как определить площадь печатной платы

Видео:Виды печатных плат. Учебное видео.Скачать

ПРИМЕР расчета площади печатной платы

Вариант №0. Шумоподавитель

1) схема электрическая принципиальная шумоподавителя (рис. 5.1), где элементы R1. R14 – резисторы С2-23-0,125; С1, С3, С6, С7 – конденсаторы К50-6-16В-1мкФ; С2 – конденсатор КМ-5а-Н30-2200пФ; С4 – конденсатор КМ-5а-Н30-3300пФ; С5 – конденсатор К50-6-10В-50мкФ; С8 – конденсатор КМ-5а-Н30-0,015мкФ; С9 – конденсатор К50-6-10В-10мкФ; VD1. VD3 -диоды 2Д522Б; VT1. VT4 – транзисторы 2Т312Б.

Рис. 5.1. Схема электрическая принципиальная для варианта задания №0

2) плотность печатного монтажа – 1-й класс;

3) шаг координатной сетки 2,5 мм;

4) установку элементов С1, С3. С7, С9 производить по варианту 180, элементов С2, С4, С8, R1…R14, VD1. VD3 – по варианту 140, элементов VT1. VT4 – по варианту 190.

1) определить диаметры монтажных отверстий, контактных площадок;

2) выполнить расчет площади и геометрических размеров односторонней печатной платы шумоподавителя.

Порядок выполнения

1. По справочным данным и ГОСТ 29137-91 определяем типовое конструктивное исполнение, габаритные и установочные размеры электрорадиоизделий (табл. 5.1). Примечание: при заполнении таблицы допускается использование одного эскиза для ЭРИ одинакового типа, имеющих различные размеры, например, для конденсаторов С1, С3. С7, С9. В этом случае размерные характеристики указываются для всех отличающихся по этим параметрам элементов.

Типовое конструктивное исполнение и размерные характеристики ЭРИ

Типономинал и позиционное обозначение ЭРИ	Вариант формовки и установки ЭРИ	Размерные характеристики ЭРИ
Конденсаторы С1, С3, С6, С7 K50-6-16B-1мкФ	Вар. 180	D=4,5 мм H=13,5 мм d=0,6 мм lу=2,5 мм
Конденсатор С5 К50-6-10В-50мкФ	D=11 мм H=15,5 мм d=0,6 мм lу=5 мм
Конденсатор С9 К50-6-10В-10мкФ	D=6,5 мм H=13,5 мм d=0,6 мм lу=2,5 мм
Резисторы R1-R14 С2-23-0,125	Вар. 140	L=6,0 мм D=2,0 мм d=0,6 мм lу=10 мм

Продолжение табл. 5.1
Конденсаторы С2, С4 КМ-5а-Н30-2200пФ, КМ-5а-Н30-3300пФ	Вар. 140	L=5 мм H=4,5 мм B=3 мм d=0,8 мм lу=10 мм
Конденсатор С8 КМ-5а-Н30-0,015мкФ	L=7 мм H=6,5 мм B=3 мм d=0,8 мм lу=12,5 мм
Диоды 2Д522Б VD1-VD3	Вар. 140	L=3,8 мм D=1,9 мм d=0,6 мм lу =12,5 мм
Транзисторы VT1-VT4 2T312Б	dотв Вар. 190 А	D=7,6 мм D1=5,8 мм H=4,3 мм d=0,5 мм lу1=5 мм lу2=2,5 мм

Примечание. Установочные размеры можно также рассчитать на основе габаритных размеров, приводимых в справочниках ЭРИ. Для резисторов и конденсаторов, устанавливаемых по вариантам 010, 011, 140 расстояние от корпуса ЭРИ до оси изогнутого вывода R (рис. 5.2) составляет не менее 2 мм, для дросселей и диодов – не менее 5 мм. Установочные размеры для ЭРИ необходимо выбирать кратными шагу координатной сетки.

