Разработка конструкции и технологии изготовления частотного преобразователя (стр. 6 из 21)
Суммарная площадь занимаемая радиоэлементами на узле А1 (таблица 1.4), SΣ = 990 мм2;
Суммарная площадь занимаемая радиоэлементами на узле А2 (таблица 1.4), SΣ = 6095 мм2;
- суммарный объем всех ЭРИ (таблица 1.4), ∑VЭРИ = 98332 мм3; 
- суммарная масса всех ЭРИ (таблица 1.4), ∑МЭРИ = 335 г;Находим общую площадь узла А1:
мм2,(3.1) 
мм2.Согласно ГОСТ 10317-79 принимаем размеры платы 50Ч40 мм.
Находим общую площадь узла А2 по формуле (3.1):
мм2.Согласно ГОСТ 10317-79 принимаем размеры платы 160Ч80 мм.
Коэффициент заполнения устройства по объему:
, (3.2)где
- объем проектируемого устройства, мм3 (габаритные размеры корпуса 250´160´120 мм3 определены в п. 2 Разработка конструкции изделия); 
.Объемная плотность устройства:
, (3.3) 
(г/мм3).3.2 Расчет параметров электрических соединений
Узел управления прибором (А1) выполнен на двусторонней печатной плате с металлизацией сквозных отверстий из СФ-2-35-1,5 ГОСТ 10316-78 толщиной 1,5 мм (толщина фольги – 0,035 мм). ДПП с металлизацией переходных отверстий отличается высокой трассировочной способностью, обеспечивает высокую плотность монтажа элементов и хорошую механическую прочность их крепления, она допускает монтаж элементов на поверхности и является наиболее распространенной в производстве радиоэлектронных устройств.
Точность изготовления печатных плат зависит от комплекса технологических характеристик и с практической точки зрения определяет основные параметры элементов печатной платы. В первую очередь это относится к минимальной ширине проводников, минимальному зазору между элементами проводящего рисунка и к ряду других параметров.
По ГОСТ 23.751-86 предусматривается пять классов точности печатных плат, которые обусловлены уровнем технологического оснащения производства. Выбран 4-ий класс точностиОСТ 4.010.022— 85. Метод изготовления печатной платы – комбинированный [3].
Расчет печатного монтажа состоит из трех этапов: расчет по постоянному и переменному току и конструктивно-технологический.
Исходные данные для расчета печатного монтажа узла А1:
Диаметры выводов для элементов HG1, HG2, DD1, HL1 и XP1 равны 0,7 мм – 1-я группа; для элементов SA1-SA4 равны 0,8 мм – 2-я группа; для переходных отверстий равны 0,2 – 3-я группа;
1. Imax — максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках (определяется из анализа электрической схемы), Imax= 0,1 A;
2. Толщина фольги, t=35 мкм;
3. Напряжение источника питания, Uип = 5 В;
4. Длина проводника, l=0,02 м;
5. Допустимая плотность тока, jдоп = 48 А/мм2;
6. Удельное объемное сопротивление ρ = 0,0175 Ом·мм2/м;
7. Способ изготовления печатного рисунка: комбинированный позитивный.
Определяем минимальную ширину, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:
, (3.4)где bmin1 - минимальная ширина печатного проводника, мм;
jдоп - допустимая плотность тока, А/мм2;
t – толщина проводника, мм;
мм.Определяем минимальную ширину проводника, мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем:
, (3.5)где ρ — удельное объемное сопротивление [3], Ом·мм2/м;
l — длина проводника, м;
Uдоп— допустимое падение напряжения, определяется из анализа электрической схемы. Допустимое падение напряжения на проводниках не должно превышать 5% от питающего напряжения для микросхем и не более запаса помехоустойчивости микросхем.
мм.Определяем ширину bmin3, проводников при изготовлении комбинированным позитивным методом, мм:
, (3.6)где b1min — минимальная эффективная ширина проводника b1min=0,15 мм для плат 4-го класса точности.
мм.Принимаем bmin = max{bmin1, bmin2, bmin3} = 0,23 мм
Максимальная ширина проводников, мм:
(3.7) 
мм.Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий d:
, (3.8)где dэ — максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ, мм;
Δdн.о — нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия, Δdн.о = 0,1 мм;
r — разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ЭРЭ, ее выбирают в пределах от 0,1 до 0,4 мм. Примем r = 0,1 мм.
d1 = 0,7+0,1+0,1 = 0,9 мм;
d2 = 0,8+0,1+0,1 = 1 мм;
d3 = 0,2+0,1+0,1 = 0,4 мм;
Рассчитанные значения d сводят к предпочтительному ряду отверстий: 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1; 1,1; 1,3; 1,5 мм. Принимаем для выводов 1-й группы d1 = 0,9 мм; для второй - d2 = 1 мм; для третей – d3 = 0,6 мм.
Рассчитываем минимальный диаметр контактных площадок для ДПП, мм:
, (3.9)где t — толщина фольги, мм;
D1min— минимальный эффективный диаметр площадки, мм:
, (3.10)где bм — расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки, мм, [3], bм=0,025 мм;
δd и δр — допуски на расположение отверстий и контактных площадок, мм, [3], δd=0,05 мм и δр=0,15 мм;
dmax — максимальный диаметр просверленного отверстия, мм:
, (3.11)где Δd — допуск на отверстие, мм, [3], (d≤1, Δd=0,05мм; d≥1, d=0,1мм).
Для 1-й группы:
мм; 
мм; 
мм.Для 2-й группы:
мм; 
мм; 
мм.Для 3-й группы:
мм; 
мм; 
мм.Максимальный диаметр контактной площадки Dmax, мм:
, (3.12)Для 1-й группы:
мм.Для 2-й группы:
мм.Для 3-й группы:
мм.Определяем минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка.
Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой, мм:
, (3.13)где L0 — расстояние между центрами рассматриваемых элементов, мм, L0 = 1,3 мм;
— допуск на расположение проводников, мм, =0,03. 
мм,Минимальное расстояние между двумя контактными площадками, мм:
, (3.14) 
мм.Минимальное расстояние между двумя проводниками, мм:
, (3.15) 
мм.Силовой узел (А2) выполнен на двусторонней печатной плате с металлизацией сквозных отверстий из СФ-2-50-1,5 ГОСТ 10316-78 толщиной 1,5 мм (толщина фольги – 0,050 мм).
Выбран 3-ий класс точностиОСТ 4.010.022— 85. Метод изготовления печатной платы – комбинированный [3].
Исходные данные для расчета печатного монтажа узла А2:
Диаметры выводов для элементов С4, С6, С9, С11, С13, С15, С16, XP2 и ZQ1 равны 0,6 мм – 1-я группа; для элементов С14, R14, R24, R25, T1 равны 0,8 мм – 2-я группа; для элементов DA1, DA2, держателей предохранителя, K1, VD16-VD19, VT5-VT10 и XT1 равны 1,3 мм – 3-я группа; переходных отверстий равны 0,3 мм – 4-я группа.