Автомобильная система видеонаблюдения (стр. 4 из 15)

Недостатки:

- низкая скорость осаждения.

3. Комбинированный метод. Сочетает в себе преимущества химического и электрохимического методов. В данном методе печатная плата изготавливается из фольгированного диэлектрика, рисунок вытравливается химическим методом с последующей металлизацией отверстий электрохимическим методом.

Исходя из выше изложенного, комбинированный метод наиболее подходит для изготовления печатной платы, как метод, сочетающий в себе преимущества двух предыдущих.

7. РАСЧЕТЫ КОНСТРУКЦИИ

7.1 Конструкторско-технологический расчет печатной платы

1. Определим минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для шины питания (ШП) и шины земли (ШЗ) [3]:

,(7.1.1)

где I_max – максимально допустимый суммарный ток, протекающий по ШЗ и ШП;

j_доп – допустимая плотность тока, для печатных плат, изготовленных комбинированным методом (j_доп = 48 А/мм²);

t_пр. – толщина проводника, которая определяется так:

,(7.1.2)

где h_Ф – толщина фольги (0,035 мм);

h_ГМ – толщина слоя гальванически осажденной меди (0,055мм);

h_ХМ – толщина слоя химически осажденной меди (0,0065мм);

0,035+0,055+0,0065=0,0965 (мм)

Максимально допустимый ток I_max определяется как сумма токов потребления всех ИМС данного печатного узла.

Максимальный ток потребления печатного узла берем из таблицы 7.1.1

Таблица 7.1.1

Потребление тока

ИМС	Ток потребления, мА	Количество ИМС	Суммарный ток потребления, мА
ATmega1281	15	1	15
SAA7144HL1	300	1	300
HY27UF082G2M	30	4	120
Максимальный ток потребления всего печатного узла			435

2. Определим минимальную ширину проводника с учетом допустимого падения напряжения на нем:

,(7.1.3)

где ρ – удельное сопротивление проводника (0,0175

);

– длина самого длинного печатного проводника на ПП (153,1мм)

U_доп. – допустимое падение напряжения на печатном проводнике

3. Определим номинальный диаметр монтажного отверстия:

,(7.1.4)

где d_е – диаметр вывода элемента, d_е= 0,4 (мм), выбранный

согласно ГОСТ 10317-79.

d_но – нижняя граница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода, (d_но.м.= 0,1 мм для монтажных отверстий и d_но.п.= 0,18 мм – для переходных отверстий)

r_м = 0,1 мм.

В результате, для монтажных отверстий получаем

Для переходных отверстий (формула 2.3):

4. Определим диаметр контактных площадок.

Где h_ф = 0,035 мм

D_1min – минимальный эффективный диаметр площадки:

где b_ПО – расстояние от края отверстия до края площадки, b_m = 0,1 мм;

δ_д - погрешность размещения центра отверстия, δ_д = 0,05 мм;

δ_р - погрешность размещения контактных площадок, δ_р = 0,05 мм

d_max – максимальный диаметр монтажного отверстия:

где Δd – допуск на отверстие, Δd = 0,05;

Тогда

Максимальный диаметр контактной площадки:

5. Определим ширину проводников.

Минимальная ширина проводников:

где b_1min= 0,15 мм, по ГОСТ 23751-86 для печатных плат 4-го класса точности

h_ф = 0,035 мм

Максимальная ширина проводников:

6. Определим минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка.

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

где

L₀ – расстояние между центрами двух элементов L₀ = 1,524 мм;

d_l – допуск на размещение проводников d_l = 0,03 мм;

Остальные параметры были вычислены раньше:

D_max = 1,242 мм

δ_p = 0,05 мм

δ₁ = 0,05 мм

b_max = 0,2425мм

Имеем,

Минимальное расстояние между центрами двух контактных площадок:

Минимальное расстояние между центрами двух проводников:

Расчеты показывают, что расстояние между КП, а также проводником и КП соответствует 4-му классу точности.

7.2 Электрический расчет печатной платы

1. Определим допустимое падение напряжения на печатном проводнике [3]:

,(7.2.1)

где ρ – удельное сопротивление фольги (0,0175

);

І_max – максимальный ток, протекающий в печатном проводнике (100 мА);

b_пр. – ширина печатного проводника (0,25мм);

т_пр – толщина печатного проводника (0,0965мм);

,

2. Определим мощность потерь в ПП:

,(7.2.2)

где f – частота, на которой проводится расчет (1 Гц);

Е_п – напряжение питания схемы (+5 В);

tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь материала (0,002);

С – собственная емкость ПП, мкФ:

, (пФ)(7.2.3)

где ε – диэлектрическая проницаемость материала ПП (ε_ст=5,5);

F – площадь металлизации

4816 (мм²)

h_ПП – толщина ПП (1,5 мм).

3. Определим паразитную емкость между двумя соседними печатными проводниками, расположенными на одной стороне ПП:

, (7.2.4)

где l_пер – длина проводников, параллельных между собой и расположенных на одной стороне ПП (153,1мм)

S – расстояние между краями проводников (1,25мм);

4. Определим паразитную индуктивность шины питание и шины земля:

(мкГн) (7.2.5)

где l – длина шины, мм

Таким образом, разработанная ПП удовлетворяет заданным условиям, так как полученные расчетные значения электрических параметров не превышают допустимых значений для двусторонних печатных плат.

7.3 Расчет вибропрочности

Данный расчет проводится с целью определения степени влияния вибраций и перегрузок, которые воздействуют на элементы печатного узла. При расчете на вибропрочность в качестве расчетной схемы принимается упрощенная модель в виде прямоугольной пластины размерами сторон a*b постоянной толщины h с равномерным распределением массы элементов по всей пластине, тип закрепления – опирание по 4-м сторонам [9]

Данные для расчета:

материал печатной платы – СФ-2-35-1,5 ГОСТ 10316-78

- габаритные размеры платы – 95 х 95 х 1,5мм.

- масса элементов на плате – 18,4 гр.

- коэффициент перегрузки – 2.

- частота вибрации 50 Гц.

- параметры стеклотекстолита:

а) предел текучести –

;

б) модуль Юнга –

;

в) коэффициент Пуассона –

;

г) коэффициент затухания –

;

д) удельный вес –

;