Расчёт ширины печатных проводников

Ширина печатного проводника зависит от электрических, конструктивных и технологических требований.

Наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника t, мм, рассчитывают по следующей формуле:

Здесь - минимально допустимая ширина проводника, рассчитываемая в зависимости от допустимой токовой нагрузки; - нижнее предельное отклонение ширины печатного проводника (определяется по таблице).

Так как конструкция проводника состоит из нескольких слоёв меди и дополнительного покрытия, то минимально допустимую ширину проводника с учётом допустимого падения напряжения определим по формуле:

где – максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках; определяют из анализа электрической принципиальной схемы (у нас – 140 мА); - допустимое рабочее напряжение; – максимально допустимая длина проводника (для низких и средних частот – 30 мм); - толщина и удельное объёмное сопротивление i-го слоя печатного проводника; удельное объёмное сопротивление проводника зависит от конструкции проводника и способа получения меди; k – число слоёв.

Информация о слоях проводника приведена в таблице 8.

Таблица 8 - Слои печатного проводника

Металл	Удельное объёмное сопротивление, х10-8, Ом м	Толщина слоя, мкм	х10-5 Ом
Медная фольга	1,72	18	95,6
Гальваническая медь	1,90	27	70,4
Химическая медь	2,80	3	9,3
Олово-свинец	12,0	12	10

Из ТЗ имеем

Таким образом, для многослойного печатного проводника имеем:

Полученное значение оказалось меньше обеспечиваемого четвёртым классом точности, поэтому выбираем его:

Расчёт диаметра контактных площадок

Все монтажные отверстия располагаются в зоне КП. Они могут иметь произвольную форму. Предпочтительной является круглая форма. Наименьшее номинальное значение диаметра КП определяют по формуле:

где - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия (определяется по таблице: 0,05 мм); b – гарантийный поясок (по таблице: 0,05 мм); - величина подтравливания диэлектрика в отверстии (0,03 мм – для МПП); – верхнее предельное отклонение ширины проводника (по таблице: 0,03 мм); - нижнее предельное отклонение ширины проводника (по таблице: -0,03 мм).

После округления до десятых:

Наименьший номинальный диаметр контактной площадки для узкого места для ПП четвёртого класса точности с длиной большей стороны 180 мм и диаметром отверстия 1,1 мм равен 1,5 мм. Т.е. рассчитанное значение удовлетворяет требованию на наименьший диаметр.

Расчёт расстояния между элементами проводящего рисунка

Расстояние между соседними элементами проводящего рисунка устанавливают в зависимости от электрических, конструктивных и технологических требований.

Наименьшее номинальное расстояние между элементами проводящего рисунка (между двумя проводниками):

Здесь - позиционный допуск расположения печатных проводников, который учитывается только при n>0; n – количество проводников в узком месте (см. таблицу, примем n = 2); - верхнее предельное отклонение ширины проводника (по таблице: 0,03 мм); - минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка; для обеспечения заданной электрической прочности изоляции расстояние между двумя соседними проводниками выбирают в зависимости от приложенного напряжения и условий эксплуатации (по таблицам: 0,15 мм).

Наименьшее номинальное расстояние между центрами двух неметаллизированных отверстий диаметром до 1,5 мм без КП:

где - диаметры зон вокруг отверстий, свободных от печатных проводников.

Диаметры зон рассчитывают по формуле:

Здесь q – ширина скола, просветления (ореола) вокруг отверстия (по таблице: 0,2 мм); k – наименьшее расстояние от ореола до соседнего элемента проводящего рисунка (0,15 мм); определяют по таблице.

Наименьшее номинальное расстояние для размещения двух контактных площадок номинального диаметра в узком месте для МПП выберем по таблице (4 класс точности):

Наименьшее номинальное расстояние между центрами двух неметаллизированных отверстий определим по таблице (4 класс точности):