Расчет параметров заданной принципиальной схемы. Расчет геометрических параметров платы. Расчет параметров электрических соединений

Приложение.

Расчетно-графическая работа.

Расчет геометрических параметров платы.

Рассмотрим функциональную компоновку печатной платы.

Найдем коэффициент плотности компоновки К_П.К.

Найдем коэффициент плотности топологии К_П.Т.

Найдем коэффициент плотности установки К_П.У.

Зададимся размером печатной платы:

170 х 200 мм².

Шаг координатной сетки 2,5 мм.

Коэффициент плотности компоновки К_П.К. определяется отношением площади печатной платы к суммарной площади интегральных схем  расположенных на плате с 16 выводами. В нашей задаче нет микросхем с таким количеством выводом, следовательно, расчет этого коэффициента вести не будем.

Коэффициент плотности топологии К_П.Т. определяется отношением суммы всех выводов всех элементов расположенных на печатной плате к площади печатной плате.

Таблица № 1.

Площади элементов.

Площади элементов округлены для удобства расчетов, незначительное увеличение можно объяснить дополнительным запасом, при установке элементов.

Коэффициент плотности установки К_П.У. определяется отношением суммарной площади элементов, расположенных на печатной плате к площади печатной платы.

где F – коэффициент учитывающие способ установки элементов. F = 0,6 … 0,9.

F = 0,6 … 0,8 – для учитывания формы нестандартных интегральных микросхем.

F = 0,7 – для автоматизированной установки элементов.

F = 0.9 – если вручную на плату устанавливается более 50% элементов.

Найдем суммарные установочные площади:

S_мг - площадь малогабаритных элементов (R1 – R13, VT1, VT2, L1, B11, B12).

S_сг - площадь среднегабаритных элементов (C1 – C3, C5, DA1).

S_кг - площадь крупногабаритных элементов (С4, DD1).

S_мг = 530 мм²                 S_сг = 525 мм²                           S_кг = 250 мм²

Площадь монтажной зоны для низкой плотности монтажа  

               S_м.н.= 4 S_мг +3 S_сг +1.5S_к =  2120 + 1575 + 375 = 4070 мм²

Площадь монтажной зоны для высокой плотности монтажа             

               S_м.в.= 2.5 S_мг +1.8 S_сг +1.2 S_к = 1325 + 945 + 300 = 2570 мм²

              

Коэффициент класса точности

I		- расчетное
1	6,16	63,79
2	5,74	59,42
3	5,33	55,06
4	4,91	50,69

Выбираем 3-ий класс точности.

Плата изготовлена электрохимическим методом при фотохимическом способе получения рисунка.

Платы изготовлена из стеклотекстолита.

Расчет параметров электрических соединений.

1). Исходя из технологических особенностей производства, выберем метод изготовления печатной платы и класс точности.

Печатные платы 1-го и 2-го классов точности наиболее просты в исполнении и изготовление и имеют минимальную стоимость. Печатные платы 3-го и 4-го классов точности, обеспечивают высокую надежность при эксплуатации, но требуют использования высококачественных материалов, инструмента и оборудования, вследствие чего возникаю ограничения на габаритные размеры элементов.

Выбираем класс точности - 2.

Плата должна соответствовать ОСТ 4.010.022 – 85.

2). Определим минимальную ширину, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления.

Imax – максимальный постоянный ток, протекающий в проводнике (из анализа схемы).

Imax  = 500 мА.

Jдоп. – допустимая плотность тока, при электрохимическом методе изготовления.

Jдоп. = 25 А/мм².

t – толщина проводника, при электрохимическом методе изготовления.

t = 50 мкм.

мм.

b_min1 < 0,55; следовательно ширина проводника соответствует нормативному значению.

3). Определяем минимальную ширину проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем.

r – удельное сопротивление, при электрохимическом способе изготовление.

r = 0,05 Ом мм²/м

l – длина проводника (из анализа схемы).

l =  0,27 м.

Uдоп. – допустимое падение напряжения (из анализа схемы).

Uдоп. = 0,25 В (допустимое падение напряжение на микросхеме 5%).

мм.

b_min2 < 0,55; следовательно ширина проводника соответствует нормативному значению.

4). Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий d.

Диаметры ножек элементов изменяются в диапазоне от 0,5 до 0,7 мм., следовательно можно выбрать номинальное значение из ряда d = 0,9, выберем с запасом так как отверстия металлизированы.

Расчет номинального значения монтажных отверстий.

dэ = 0,7 мм – максимальный диаметр вывода навесного элемента;

Ddн.о.  – нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия;

Ddн.о. = – 0,15 мм

r = 0,1 … 0,4  мм – разница между максимальным и минимальным диаметром вывода.

r = 0,2 мм.

Рассчитанное значение сведем к предпочтительному ряду 1,1 мм.

Толщина платы должна удовлетворять следующему значению.

 (для плат 2 класса точности)

h = d /0,5= 2,2 мм.

5). Расчет диаметров контактных площадок.

Минимально эффективный диаметр контактной площадки вокруг