Рис. 5.2. Расстояние от корпуса радиоэлемента до оси изогнутого вывода

2. Диаметр монтажного металлизированного отверстия d_{м отв} определяем в зависимости от диаметра вывода d навесного элемента:

— для элементов VT1. VT4

— для элементов C1, C3, С5, С6, C7, C9, R1. R14, VD1. VD3

— для элементов C2, C4, C8

3. Расчет диаметров контактных площадок D_КП производим в соответствии с рекомендациями, приведенными в разд. 3.1:

4. Площади посадочных мест навесных компонентов рассчитываем по данным табл. 5.1 с учетом размеров контактных площадок под формованные выводы.

Площади посадочных мест конденсаторов:

= (мм 2 );

(мм 2 );

(мм 2 );

(мм 2 );

(мм 2 );

площади посадочных мест резисторов:

(мм 2 );

площади посадочных мест диодов:

(мм 2 );

площади посадочных мест транзисторов

(мм 2 ).

Площадь печатной платы равна:

1,6·(4· + + +2· + +14· +3· +4· )»

»1,6·(4·15,9+95,0+33,2+2·36,9+44,4+14·24+3·27,6+4·45,4)=1456,64 (мм 2 ).

6. Рассчитаем линейные размеры печатной платы, полагая длину и ширину монтажной зоны одинаковой:

(мм).

Учитывая, что расстояние между границей монтажной зоны и краем ПП должно составлять не менее 5 мм, а ширина краевого поля для гибкого печатного кабеля равна 25 мм, получаем следующие линейные размеры ПП:

где L_y и L_x – ширина и длина ПП соответственно.

Приводим полученные значения линейных размеров ПП в соответствие со стандартным рядом (табл. 3.2) и получаем, что ширина ПП равна 40 мм, а длина ПП – 80 мм. Для проверки правильности выбора геометрических размеров ПП, проведем следующий расчет:

— рассчитанная площадь ПП: = L_y∙ L_x=48,2∙68,2»3287,24 (мм 2 ).

— площадь ПП после приведения линейных размеров в соответствие со стандартным рядом: =40∙80=3200 (мм 2 ).

Эти величины отличаются друг от друга менее, чем на 10%, значит, геометрические размеры сторон печатной платы выбраны верно.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Нормативно-правовая:

1. ГОСТ 15467-79 (СТ СЭВ 3519-81). Управление качеством продукции. Основные понятия, термины и определения.

2. ГОСТ 27.103-83. Надежность в технике. Критерии отказов и предельных состояний. Основные положения.

3. ГОСТ 4.188-85. Система показателей качества продукции. Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Номенклатура показателей.

4. ГОСТ 15.005-86. Система разработки и постановки продукции на производство. Создание изделий единичного и мелкосерийного производства, собираемых на месте эксплуатации.

5. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Термины и определения.

6. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.

7. ГОСТ Р ИСО 9000-2008. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь.

8. ГОСТы ЕСКД: 2.101-2.103; 2.307; 2.308; 2.312; 2.313; 2.316; 2.702; 2.710; 2.728; 2.730.

9. ОСТ4 ГО.010.030-81 Установка навесных элементов на печатные платы.

10. ОСТ4 ГО.010.035. Изделия из пластмасс. Конструирование.

11. ОСТ4 ГО.014.000. Покрытия металлические и неметаллические.

12. ОСТ4 ГО.021.192. Литье из алюминиевых сплавов.

13. ОСТ 92-1165-75. Виды литья. Классы точности.

Основная:

14. Уваров А.С. P-CAD. Проектирование и конструирование электронных устройств / А.С. Уваров. – М.: «Горячая линия – Телеком», 2004. – 760 с.

15. Горбатенко, С.А. Конструирование и технология производства радиоэлектронных средств: учебное пособие / С.А. Горбатенко, В.В. Горбатенко, Н.В. Даценко. – Воронеж: ВИ МВД России, 2007. – 125 с.

Дополнительная:

16. Гелль П.П. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов / П.П. Гелль, Н.К. Иванов-Есипович. – С-Пб.: Энергоатомиздат, 2004.

