62655 (588812), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

заключні операції (захисне покриття, лакування і т. п.).

Субтрактивний процес отримання провідникових рисунків шляхом селективного травлення ділянок фольги.

Аддитивний процес отримання провідникових рисунків шляхом селективного осаджування провідникового матеріалу на нефольгований матеріал основи.

Для ДДП на фольгованій основі найбільш технологічним є комбінований позитивний метод.

Цей метод полягає в отриманні провідників шляхом травлення фольгованого діелектрика і металізації отворів електрохімічним способом.

При позитивному процесі діелектрик перебуває в більш сприятливих умовах, тому що фольга оберігає його від дії електроліту. Одначе, в цьому випадку відбувається пассивація поверхні металу всередині отворів при травленні, що утрудняє пайку, оскільки метал не змочується припоєм. Комбінований спосіб доцільніше застосовувати при використанні як основи фольгованого склотекстоліту для отримання ДДП.

До переваг комбінованого методу можна віднести:

поєднує в собі переваги хімічного (субтрактивного) і електрохімічного (аддитивного) методів;

істотно підвищує надійність паяних з'єднань завдяки тому, що припой при відповідному виборі діаметра заповнює весь отвір; при цьому досягається електрична й механічна стабільність при малих діаметрах контактних площадок;

міцність на розрив припаяних виводів перевищує міцність самих виводів [12].

4.2 Конструкторсько-технологічний розрахунок

1. Визначення мінімальної ширини друкованого провідника по постійному струму для ланцюгів живлення й «землі» [13].

(4.1)

де – максимально припустимий (сумарний) струм, що протікає, по шині живлення і шині «земля»; припустима щільність струму для друкованих плат, виготовлених комбінованим методом.

товщина провідника буде дорівнювати:

(4.2)

де

товщина шару гальванічно осадженої міді:

– товщина шару хімічно осадженої міді:

Струм споживання в режимі «Охорона» (при живленні від внутрішньої батареї 9В) не більше 200 мкА. Струм споживання в режимі «Тривога» 30 мА.

Розрахунок проводиться для режиму «Тривога», коли схема споживає максимально припустимий струм.

∑I_спож=30 мА

2. Визначення мінімальної ширини провідника з урахуванням припустимого падіння напруги на ньому.

(4.3)

довжина найдовшого провідника на ДП

3. Визначення номінального діаметру монтажного отвору.

(4.4)

де діаметр виводу елемента; нижнє граничне відхилення від номінального значення діаметру монтажного отвору; різниця між мінімальним діаметром монтажного отвору і максимальним діаметром виводу.

4. Визначення діаметра контактної площадки.

Рис. 4.1

(4.5)

Мінімальний ефективний діаметр контактної площадки:

(4.6)

максимальний діаметр просвердленого отвору; ширина поясу навколо контактної площадки; похибка розташування центра отвору відносно вузла координатної сітки; похибка розташування центра контактної площадки щодо вузла кординатної сітки;

(4.7)

допуск на діаметр отвору;

;

;

;

5. Визначення ширини провідника.

(4.8)

граничне значення для 3-го класи точності;

6. Визначення мінімальної відстані між провідником і контактною площадкою.

(4.9)

відстань між центрами елементів (крок координатної сітки); максимальний діаметр контактної площадки; максимальна ширина провідника; похибка розташування центра контактної площадки відносно вузла координатної сітки; похибка зсуву провідника відносно координатної сітки.

Рис. 4.2

7. Визначення мінімальної відстані між двома сусідніми провідниками.

(4.10)

8. Визначення мінімальної відстані між двома сусідніми контактними площадками.

(4.11)

;

9. Визначення відстані між провідником і контактною площадкою (у випадку, якщо провідник проходить між двома контактними площадками):

(4.12)

Розраховане значення більше ніж значення , що визначено третім класом, тому провідник, прокладений між двома контактними площадками, не буде дотикатися жодної контактної площадки.

