50313 (Конструирование модуля ЭВМ для обработки телеметрических данных), страница 6

Наиболее распространенными материалами для печатных плат является фольгированные гетенаксы и стеклотекстолиты, приведенные в таблице.

Таблица 23 - Основные параметры материалов

Стеклотекстолит обладает лучшими изоляционными свойствами, влагостойкостью, температурной стойкостью, но с различным способом осаждения проводников получается различная сила сцепления проводника с основанием, поэтому он применяется при комбинированном способе:

Заданная плата двусторонняя, поэтому выбираем материал фольгированный с двух сторон. Толщину фольги выбираем 35 мкм. Для нашей платы выбираем материал – стеклотекстолит, так как наиболее подходящие для нас параметры и его рекомендуют при изготовлении печатных плат комбинированным позитивным методом.

Нам достаточно материала с нормальной прочностью и жаростойкостью, поэтому выбираем стеклотекстолит фольгированный с двух сторон, гальваностойкий с нормальной прочностью и жаростойкостью – СФ-2-35. Его основные параметры:

1. толщина фольги – 35.5 мКм;

2. рабочая температура = -60105^оС;

3. относительная влажность – 93 % при t = 40^оС;

4. _s = 510¹⁰ Ом;

5. = 4,5Н;

6. диэлектрическая проницаемость = 5,5.

Стеклотекстолит данной марки применяют также для печатных плат с повышенными диэлектрическими свойствами.

2.7 Компоновка и размещение ИМС и РЭ на печатной плате

Размещение ЭРЭ и ИМС предшествует трассировке печатных связей и во многом определяет эффективность трассировки.

Основной метод размещения ИМС - плоский многорядный. Задача компоновки заключается в том, что с одной стороны необходимо разместить элементы как можно более плотно, а с другой стороны - обеспечить наилучшие условия для трассировки, электромагнитной и тепловой совместимости, автоматизации сборки, монтажа и контроля.

Микросхемы со штырьковыми выводами устанавливаются с одной стороны печатной платы, а микросхемы с планарными выводами, бескорпусные ИМС и ЭРЭ допустимо устанавливать с двух сторон печатной платы. Крепление микросхем и ЭРЭ осуществляется, в основном, пайкой, причем, не задейственные контакты необходимо запаивать для увеличения жесткости. Микросхемы с планарными выводами можно устанавливать с помощью клея и лака. Их выводы припаивают к контактным площадкам. Корпус микросхемы с планарными выводами приклеивают непосредственно на полупроводник или на контактную прокладку. Прокладка может быть из тонкого текстолита 0,3 мм или металлическая (медь, алюминий, их сплавы) 0,2 - 0,5 мм. Металлическая прокладка служит в качестве теплоотводящей шины. Для ее изоляции от проводников используют специальную пленку.

Центры металлизированных и крепежных отверстий на полупроводнике должны располагаться в узлах координатной сетки. Координатную сетку применяют для определения положения печатного монтажа. Основной шаг координатной сетки 2,5 мм, дополнительный - 1,25 мм и 0,25 мм. Контактные площадки или металлизированные отверстия под первый вывод должны иметь ключ. Для увеличения ремонтопригодности, ИМС второй степени интеграции устанавливают в разъемные соединители. Электрический соединитель крепят и распаивают на печатной плате.

2.8 Выбор и обоснование метода изготовления печатной платы

Позитивный комбинированный способ является основным при изготовлении двусторонних печатных плат. Преимуществом позитивного комбинированного метода по сравнению с негативным является хорошая адгезия проводника, повышенная надежность монтажных и переходных отверстий, высокие электроизоляционные свойства. Последнее объясняется тем, что при длительной обработке в химически агрессивных растворах (растворы химического меднения, электролиты и др.) диэлектрическое основание защищено фольгой. Технологический процесс изготовления печатной платы комбинированным позитивным методом состоит из следующих операций:

1.Резка заготовок

2.Пробивка базовых отверстий

3.Подготовка поверхности заготовок

4.Нанесение сухого пленочного фоторезиста

5.Нанесение защитного лака

6.Сверловка отверстий

7.Химическое меднение

8.Снятие защитного лака

9.Гальваническая затяжка

10.Электролитическое меднение и нанесение защитного покрытия ПОС-61

11.Снятие фоторезиста

12.Травление печатной платы

13.Осветление печатной платы

14.Оплавление печатной платы

15.Механическая обработка

Далее рассмотрим каждую операцию более подробно.

2.9 Выбор защитного покрытия

Для осуществления технического процесса необходимы вспомогательные материалы: внешнее защитное покрытие печатной платы.

Таблица 24 - Основные параметры лаков

Из условий эксплуатации (температура, влажность, механическая прочность) выбираем полиуретановый лак УР-231, обладающий достаточной влагонепроницаемостью, по сравнению с ЭП-730 и ЭП-9114. Покрытия эластичные, глянцевые, механически прочные, твердые, устойчивые к периодическому воздействию минерального масла, нефраса, спирто-нефрасовой смеси, постоянному воздействию влаги, обладают электроизоляционными свойствами.

3.Расчётная часть

3.1 Расчёт потребляемой мощности

Мощность, потребляемая всем устройством, зависит от потребляемой мощности отдельных микросхем и количества микросхем.

Потребляемая мощность каждой микросхемы рассчитывается по формуле:

Р = I_cc U_cc, Вт,

где I_cc – ток потребления от источника питания для данной микросхемы;

U_cc - напряжение питания.

Общий потребляемый ток от источника питания каждой микросхемы, при напряжении питания +5 В, рассчитывается по формуле:

I_+5В =4*I_{+5В(КР580ИР82)} + I_{+5В(К155ЛА2)} + I_+5В(7411) + I_{+5В(КР580ВВ55А)} + I_{+5В(КР580ВВ51А)} +I_+5В(LM393)+ 2*I_{+5В(TPL2630)} +I_+5В(ADM485) +2*I_{+5В(К555ИД7)}+ I_{+5В(КР580ВК28)} +I_{+5В(КР580ВМ80А)} + I_{+5В(КР580ГФ24)} +I_{+5В(КР568РЕ5)}

где I_{+5 В} - ток потребления, при напряжении питании +5В

I _+5В =4*160+6+8+120+100+3+2*36+200+2*9,7+190+85+115+16= 1574,4 мA

Считаем мощность: Р =1,5744 13 = 20,46 Вт

3.2 Трассировка соединений и расчёт элементов печатного монтажа

1. Исходя из технологических возможностей, выбираем метод получения платы – комбинированный, способ получения рисунка – позитивный и 3-й класс точности. Плата ДПП и ее размер 160х100 мм.

2. Определяем ширину минимальную, в мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

где, – максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках (определяется из анализа электрической схемы);

– допустимая плотность тока, выбирается в зависимости от метода изготовления из таблицы.

t – толщина проводника, мм.

Таблица 25 - Основные параметры методов изготовления

I_мах=!.6А J_доп=48А/мм² t=1мм

3. Определяем минимальную ширину проводника в мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем :