Конструкторско-технологическое проектирование печатной платы
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ует применение более коротких линий связи и внесения ограничения на максимальную длину проводника.
Ориентировочно площадь ПП на ранних стадиях проектирования можно определить по формуле:
,
где - коэффициент, зависящий от назначения и условий эксплуатации аппаратуры (=1..3); - установочная площадь ИЭТ. n - число ИЭТ.
Расстояние между корпусами двух соседних ЭРИ на ПП должно быть не менее 1 мм, а расстояние по торцу - не менее 1,5 мм.
Выберем для обеспечения необходимого быстродействия и расстояния между корпусами ЭРИ. При расчёте площади ПП необходимо использовать установочные размеры всех ПМК и размеры соединителей.
Таким образом, .
4.2 Определение длины электрических связей, числа слоёв и толщины МПП
Для МПП длина электрических связей является функцией числа и координат контактных площадок, электрически связанных с выводами ИМС. Суммарная длина связей:
,
где - коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние ширины и шага проводников, эффективности трассировки, формы корпуса ИМС и монтажного поля ( выбираем ); и - !!!!!габаритные размеры МПП; - число выводов ЭРИ, где - чило выводов у ЭРИ i-го типа, число ИМС данного типа, устанавливаемых на ПП (см табл.).
После подстановки получим:
Зная суммарную длину связей и шаг координатной сетки можно определить число логических (сигнальных) слоёв МПП:
,
где - коэффициент эффективности трассировки.
Определим число логических (сигнальных) слоёв МПП:
Округляем, тогда nлог=2.
Таким образом, для данного изделия можно использовать двухстороннюю печатную плату (ДПП).
Учитывая необходимый класс точности (3) и элементную базу (корпусные ИМС и ПМК) выбираем в качестве метода изготовления ПП - комбинированный позитивный.
Стеклотекстолиты, по сравнению с гетинаксами имеют лучшие механические и электрические характеристики, однако имеют существенное различие (примерно в 10 раз) коэффициента теплового расширения меди с стеклотекстолита, что крайне нежелательно при применении ПМК. Поэтому, в качестве материала основания ПП выберем гетинакс ГФ-2-35Г. Толщину материала выберем 1,0 мм.
Основные характеристики материала (ГФ-2-35Г) указаны в таблице 7.
Предельные отклонения в выбираются по ГОСТ в соответствии с Таблицей 9.
Таблица 9 . Предельные отклонения толщины МПП
Толщина МПП, ммПредельные отклонения на суммарную толщину МПП, ммдо 1.5+ 0,2от 1.5 до 3+0,3от 3 до 4.5+0,5свыше 4.5+0,65
Исходя из полученной толщины ДПП, выберем предельное отклонение на суммарную толщину равное + 0,2 мм.
При определении толщины печатной платы также необходимо учитывать собственную частоту ПП. При совпадении собственной частоты колебаний ПП с частотой возмущающих воздействий перегрузки значительно увеличиваются, поэтому собственная частота не должна находиться в спектре частот внешних воздействий. Закрепление платы показано в Таблице 1 ,(рис. 2) ---- - опертая сторона, +++ - защемленная сторона. При этом рассчитывается с помощью следующих формул:
,
где и - длина и ширина платы, - цилиндрическая жёсткость (- модуль упругости, - коэффициент Пуассона, - толщина платы), - масса платы с элементами, - коэффициент, зависящий от способа закрепления:
Для способа закрепления 2 (см. рисунок) k=9,87, ?=1, ?=2,33, ?=2,44.
,где- масса пластины с ЭРИ, кг: масса ПП: где - плотность материала платы; - масса ЭРИ.
Масса ЭРИ рассчитывается при анализе элементной базы ячейки: где - масса ЭРИ i-го типа; - количество ЭРИ i-го типа.
Плотность гетинакса ?=1300 кг/м3.
Mпп= ?ппhab= 1300*1,0*10-3*0,17*0,11=0,02431 кг.
MЭРИ=10-3*(8*4+1*3+7*4+2*2+10*1+7*5+4*30+1*7+1*5+1*6)=0.24 кг
M= Mпп+ MЭРИ=0.26431 кг
Модуль упругости гетинакса E=13 ГПа , коэффициент Пуассона гетинакса =0,3
Собственная частота не попадает в диапазон внешних частот колебаний 35…65 Гц, поэтому толщину платы менять не будем.
5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОВОДЯЩЕГО РИСУНКА
.1 Расчёт диаметра монтажных отверстий
Минимальный диаметр металлизированного монтажного отверстия определяем по формуле: , где - толщина ПП, -отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине ПП.
Для третьего класса точности = 0,33
Для данной ПП получаем:
, то есть мм.
Определяем номинальный диаметр монтажных отверстий:
,
где:
- нижнее предельное отклонение диаметра отверстий (=-0,1 мм)
- максимальное значение диаметра выводов ПМК, устанавливаемых на ПП (для выводов прямоугольного сечения принимают диагональ)
r - разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода , устанавливаемой ПМК. Ее выбирают в пределах 0.1…0.4 мм при автоматической установке.
Выберем r = 0.2 мм
Для ИМС в корпусе 201.14-8 .
Номинальный диаметр монтажных отверстий для ИМС в корпусе 201.14-8 равен:
? 0.58 + 0.1+0.2= 0.88 мм
Минимальный диаметр металлизированного монтажного отверстия на ПП выбирают из следующего отношения:
где - толщина ПП; - отношение диаметра метализированного отверстия к ширине ПП.
Поэтому:
d = 0.9 мм
.2 Расстояние от края ПП до элементов проводящего рисунка
Расстояние Q1 от края ПП до элементов проводящего рисунка должно быть не меньше толщины ПП с учётом допусков на размеры сторон.
Примем Q1 = 3.0 мм.
.3 Расстояние от паза, выреза, неметаллизированного отверс