Розраховані елементи друкованого монтажу відповідають обраному класу точності монтажу. У цьому можна переконатися за даними порівняльної таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 Розраховані параметри

	Розраховане значення	Граничне значення для 3-го класи точності монтажу
bпр	0,35 мм	0,25 мм
Smin	0,21 мм; 0,8 мм; 0,9 мм; 0,33 мм	0,25 мм
bП0	0,1 мм	0,1 мм
Кдт	0,8 мм/1,5 мм = 0,53	0,33

5. Електричний розрахунок друкованої плати

1. Визначимо припустимий спад напруги на друкованому провіднику:

(5.1)

де ; ; ; ;

2. Визначимо потужність втрат в ДП:

(5.2)

де оскільки розрахунок ведемо на постійному струму; напруга живлення; - тангенс кута діелектричних втрат.

(5.3)

діелектрична проникність матеріалу; ; товщина ДП; площа металізації; ;

.

3. Визначимо паразитну ємність між двома сусідніми провідниками, розташованими з одного боку ДП:

а) для випадку, коли обидва провідники перебувають в одному шарі:

Спар = Кп∙ ε∙ L1

(5.4)

де К_п коефіцієнт пропорційності, пФ/см (в нашому випадку К_п=0,15); ε діелектрична проникність середовища (в нашому випадку ε =5,5); L₁ довжина взаємного перекриття провідників, см (в нашому випадку L₁ =5)

Тоді:

С_пар = К_п∙ ε∙ L₁ =0,15^.5,5^.5=4,22 пФ;

б) у випадку, коли два провідники знаходяться в різних шарах:

Спар = Кп∙ ε∙ L1

(5.5)

де К_п коефіцієнт пропорційності, пФ/см (в нашому випадку К_п=0,2); ε діелектрична проникність середовища (в нашому випадку ε =5,5); L₁ довжина взаємного перекриття провідників, см (в нашому випадку L₁ =1,27).

Тоді:

С_пар = К_п∙ ε∙ L₁ =0,2^.5,5^.1,27=1,39 (пФ)

4. Визначимо паразитну індуктивність шини живлення й шини «земля»:

[мкГн]

(5.6)

де l_п – довжина максимальної області (довжина шини живлення); b_np = 0,35 мм – ширина провідника; t_np = 0.0965 мм товщина провідника.

Тоді

Таким чином, розроблена ДП задовольняє заданим умовам, оскільки отримані розрахункові значення найважливіших електричних параметрів не перевищують припустимих значень для ДДП.

6. Розрахунок теплового режиму

Метою даного розрахунку є перевірка необхідності використання додаткових елементів (радіаторів) для розсіювання тепла, що виділяється елементами схеми.

Розрахунок теплового режиму для контролера АТ89С2051 і АТTINY2313.

Контролери мають наступні параметри (таблиця 6.1):

Таблиця 6.1 Параметри мікроконтролерів

Контролер	Струм споживання Iспож, мА	Напруги U, В	Припустима температура кристала мікросхеми Tдоп. ºС	Тепловий опір пластмасового корпусу Rтепл. пл. ºС / Вт
АТ89С2051	25	6,6	85	110
АТTINY2313	20	5,5	85	110

Отже розсювана потужність:

P_{роз АТ89С2051}= I^. U = 6,6.25 = 165 (мВт)

P_{роз АТTINY2313}= I^. U = 5,5.20 = 110 (мВт)

Для розрахунку приймемо максимальну температуру з технічного завдання T_окр..= 40 ºС.

Розрахуємо температуру кристала:

Tкр. =Tокр..+ Pрас. Rтепл. пл

(6.1)

T_{кр АТ89С2051.}= 40 + 0,165 110 = 58,15ºС

T_{кр АТTINY2313.}= 40 + 0,11 110 = 52,1ºС

Характеристики

Список файлов ВКР