-технологическое проектирование печатных

узлов” Под редакцией Ю.Г.Мурашева. БГТУ СПб, 1995г. – 92с.

3. http://www.sitednl.narod.ru/1.zip - база сотовых по Петербургу