Расчет элементов проводящего рисунка печатной платы
Печатная плата предназначена для электрического соединения элементов схемы. По конструктивному исполнению различают односторонние, двусторонние, многослойные и гибкие печатные платы. По точности выполнения элементов конструкции в соответствии с ГОСТ 23751-86 печатные платы делятся на пять классов точности.
Основными данными для расчета элементов печатного монтажа являются: класс точности, установочные характеристики компонентов и допуски на отклонения размеров координат элементов печатного монтажа от номинальных значений. Допуски на отклонения определяются уровнем технологии, применяемым оборудованием и т.д..
Область печатного монтажа между двумя соседними контактными площадками показана на рис.1, где Dк - диаметр контактной площадки; t - ширина печатного проводника; S - расстояние между соседними элементами печатного монтажа; n - число проводников между соседними контактными площадками; l - расстояние между двумя контактными площадками для прокладки n-проводников.
Минимальный диаметр контактной площадки рассчитывается по формуле:
,
где : d – диаметр отверстия;
Ddво - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия (устанавливается в соответствии с табл.5);
Ddmp - глубина подтравливания диэлектрика для многослойных печатных плат
(принимается равной 0,03 мм);
b - гарантийный поясок (табл.4);
Dtво - верхнее предельное отклонение ширины проводника от номинального значения (табл.6);
Dtно - нижнее предельное отклонение ширины проводника от номинального значения (табл.6);
- диаметральное значение позиционного допуска расположения центров отверстий относительно номинального положения узла координатной сетки (табл.7);
- диаметральное значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно его номинального положения (табл.8).
Таблица 4
Номинальные значения основных параметров элементов
конструкции печатной платы для узкого места.
| Параметры элементов печатного монтажа | Размеры элементов проводящего рисунка для классов точности, мм | |||
| Ширина проводника, t | 0,75 | 0,45 | 0,25 | 0,15 |
| Расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка, S | 0,75 | 0,45 | 0,25 | 0,15 |
| Гарантийный поясок, bН | 0,30 | 0,20 | 0,10 | 0,05 |
| Гарантийный поясок, bВ | 0,15 | 0,10 | 0,05 | 0,03 |
Таблица 5
Предельные отклонения размеров диаметров монтажных и
переходных отверстий
| Размер | Наличие | Класс точности | |||
| отверстия, мм | металлизации | ||||
| Нет | ± 0,10 | ± 0,10 | ± 0,05 | ± 0,05 | |
| £ 1,0 | Есть | + 0,10 - 0,15 | + 0,10 - 0,15 | + 0,05 - 0,10 | + 0,05 - 0,10 |
| Нет | ± 0,15 | ± 0,15 | ± 0,10 | ± 0,10 | |
| > 1,0 | Есть | +0,15 - 0,20 | + 0,15 - 0,20 | + 0,10 - 0,15 | + 0,10 - 0,15 |
Таблица 6
Предельное отклонение ширины проводника
от номинального значения
| Наличие покрытия | Класс точности | |||
| без покрытия | ± 0,15 | ± 0,10 | + 0,03 | ± 0,03 |
| - 0,05 | ||||
| с покрытием | ± 0,25 | ± 0,15 | + 0,10 | ± 0,05 |
| - 0,08 |
Таблица 7
Диаметральное значение позиционного допуска расположения
центров отверстий относительно номинального положения
| Размер большой | Класс точности | |||
| стороны платы, мм | ||||
| L £ 180 | 0,20 | 0,15 | 0,08 | 0,05 |
| 180 < L £ 360 | 0,25 | 0,20 | 0,10 | 0,08 |
| L > 360 | 0,30 | 0,25 | 0,15 | - |
Таблица 8
Диаметральное значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно номинального
| Вид платы | Размер большей | Класс точности | |||
| стороны, мм | |||||
| одно- | L £ 180 | 0,35 | 0,25 | 0,20 | 0,15 |
| и двусторонние | 180 < L £ 360 | 0,40 | 0,30 | 0,25 | 0,20 |
| L > 360 | 0,45 | 0,35 | 0,30 | - | |
| L £ 180 | 0,40 | 0,35 | 0,30 | 0,25 | |
| многослойные | 180 < L £ 360 | 0,50 | 0,45 | 0,40 | 0,35 |
| L > 360 | 0,55 | 0,50 | 0,45 | - |
Расчет минимального расстояния для прокладки n-ого количества проводников между двумя отверстиями с контактными площадками диаметрами Dk1 и Dk2 производится по формуле:
,
где: n - количество проводников;
- диаметральное значение позиционного допуска расположения проводника относительно номинального положения (табл.9)
Таблица 9
Диаметральное значение позиционного допуска расположения проводника относительно номинального положения, мм
| Вид плат | Класс точности | |||
| Одно- и двусторонние | 0,15 | 0,10 | 0,05 | 0,03 |
| Многослойные | 0,20 | 0,12 | 0,07 | 0,05 |
Рассмотрим расчет элементов проводящего рисунка на примере. Пусть необходимо рассчитать минимальный диаметр контактной площадки для металлизированного отверстия диаметром 0,8 мм и минимальное расстояние между центрами двух отверстий при прохождении двух проводников на многослойной печатной плате третьего класса точности размером 100 x 140 мм.
Минимальный диаметр контактной площадки на наружном слое в соответствии с выражением (1)
мм,
а минимальный диаметр контактной площадки на внутреннем слое
мм,
Минимальное расстояние между центрами двух отверстий, необходимое для прохождения двух проводников на наружном слое в соответствии с выражением (2)
мм,
а минимальное расстояние на внутреннем слое
мм.