Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат (1072331), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Определение собственных частот ПП проводится с учетом характера закрепления ПП в блоке. Расчет толщины ПП и ГПК выполняют по низшему значению собственной частоты. Частоту собственных колебаний ПП для различных способов их закрепления в модулях более высокого конструктивного уровня с равномерно распределенными по поверхности ПП ЗРИ приближенно вычисляют по формулам, приведенным в табл. 3.14 [17, Щ По формулам определяют приближенное значение толщины ПП, которое корректируют в сторону увеличения в соответствии с применяемым соединителем и маркой материала (табл.
3.15), Первоначально в ДЗ при расчетах примем 7г, = 1 мм. 10б Глава 3. Хопетрукторепо-текиологичепим ироеитироваппе пеиаипиех плат Таблица 3. 15. Характарисиит матеоиааоа ПП Если прогиб и угол поворота на краю ПП равны нулю, то этот край считают жестко защемленным. Если прогиб и изгибающий моменты равны нулю, то этот край считают спертым. Если изгибающий момент и перерезывающая сила равны нулю, то этот край считают свободным. Если значение собственной частоты 5а входит в диапазон частот внешних воздействий, то конструкцию ПП дорабатывают в целях увеличения 5а и выхода из спектра частот внешних воздействий пугем увеличения толпщны ПП.
Пример расчета собственной частоты ПП приведен в Приложении 5. 3.11. Определение числа слоев и толщины МПП Для МПП длина электрических связей является функцией количества и координат контактных площадок, электрически связанных с выводами ЭРИ [273. При этом длина связей (3.4) А =Р(А„+ (,,)п,Ф„, где 0 = 0,05...0,07 — коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние ширины и шага проводников, эффективности трассировки, форм корпуса ИМС и монтажного поля. Выбираем в ДЗ ~3 = 0,06 (При- ложение П.!); Г,„и Г, — габаритные размеры МПП; и . — количество выводов ИМС; Ԅ— количество ЭРИ, устанавливаемых на ПП. Зная суммарную длину связей и задаваясь шагом трассировки проводников 7„, можно определить количество логических или сигнальных слоев МПП (3.5) ~3(А„+ А )и, Ф„Р„ к уЧ1р Здесь П вЂ” коэффициент эффективности трассировки (примем Л = 0,95);, 7„— частное от деления шага координатной сетки или основного шага размещения ЭРИ на любое целое число.
При этом сумма минимальной шири-~ ны проводника и зазора должна быть меньше 1„. Учитывая, что в МПП наружные слои используют как монтажные, ко-1 личество которых не может превышать двух (п„ь 2), а экранные слои раз-1 Расчел злее!еавв!в вдееедлщего ваеувла НП мешаются между логическими (л, = и — 1), общее количеспю слоев МПП определяют следующим образом: л =л, +(л„— 1)+2=2л„„+1. (3.6) Зная количество слоев, можно рассчитать толщину МПП: Нв = ~~~,Н, + (0,9...1,2)~Н + п,Н„(3.7) е ! в ! где Н, — номинальное значение толщины слоя, мм, выбирают из стандартного ряда толщин для конкретного материала; и — число сигнютьных слоев; Нве — толщина прокладок стеклоткани; л! — число прокладок; Н,— толщина экранного слоя; п, — число экранных слоев, если они входят в конструкцию МПП. Предельные отклонения на толщину МПП выбирают по табл.
3.16. Табллео Х 1б. Пвеяелеве!е етялевеввя теавввы МПП Суммарную толщину ПП и ГПК определяют как сумму толщины ПП или ГПК и суммарной толщины покрытий наружных слоев. 3.12. Расчет элементов проводящего рисунна ПП При разработке конструкции ПП должны учитываться размеры элементов проводящего рисунка (длина, ширина, толщина проводников, размеры контактных площадок и пр.), и их взаимное расположение (например, расстояние между ними), так как они связаны с электрическими параметрами электрической принципиальной схемы (током, напряжением, частотой и др.), а также с электрическими парамет)жми ПП.
К таким параметрам относятся: сопротивление проводников, допустимая токовая нагрузка, электрическая прочность, сопротивление изоляции, электрическая емкость, помехозащищенность и др. От ширины, проводников и расстояния между ними зависит погонная емкость, возникающая между параллельными проводниками и вызывающая паразитные связи (чем больше ширина проводника, тем больше емкость). От ширины проводников (сечения) зависят нагрузочная способность по току и сопротивление проводников.
От расстояния между проводниками зависит электрическая прочность изоляции. От соотношения ширины проводников и толгцины ПП зависят емкость, волновое сопротивление (чем больше это соотношение, тем больше емкость и волновое сопротивление), а также эффективная диэлектрическая проницаемость материала основания ПП для проводников, лежащих на поверхности,ПП.
108 Глава 3. 1йтегкррктореко-техколоагнеекое ароектаровакке аечаатвгт плат Существует однако ряд ограничений на размеры и расположение элементов печатного монтажа, связанных с технологическими особенностями производства, поэтому прежде чем приступить к проектированию ПП, необходимо провести конструктивно-технологический расчет ПП по постоянному току (для цепей питания и земли), по переменному току (для сигнальных целей) с учетом производственных погрешностей элементов печатного монтажа, фотошаблонов, операций экспонирования, сверления и других операций по ГОСТ 23751 — 86 и РД-50-708 — 91.
Результаты расчетов приведенных ниже элементов печатного монтажа (расстояний между ними, размеров контактных площадок, монтажных и переходных отверстий и др,) используются в системах автоматизированного проектирования (САПР) ПП при автоматической трассировке соединений ПП при редактировании правил прокладки трасс, параметров описания контактных площадок, создании библиотеки контактных площадок, для заполнения апертурных слоев контактных площадок для установления соответствия типа апертуры номеру диафрагмы фотопостроителя для засветки на фотошаблоне изображения контактной площадки соответствующего размера и т. д. Поэтому необходимо выполнить следующие расчеты [131: 1) диаметров Н монтажных отверстий; 2) расстояния Ц, от края ПП до элементов печатного рисунка; 3) расстояния Я от края паза, выреза, неметаллизированного отверстия до элементов печатного рисунка; 4) ширины г печатных проводников; 5) диаметра Р контактных площадок; б) расстояния между элементами проводящего рисунка: а) расстояния Я между соседними элементами проводящего рисунка; б)наименыпее номинальное расстояние г, между центрами двух неметаллизированных отверстий; в) наименьшего номинального расстояния для размещения двух контактных площадок номинального диаметра в узком месте; г) наименьшего номинального расстояния для размещения печатного проводника номинальной ширины между двумя контактными площадками в узком месте; д) наименьшего номинального расстояния ! для прокладки л-го количества проводников между двумя отверстиями с контактными площадками диаметром Р, и Р,.
ЗЛ2Л. Расчет диаметра монтажных отверстий Номинальный диаметр монтажных металлизированных И неметаллизированных отверстий устанавливают исходя из следующего соотношения: и-(1Ь(~)„.~ (, +г, (3.8) где а„,— нижнее предельное отклонение диаметра отверстия,(определяет- ' ся по табл, 3.17); Расчет элелгептов проводящего рисуплп ШХ с(, — ' максимальное значение диаметра вывода ЭРИ, устанавливаемого на ПП (для прямоугольного вывода за диаметр принимается диагональ его сечения); г — разность между минимальным значением диаметра отверстия и максимальным диаметром вывода, устанавливаемого ЭРИ (ее выбирают в пределах 0,1...0,4 мм при ручной установке ЭРИ и в пределах 0,4...0,5 мм — при автоматической).
Таблица 3. 17. Предельные отклонении диаметров монтюкиых и переходных отверстий Г1редельные откаоненил диаметра дча, мм, по классам точности Диаметр отверстии, мм Наличие металлизации х0,05 х0,05 х0,025 Без металлизации хО, 1О х0,10 С металлизацией Без оплавления +0,05 -0,15 +0,05 О,15 0; -О,!О 0; -0,075 О; -0,10 До 1,0 включительно С металлизацией С оплавлением +0,05 -0,18 +0,05 -0,12 0; О,13 0; -О,!3 0; -0,13 х0,10 х0,10 +0,10 Без металлизаци и х0,15 х0,15 +0,05 О,15 +0,10 -0,20 +О,! 0 -0,20 +0,05 -0,15 +0,05 -0,15 С металлизацией Без оплавления Свыше 1,О +0,03 -0,18 +0,05 -0,18 С металлизацией С оплавлением +0,10 -0,23 +0,10 О,23 +0,05 -0,18 (3.9) '!е с Нпу где ̈́— толщина ПП; 7 — отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине ПП (см.
табл. 1.1). Предельные отклонения фиксирующих (базовых) отверстий устанавливают по допуску Н12, а позиционный допуск на расположение осей фиксирующих отверстий ПП, предназначенных для автоматической установки ЭРИ, выбирают по 11 квалитету; на расположение монтажных отверстий— не ниже '/, квалитета, независимо от класса ПП. Расчетное значение с( следует округлить в сторону увеличения до десятых долей миллиметра и свести к предпочтительному ряду отверстий: 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5 мм. Предельные отклонения диаметра монтажных отверстий при автоматической установке ЭРИ устанавливают не ниже '/з квалитета независимо от класса точности ПП. Центры монтажных отверстий под неформуемые выводы многовыводных ЭРИ, межцентровые расстояния которых не кратны шагу координатной сетки, следует располагать таким образом, чтобы в узле координатной сетки находилсзг' центр по крайней мере одного из монтажных отверстий.
При выборе элементной базы следует учитывать, что использование таких ЭРИ усложняет изготовление, контроль и сборку ячеек. Минимальный диаметр металлизированного монтажного отверстия г(а на ПП выбирают из соотношения ПО Глава 3. Конструкторско-техиалалатекае Креектлраттиеаечаитвгх плат 3.12.2. Всабор расстояния О, от крея Г1П до злементоп печатного рисунка 3.12.3. Расчет расстояния О, от края лизи, выреза, неметилливирояткюго отверстия до влементоя лечатного рисунка Расстояние от края паза, выреза, неметаллизированного отверстия до элементов печатного рисунка определяют по формуле Я =4 + 1+0,5(Та + Та + сМ~,)~л, (3.10) ширина ореола, скола (табл.
3.18) в зависимости от толщины ма- териала основания и класса точности ПП; наименьшее расстояние от ореола, скола, до соседнего элемента проводящего рисунка, которое должно быть не менее 0,3 мм для 1- и 2-го класса точности ПП; 0,15 мм — для 3- и 4-го класса точности ПП; 0,1 мм — для 5-го класса точности ПП; позиционный допуск расположения центров контактных площа- док (КЛ) (определяют в зависимости от конструкции, размеров и класса точности ПП по табл.
3.!9); позиционный допуск расположения осей отверстий; определяют в зависимости от размеров и класса точности ПП по табл. 3.20; верхнее предельное отклонение размеров элементов конструкции (ширины печатного проводника), определяют по табл. 1.1. где д— Т— д Та Таблица 3.
И Допустимая ширина поверяиостмя сивин и просветлений (ореолов) Расстояние Я должно быть не менее толщины ПП с учетом допусков на размеры сторон, кроме экранов, шин земли, концевых печатных контактов„знаков маркировки. Расчевн элемвнноо щоооонлцллорнсунлол 1Ш Таблица 3.19. Повинввныедаускн рвсннвожеинк нентров КП (То) Таблица З.лО. Повввониые ноиускн реавлакенни осей ыонпваык отверстий (Тл) 3.12.4. Расчет ширины печатных проводников Ширина печатного проводника зависит от электрических, конструктивных и технологических требований.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