17. Попов Е.П. Робототехника и гибкие производственные системы / Е.П. Попов. – М.: Наука. Гл. ред. физ.мат. литературы, 2005.

Видео:Несквозные металлизированные и неметаллизированные пазы. Конструктивные элементы печатной платыСкачать

РАЗДЕЛ 3 РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

Расчёт конструктивно-технологических параметров печатной платы

Для выбора размеров печатной платы необходимо определить ее площадь. Площадь можно определить как

где F_ЭРЭ – площадь, занимаемая электрорадиоэлементами (ЭРЭ);

F_ТО – площадь, занимаемая технологическими и/или крепежными отверстиями;

F_СВ – площадь, которую не должны занимать электрорадиоэлементы по конструктивным соображениям;

К_З – коэффициент заполнения печатной платы, обычно берется в пределах 0,3–0,8.

Площадь, занимаемая ЭРЭ, определяется по установочным размерам электрорадиоэлементов. Для упрощения расчетов исходные данные целесообразно занести в таблицу вида:

Площадь, занимаемая технологическими и/или крепежными отверстиями определяется по формуле:

где d_ТО – диаметр технологических и/или крепежных отверстий;

n – количество отверстий.

Посчитав площадь печатной платы, необходимо выбрать размеры платы согласно ГОСТ 10 317-79. По ГОСТу выбранные размеры печатной платы 65*65мм.

После выбора размеров печатной платы определить реальный коэффициент заполнения печатной платы по формуле:

где и выбранные размеры печатной платы.

Диаметры монтажных отверстий должны быть несколько больше диаметров выводов ЭРЭ, причем

d_О = d_В + D, при d ≤ 0,8 мм Δ = 0,2 мм,

при d > 0,8 мм Δ = 0,3 мм,

при любых d Δ = 0,4 мм, если ЭРЭ устанавливаются автоматизировано.

Рекомендуется на плате иметь количество размеров монтажных отверстий не более трех. Поэтому диаметры отверстий, близкие по значению, увеличивают в сторону большего, но так, чтобы разница между диаметром вывода и диаметром монтажного отверстия не превышала 0,4 мм.

Диаметры контактных площадок определяются по формуле:

где b – радиальная ширина контактной площадки, мм;

Δd – предельное отклонение диаметра монтажного отверстия, мм;

Т_d – значение позиционного допуска расположения осей отверстий, мм;

Т_D – значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок, мм.

Минимальное расстояние между центрами двух соседних отверстий для прокладки нужного количества проводников определяется так:

где d_О1 и d_О2 – диаметры монтажных отверстий, между которыми прокладываются проводники, мм;

n – количество прокладываемых проводников;

Δt – предельное отклонение ширины печатного проводника, мм;

T_l – значение позиционного допуска расположения печатного проводника, мм.

Значения предельных отклонений ширины печатного проводника и позиционных допусков расположения печатных проводников для первых трех классов точности печатных плат приведены в таблицах 13 и 14.

Выбор и описание метода изготовления печатной платы

Предварительная подготовка заготовки

Данный этап является начальным и заключается в подготовке поверхности будущей печатной платы к нанесению на нее защитного покрытия. Весь процесс сводится к удалению окислов и загрязнений с поверхности платы с использованием различных абразивных средств и последующему обезжириванию.

Для удаления сильных загрязнений используется мелкозернистая наждачная бумага.

Заключительный этап подготовки поверхности заключается в обезжиривании. Для этого используется кусочек мягкой ткани, не оставляющей волокон, смоченный спиртом, бензином или ацетоном. После обезжиривания плату промывают в проточной холодной воде. Качество очистки нужно контролировать, наблюдая за степенью смачивания водой поверхности меди. Полностью смоченная водой поверхность, без образования на ней капель и разрывов пленки воды, является показателем нормального уровня очистки. Нарушения в этой пленке воды указывают, что поверхность очищена недостаточно.

Видео:Основные правила проектирования печатных плат. Учимся правильно разводить платы.Скачать

Расчет печатной платы

отладочный плата резистор микроконтроллер

Параметры печатной платы можно разделить на электрические и конструктивные.

