Розрахунок електричних параметрів друкованої плати

Вибір і опис конструкції пристрою

При виборі матеріалу слід враховувати метод отримання друкованих провідників, надійність контактних з'єднань друкованих провідників з елементами, міцність зчеплення друкованих провідників з основою, товщину друкованих провідників, вимоги до теплостойкости, хімічної стійкості, до вологопоглинання, діелектричної проникності, до тангенсу кута діелектричних втрат, тип підстави , допустима кількість перепайок, вартість матеріалів і ін.

Матеріал для друкованої плати - склотекстоліт фольгований

2.2 Розрахунок конструктивно - технологічних параметрів ПП

2.2.1Расчет діаметра контактних площадок

Мінімальний діаметр контактної площадки визначають з умови збереження цілісності контактної площадки (відсутність розриву) при свердлінні плат. При цьому враховують явища подтравливания провідного шару, похибки відносного розташування отвори і контактної площадки.

Товщина фольги. мкм - 35

Товщина матеріалу з фольгою - 1,0 мм

Діаметр монтажних отворів - 0,8 мм

Крок сітки -2,54 мм

Ширина провідника - 0,800мм

Відстань між провідниками, контактними майданчиками, провідником і контактною площадкою - 0,500 мм

Відстань від краю отвору до краю контактної площадки - 0.050 мм

Максимальне відхилення відстаней між центрами монтажних отворів, не більше - ± 0,200

Мінімальний діаметр контактних площадок:

Dmin = D1 min + 1,5hф. (2.1)
де Dmin - мінімальний ефективний діаметр контактної площадки, мм;

hф товщина фольги, мм.

Dmin = 1,69 + 1,5х0,035 = 1,7425 (мм)

Мінімальний ефективний діаметр контактної площадки:
D1 min = 2 (BМ + dmax / 2 + # 948; відп + # 948; кп (2.2)

де dmax - максимальний діаметр просвердленого отвори, мм;

# 948; відп = 0,06 ÷ 0,08 мм - похибка розташування отвори, мм;

# 948; кп = 0,085 ÷ 0,3 мм - похибка розташування контактної площадки, мм.

BМ - відстань від краю отвору до краю контактної площадки, мм.

D1 min = 2 (0,05 + 0,83 / 2 + 0,08 + 0,3) = 1,69 (мм)

Максимальний діаметр просвердленого отвори:

де dсв - діаметр свердла, мм;

# 916; d = 0,01 ÷ 0,03 мм - похибка діаметра отвору, обумовлена ​​биттям свердла і точністю його заточування, мм.

dmax = 0,8 + 0,03 = 0,83 (мм)

Максимальний діаметр контактної площадки:

де Dшmax - максимальний діаметр контактної площадки шаблону;

hф товщина фольги, мм

# 916; П = 0,1 ÷ 0,5 мм похибка діаметра контактної площадки при формуванні малюнка друкованої плати;

Dmax = 1,8075 + 0,035 + 0,5 = 2,3425 (мм)

Максимальний діаметр контактної площадки шаблону:

де Dшmin - мінімальний діаметр контактної площадки шаблону, мм;

# 916; dш = 0,05-0,1 мм - похибка виготовлення вікна шаблону;

Мінімальний діаметр контактної площадки шаблону:

де Dшmin - мінімальний діаметр контактної площадки шаблону, мм;

hф товщина фольги, мм

Розрахунок ширини провідників

Мінімальна ширина провідника:

tпmin = tпlmin + 1,5hф, мм (2.7)

де tnlmin - мінімальна ефективна ширина провідника (для плат 1-го і 2-го класів) tnlmin = 0,18.

hф товщина фольги, мм

Максимальна ширина провідника:

tпmax = t ш max + # 916; П, (2.8)

де t ш шах - максимальна ширина провідника шаблону, мм.

# 916; П = 0,1 ÷ 0,5 мм похибка діаметра контактної площадки при формуванні малюнка друкованої плати;

Максимальна ширина провідника шаблону:

t ш max = t ш min + # 916; tш, (2.9)

де t ш min - мінімальна ширина провідника шаблону, мм;

# 916; tш = 0,06 ÷ 0,15 мм - похибка виготовлення ліній шаблону.

t ш max = 0,2 + 0,15 = 0,35 (мм)

Мінімальна ширина провідника шаблону:

t ш min = tпmin -hф. мм. (2.10)

гдеt ш min - мінімальна ширина провідника шаблону, мм;

hф товщина фольги, мм

t ш min = 0,233-0,035 = 0,2 (мм)

Розрахунок мінімальних відстаней між елементами проводить

Мінімальний зазор між елементами визначається заданим рівнем опору ізоляції при робочій напрузі схеми або технічними вимогами на друковані плати.

Мінімальна відстань між провідником і контактною площадкою:

гдеL0 - відстань між центрами провідника і контактної площадки, мм;

Dmax - максимальний діаметр контактної площадки шаблону;

# 948; шт = 0,06 ÷ 0,15 мм - похибка розташування щодо координатної сітки на шаблоні провідника.

tпmax - Максимальна ширина провідника.

