Расчет топологических характеристик платы. Расчет расстояния для прохождения n-го количества проводников

7.Расчёт топологических характеристик платы

           Расчёт топологических характеристик имеет целью определения класса точности печатной платы, основных параметров проводников и контактных площадок, а также проведения проверочных расчётов.

Выбор материала платы

          Для данной платы предпочтительнее брать гетинакс фольгированный марки ГФ-1-35-1 по ГОСТ 23751-86 так, как данный материал удовлетворяет по механическому и климатическому исполнению, заданному в техническом задании. Толщина фольги 35 мкм. Данная марка гетинакса производится в массовом количестве, что приводит к уменьшению себестоимости изделия.

Обоснование выбора класса точности монтажа

          Для данной схемы необходимо выбрать второй класс точности по ГОСТ 23751-86 (ширина проводника не менее 0,45 мм, расстояние между проводниками не менее 0.45 мм, ширина пояска металлизации вокруг отверстия не менее 0.2 мм, отношение диаметра наименьшего металлизированного отверстия к толщине печатной платы не менее 0,40). Данный класс точности позволяет создавать надежные и относительно точные печатные платы для массового производства. Данный класс точности в настоящее время широко распространен, поэтому выбор данного класса не приведёт к существенному увеличению производственных и материальных затрат и практически не скажется на себестоимости изделия. Как было сказано выше, минимальная ширина проводника должна быть не менее 0.45 мм.

Расчет расстояния для прохождения n-го количества проводников.

          Расчёт минимального расстояния для прокладки n-го количества проводников между двумя отверстиями диаметрами D1 и D2 с контактными площадками:

l=(D₁ +D₂ )*0.5+2d₀ +nt+d(n-1)+2b                                            (18)

где D₁ и D₂ – диаметры контактных площадок;

t – ширина проводника (для второго класса точности);

n - количество проводников

d₀ - расстояние между контактной площадкой и проводником

b – ширина пояска контактной площадки

d- расстояние между проводниками

Рассчитаем расстояние для прохождения  одного проводника

I=(3+3)*0,5+2*1+1*0,45+0,45*(1-1)+0,2*1=5,65мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка.

         Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка (S) в миллиметрах определяется по формуле:

S=Sмд+   tво                                                           (19)     

где Sмд=0,35- минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка

tво=0,05 -верхнее предельное отклонение ширины проводника.

Величину Sмд выбираем из расчёта обеспечения электрической прочности изоляции в соответствии с ГОСТ 23751-86 или ОСТ 4.010.019-81

Тогда получим:   S=0,35+0,05=0,4 мм

Расчет диаметров отверстий.

        Номинальное значение диаметров монтажных отверстий определяется по следующей формуле:

D=d_э+ r+Dd_НО,                                                            (20)  

где d_Э – максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ;

Dd_НО – нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия;

r – разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ЭРЭ.

ПТЭС.467223.001.П3

Лист

15

Изм

Лист

№ докум.

Подп. одп.

Датта

 

d_Э = 0.6 мм (для  резисторов МЛТ и конденсаторов);

r = 0.7 – 0.6 =  0.1 мм;

Dd_НО = 0.10 мм (для отверстий до 1мм);

d= 0.6 + 0.10 + 0.1 = 0.8 мм;

Полученные диаметры отверстий являются стандартными и унифицированными, поэтому это снизит себестоимость изделия.

Номинальное значение ширины проводника.

            Номинальное значение ширины проводника (t) определяется током протекающем по нему (Jн) и удельной плотностью тока в материале проводников. Рассчитывается по формуле:

tмд= Jн/r*h;                                                              (21)

где r - удельная плотность тока, для наклеенной фольги – 20А/мм²

tмд – минимально допустимая ширина проводника, мм

h – толщина проводника, 5 мкм=5*10^-3 мм;

Jн – ток нагрузки,  Jн=1,5*7+(40-13)/6,8=10,5+4=14,5 mA;

Получим: tмд=14,5*10^-3/20*5*10^-3=0,725 мм.

Расчет паразитного влияния проводников.

              Сечение проводника рассчитываем по допустимому падению напряжения Uн на проводнике:

Uн=r(Lп/hф*t)Jн                                                          (22)

Где r - удельное сопротивление проводника, Ом*мм²/м

Lп, hф, t – максимальная длина проводника, его толщина и ширина, м

Jн – ток, протекающий по проводу, А

Uн=1,72*10^-8(0,5/0,0035*0,0045)14,5*10^-3=0,8*10^-5 В;

В электронных логических схемах допустимое падение напряжения в цепях