Электрические параметры — параметры, связанные с электрическими величинами:

— ширина печатного проводника;

— размеры печатной платы;

— диаметр отверстий и их количество;

— диаметры контактных площадок;

— минимальное расстояние между центрами двух отверстий для прокладки нужного количества проводников.

Ширина печатного проводника определяется по формуле:

, (2.5)

где j — плотность тока, А/мм2;

h — толщина фольги, мм; t — ширина печатного проводника, мм;максимальный ток протекающий по проводнику, А.

Максимальный ток, протекающий по проводнику I = 0,8 А. Толщина фольги h = 0,1 мм.

Максимально допустимая плотность тока для печатных проводников следующая:

30 А/мм2 для внешних слоев печатной платы бытовой аппаратуры;

А/мм2 для внешних слоев печатной платы специальной аппаратуры;

А/мм2 для внутренних слоев многослойной печатной платы.

Таким образом, исходя из формулы (5), минимальная ширина печатного проводника будет равна:

Выбор расстояния между печатными проводниками определяется из соображений обеспечения электрической прочности. Поскольку материал для изготовления печатной платы фольгированный стеклотекстолит, то при рабочем напряжении до + 25 В минимальное расстояние между печатными проводниками может составлять (от 0,1 до 0,2) мм.

Учитывая расстояния между выводами микросхем и плотность монтажа, выбирается первый класс точности изготовления печатной платы.

Основные параметры третьего класса точности:

— ширина печатного проводника t = 0,75 мм;

— расстояние между двумя печатными проводниками, S = 0,75 мм;

— радиальная ширина контактной площадки, b = 0,3 мм.

Плата изготовлена комбинированным позитивным методом сухим фоторезистом, следовательно, удельное сопротивление меди равно R = 0,02 Ом-мм2/м.

Сопротивление печатного проводника определяется формуле:

(2.6)

где: 1 — длина самого протяженного проводника, 1=0,06 м.

Исходя из формулы, (2,6)рассчитано сопротивление печатного проводника:

Для выбора размера печатной платы нужно найти площадь печатной платы, которая определяется по формуле:

,(2.7)

гдеFэрэ — площадь, занимаемая ЭРЭ определяется по установочным размерам или площади, занимаемой элементом на плате, мм2;

Fто-площадь, занимаемая технологическими или крепежными отверстиями, мм2;

FCB — площадь, которая не должна заниматься электро-радиоэлементами по конструктивным соображениям;

К3 — коэффициент заполнения печатной платы.

Исходные данные для определения площади, занимаемой ЭРЭ, занесены в таблицу 3.

Площадь, занимаемая технологическими и/или крепежными отверстиями, определяется по формуле:

(2.8)

🎬 Видео

Печатные платы. 04 – ПрессованиеСкачать

Печатные платы. 05 – Вскрытие базовых отверстийСкачать

Печатные платы. 15 - ЭлектротестированиеСкачать

Подробное видео о PCB Insight: DRC и DFM проверка проекта печатной платы онлайнСкачать

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА ДЕДОВСКИЙ СПОСОБ!Скачать

Печатные платы. 12 - Формирование масочных слоевСкачать

Вебинар. Проектирование и производство печатных плат с контролируемым импедансомСкачать

Печатные платы. 13 – МаркировкаСкачать

Вебинар. Многослойные печатные платы - основы проектирования для изготовления.Скачать

Анализ технологичности монтажа печатной платыСкачать

Обратное высверливание (Back Drill). Конструктивные элементы печатной платыСкачать

Зенкование (PCB Countersink hole). Конструктивные элементы печатной платыСкачать

Как составить рисунок печатной платыСкачать

Печатные платы. 11 – АОИ внешних слоевСкачать

Травление печатной платы методом электролизаСкачать

Изготовление печатных плат - ДАЖЕ ЛУЧШЕ чем ЛУТ. Печатная плата своими руками.Скачать

СЛОИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ В P-CAD // Структура слоев и их функциональное назначениеСкачать