Розміри ДП вибираються, виходячи з двох типів вимог: функціональних і технологічних. Функціональні вимоги визначаються щільністю монтажу, кількістю ІС, формою корпусу. Технологічні вимоги визначаються обмеженнями типових розмірів з огляду на можливість технологічної реалізації, яка визначається роздільною здатністю фотолітографії і механічною міцністю матеріалу ДП. Виходячи з цього, вибираємо прямокутну ДП з розмірами 60x90 мм, тобто - особливо малогабаритну.

Вибираємо ДДП, оскільки застосування її дозволить значно полегшити трасування, зменшити габарити плати, зменшити витрату матеріалу (порівняно з ОДП) та забезпечити надійність з'єднань (порівняно з ПДП).

Як основу плати вибираємо фольгований склотекстоліт, використовуючи мідну фольгу, що нанесена на нього із двох сторін, як екран - екран з одного боку, екран з іншого боку добре захищає схему від електричних і магнітних завад, які могли б погіршити роботу схеми (наприклад, помилкові спрацьовування).

4.1.2 Вибір матеріалу друкованої плати

Як основу для виготовлення ДП, використовують шаруваті діелектрики, фольговані електролітичною міддю.

Вимоги до параметрів матеріалу основи ДП:

– висока термостійкість і мала вологопроникність;

– поверхневий опір при 40 °С має бути не меншим  МОм;

– чистота міді 99,5%;

– шорсткість не гірше 0,4 мкм.

Таким параметрам відповідають гетинакс і склотекстоліт.

Гетинакс - шаруватий пластик на основі паперу й синтетичних смол. Сполучною речовиною найчастіше є феноло-формальдегідні смоли, рідше - меламіно-формальдегідні, епоксидно-феноло-аніліно-формальдегідні. Вміст смоли в гетинаксі складає 40–55%. Іноді гетинакс фольгують червоно-мідною електролітичною фольгою, облицьовують бавовняними, скляними або азбестовими тканинами, армують металевою сіткою. Залежно від призначення гетинакс випускають кількох марок.

Гетинакс має високу механічну міцність та хороші електроізоляційні властивості. Наведемо деякі його характеристики: щільність 1,25 г./см3; теплостійкість по Мартенсу 150…160 °С; міцність при розтягуванні 70…100 МН/м2 (700…1000 кг/см2), міцність при статичним вигині (по основі) 80…140 Мн/м2 (800…1400 кг/см2); питома ударна в'язкість 1,3…1,5 кг/м2 (13…15 кг/см2); водопоглинання за 24 години 0,3–0,6 г/дм2; питомий поверхневий електричний опір 1010…1012 Ом; тангенс кута діелектричних втрат при 103 кГц 0,07–0,10 [11].

Склотекстоліт – шаруватий пластик, що складається з шарів склотканини (наповнювач), просякнутих синтетичною смолою (зв’язувальна речовина). Склотканини, що використовуються для виготовлення склотекстоліту, можуть бути одношаровими й багатошаровими, різними за видом плетива (наприклад, кордне, полотняне, сатинове) і складом волокон. При продукуванні склотекстоліту зазвичай використовують кілька шарів склотканин (головно одношарової).

Склотекстоліт застосовують як конструкційний матеріал для виготовлення листів і великогабаритних виробів складної конфігурації, а також як електроізоляційний матеріал в електро- і радіотехніці.

Недоліком цього матеріалу є його низька теплопровідність порівняно з металами, але він дешевий і виробництво ДП на його основі є економічно вигідним, тому зупиняємо вибір на ньому.

Вибираємо фольгований склотекстоліт марки СФ – 2–35–1,5 (С - склотекстоліт; Ф - фольгований; 2 - двобічний (для виготовлення двобічної ДП; 35 – товщина фольги в мікрометрах).

4.1.3 Вибір класу точності друкованої плати

За точністю виконання елементів конструкції ДП діляться на п'ять класів точності. Клас точності вказують на кресленні ДП. Номінальне значення основних параметрів елементів конструкції ДПдля зазначеного місця наведені в таблиці 4.1:

ДП 1-го й 2-го класів точності найпростіші у використанні, надійні в експлуатації і мають мінімальну вартість.