# 948; кп = 0,085 ÷ 0,3 мм - похибка розташування контактної площадки, мм.

Мінімальна відстань між двома контактними майданчиками:

ГдеL0 - відстань між центрами провідника і контактної площадки, мм;

Dmax - максимальний діаметр контактної площадки шаблону;

# 948; кп = 0,085 ÷ 0,3 мм - похибка розташування контактної площадки, мм.

Мінімальна відстань між двома провідниками:

ГдеL0 - відстань між центрами провідника і контактної площадки, мм;

tпmax - Максимальна ширина провідника;

# 948; шт = 0,06 ÷ 0,15 мм - похибка розташування щодо координатної сітки на шаблоні провідника.

Мінімальна відстань для прокладки провідників між двома контактними майданчиками отворів визначається за формулою:

де n п - кількість провідників, які можна розмістити між двома контактними майданчиками однакових отворів.

Dmax - максимальний діаметр контактної площадки шаблону;

tпmax - Максимальна ширина провідника;

# 948; шт = 0,06 ÷ 0,15 мм - похибка розташування щодо координатної сітки на шаблоні провідника.

# 948; кп = 0,085 ÷ 0,3 мм - похибка розташування контактної площадки, мм.

lmin = (2,3425 + 2 * 0,3) + (0,8475 + 2 * 0,15) * 1 + 0,5 (1 + 1) = 5,09 (мм)

Розрахунок друкованої плати

Вихідні дані для розрахунку друкованої плати:

1. Площа, яку займає на друкованій платі резисторами:

де 1 довжина резистора,

d - діаметр резистора,

n - кількість резисторів.

SР = 10 * 4 * 13 = 520 мм 2

Вихідні дані для розрахунку друкованої плати:

2. Площа, яку займає на друкованій платі конденсаторами:

де а. b - сторони конденсатора

К = 10 * 10 * 5 = 500 мм 2

3. Площа, яку займає на друкованій платі транзисторами:

Де а. b - сторони транзистора

4. Площа, яку займає на друкованій платі біполярними транзисторами:

Де а. b - сторони біполярного транзистора

SБТ = 10 * 15 * 1 = 150мм 2

5. Площа, яку займає на друкованій платі діодами:

Де а. b - сторони діода

6. Площа, яку займає на друкованій платі стабилитронов:

Де а. b - сторони стабилитрона

7. Площа, яку займає на друкованій платі тріністорамі:

Де а. b - сторони тринистора

8. Площа, яку займає на друкованій платі світлодіодами:

Де а. b - сторони світлодіода

9. Площа, яку займає на друкованій платі діодними мостами:

Де а. b - сторони діодного моста

10. 8.Определяем загальну площу, яку займає радіоелементами:

S0бщ = 520 + 500 + 28 + 150 + 80 + 40 + 40 + 25 + 45 = 1428 мм 2

11. Визначаємо площу друкованої плати:

Sпп = 1428 / 0,4 = 3570 мм 2

Де, S заг -загальну площа, яку займає радіоелементами

12. Визначаємо робочу площу друкованої плати:

S р = 1428 * 1,5 = 2142 мм 2

Де К - коефіцієнт дезінтеграції;

Sобщ - загальну площу, яку займає радіоелементами

Вибираємо коефіцієнт дезінтеграції (К = 1,5-3)

9. Вибираємо ширину робочої зони в, тоді довжина робочої зони дорівнює:

а = 2142/40 = 53,55 мм

Де, S р - робоча площа друкованої плати

10. Вибираємо розміри друкованої плати

а = 53,55 + 5 = 58,55 мм

Приймаємо m за 2,5мм, тоді 2m = 5мм

Розрахунок електричних параметрів друкованої плати

1. Визначити ємність друкованої плати:

де: # 949; = 6,0 - діелектрична проникність склотекстоліти;

F - сумарна площа друкованих провідників, мм 2; (172,9) мм 2

h- товщина плати, мм

з = 9 * 10 -9 * 6,0 * 172,9 / 1 = 3,2 (мкФ)

2. Розрахувати величину паразитної ємності між двома проводнікаміСпар. nф

Де s-відстань між двома паралельними провідниками, мм

ln - довжина взаємного перекриття двох паралельних провідників, мм

hn - товщина провідника, мм

tn - ширина провідника, мм

# 949; = 6,0 - діелектрична проникність склотекстоліти;

3. Розрахувати індуктивність друкованих провідників L (мкГн) товщиною hn і шириною tn

ln - довжина взаємного перекриття двох паралельних провідників, мм

hn - товщина провідника, мм

tn - ширина провідника, мм

L = 2 * 1,7 * (2,3 * lg (1,7 / (0,035 + 0,25)) +
0,2235 ((0,035 + 0,25) / 1,7) +0,5) * 10 -2 = 7,89 (мкГн)

4. Визначити взаімоіндуктівность двох паралельних печатних провідників рівної довжини М, мкГн

де ln - довжина паралельних ділянок двох провідників, см

L0 - відстань між осьовими лініями двох паралельних провідників, см

М = 0,02 * (1,7 * lg + 1,7 / 3) - + 3 = 0,02 (мкГн)

5. Визначити взаімоіндуктівность двох паралельних провідників різної довжини М. мкГн

де ln1 - довжина першого провідника, см

ln2 - довжина другого провідника, см

s - величина зазору між провідниками

Схожі статті