31. Конструкторско-технологический расчет элементов пп (продолжение)

Диаметр контактной площадки не может быть меньше величины, обеспечивающей гарантированную ширину металла вокруг просверленного отверстия. С учетом возможного смещения центра контактной площадки

Dk = Dc + 2Bmin, (3)

где Dc – диаметр зоны сверления с учетом допусков на смещения центра отверстия.

Bmin – минимальная ширина гарантированного пояска, принимаемая для всех видов плат равной 0,1…0,15 мм.

Величина зоны сверления Dc складывается из диаметра отверстия и допусков на точность сверления, точность совмещения фотошаблонов (в случае ДПП) или точность совмещения отдельных слоев (в случае МПП), а также точность фотошаблонов

Dc = do + 2*(бт + бс +бо), (4)

где do – диаметр отверстия до металлизации,

бс – величина смещения фотошаблонов ДПП или смещения слоев МПП от номинального положения. Для всех типов плат современная технология гарантирует не хуже 0,05 мм.

бо – величина отклонения центра отверстия при сверлении определяется точностью оборудования и составляет при ручном сверлении ±0,2 мм, автоматизированном ±0,05 мм.

Подставляя (4) в (3) имеем

Dk = do + 2Bmin + 2*(бт + бс +бо) (5)

Выводы ИС и навесных радиоэлементов вставляют в металлизированные отверстия печатной платы. Для этого необходимо, чтобы диаметр отверстия после металлизации был равен

dm = dB + 2*бу, (6)

где dB – эквивалентный диаметр выводов ИС, навесных радиоэлементов, контактов разъема,

бу – величина зазора, обеспечивающая установку выводов в отверстия и их

распайку.

С учетом толщины слоя металлизации стенок отверстий

do = dm + 2бm, (7)

где бm – толщина слоя металла на стенках отверстия.

Подставляя выражения (5,6,7) в (2), получаем

L = dB + n*Tn + (n+1)*Smin + 2Bmin + 2[бу + бm + бо + бс + (n +2)бт]

≤ k*A , (8)

32. Электрический расчет элементов пп на постоянном токе

Расчет электрических параметров элементов ПП

Электрические параметры элементов печатной схемы зависят от целого рядафакторов, а именно: а) режима работы схемы (ближе к статическому или динамическому);

б) применяемого материала;в) защитных покрытий;г) технологии изготовления и т.д.

Комплексный учет всех этих факторов сложен, поэтому применяются ориентировочные расчеты. Необходимо различать сигнальные проводники и проводники цепей питания и земли (потенциальные или экранирующие).

Наиболее важными электрическими свойствами печатных плат по постоянному току является: нагрузочная способность проводников по току, падение напряжения на них, сопротивление изоляции и диэлектрическая прочность основания платы. Постоянных ток в печатном проводнике, если нет посторонних локальных включений и материал однороден распространяется равномерно по его сечению. Сопротивление проводника:

R=ρ*L/S=ρ*L/(t*h), где L – длина проводника, t – ширина, h – толщина, ρ – удельное сопротивление, зависящее от материала проводника.

При определении сопротивления проводников, имеющих дополнительное покрытие толщиной менее 12 мкм с относительно высоким удельным сопротивлением (например, никель, олово, палладий), как правило, рассчитывают только сопротивление медного слоя ,а сопротивление покрытий не принимают во внимание.

При толщине дополнительного покрытия более 12 мкм сопротивление проводника определяют как сумму сопротивлений отдельных слоев. Сопротивление медного проводника с дополнительным медным покрытием – рассчитывают исходя из их суммарной толщины. Нагрузочную способность (максимальный допустимый постоянный ток) через печатный проводник: Imax=γ*S, где γ – допустимая плотность тока, величина зависящая от материала проводников и их допустимого перегрева. Для печатных плат, критичных к рассеиваемой мощности с их поверхности, и проводников, допускающих прохождение тока большой плотности, нагрузочную способность по току следует выбирать с использованием графика.

Допустимую токовую нагрузку на элементы проводящего рисунка обязательно следует выбирать из условий допустимого превышения температуры проводника над температурой окружающей среды.

Допустимую токовую нагрузку следует уменьшить на 15% для проводников, расположенных на расстоянии, равном или меньше их ширины, а также выполненных полуаддитивным или аддитивным методом (тонкие проводники, внутренние слои МПП).

Расчёт на допустимую плотность тока следует проводить для узких (t<1мм) проводников, в которых величина протекающего тока превышает I>2А. При меньших токах можно не проводить.

Практически сечение проводника рассчитывается по допустимому падению напряжения U на проводнике: U=ρ*L* γ

Для электронных логических схем допустимое падение напряжения на сигнальных проводниках должно быть не более запаса помехоустойчивости логических элементов, отсюда следует, что сечение сигнальных проводников должно определятся из условия: S≥ρ*(I*L)/Uз, где Uз – напряжение запаса ИМС по статической помехоустойчивости.