ДП 3-го, 4-го й 5-го класів точності вимагають використання високоякісних матеріалів, інструментів і обладнання, обмеження габаритних розмірів, а в окремих випадках і особливих умов виготовлення.

Виходячи зі сказаного і переглянувши таблицю, приходимо до висновку, що найкраще використовувати 3-й клас точності; він не так складний у виконанні як 4-й і 5-й і має значно кращі параметри, ніж 1-й і 2-й.

Таблиця 4.1 Параметри елементів конструкції ДП

4.1.4 Вибір методу виготовлення друкованої плати

ДП має дві складові: це основа - ізоляційний матеріал (несуча частина) і власне друкований монтаж. Друкованим монтажем називають систему плоских провідників, нанесених на ізоляційну основу, які забезпечують необхідні електричні з'єднання всіх елементів схеми. Як основний матеріал для друкованих провідників використається мідь з вмістом домішок не більше 0,05%. Цей матеріал має високу електричну провідність, стійкий щодо корозії, хоча й вимагає захисного покриття. Механічні властивості друкованих провідників досить високі. Провідники ДП виготовляють із матеріалу, що має гарну адгезію до матеріалу основи ДП.

Виготовлення ДП складається з таких етапів:

- механічна обробка ДП (різання заготівки, штампування, фрезерування, свердлення);

- нанесення друкованих провідників (друковані провідники можна отримувати хімічним (субтрактивним), електрохімічним (аддитивним) і комбінованим методами);

- монтаж елементів (пайка);

- заключні операції (захисне покриття, лакування і т. п.).

Субтрактивний процес - отримання провідникових рисунків шляхом селективного травлення ділянок фольги.

Аддитивний процес - отримання провідникових рисунків шляхом селективного осаджування провідникового матеріалу на нефольгований матеріал основи.

Для ДДП на фольгованій основі найбільш технологічним є комбінований позитивний метод.

Цей метод полягає в отриманні провідників шляхом травлення фольгованого діелектрика і металізації отворів електрохімічним способом.

При позитивному процесі діелектрик перебуває в більш сприятливих умовах, тому що фольга оберігає його від дії електроліту. Одначе, в цьому випадку відбувається пассивація поверхні металу всередині отворів при травленні, що утрудняє пайку, оскільки метал не змочується припоєм. Комбінований спосіб доцільніше застосовувати при використанні як основи фольгованого склотекстоліту для отримання ДДП.

До переваг комбінованого методу можна віднести:

- поєднує в собі переваги хімічного (субтрактивного) і електрохімічного (аддитивного) методів;

- істотно підвищує надійність паяних з'єднань завдяки тому, що припой при відповідному виборі діаметра заповнює весь отвір; при цьому досягається електрична й механічна стабільність при малих діаметрах контактних площадок;

- міцність на розрив припаяних виводів перевищує міцність самих виводів [12].

4.2 Конструкторсько-технологічний розрахунок

1. Визначення мінімальної ширини друкованого провідника по постійному струму для ланцюгів живлення й «землі» [13].

де  – максимально припустимий (сумарний) струм, що протікає, по шині живлення і шині «земля»;  - припустима щільність струму для друкованих плат, виготовлених комбінованим методом.

 - товщина провідника буде дорівнювати:

де

 - товщина шару гальванічно осадженої міді:

 – товщина шару хімічно осадженої міді:

Струм споживання в режимі «Охорона» (при живленні від внутрішньої батареї 9В) не більше 200 мкА. Струм споживання в режимі «Тривога» - 30 мА.

Розрахунок проводиться для режиму «Тривога», коли схема споживає максимально припустимий струм.

∑Iспож=30 мА

2. Визначення мінімальної ширини провідника з урахуванням припустимого падіння напруги на ньому.

 - довжина найдовшого провідника на ДП

3. Визначення номінального діаметру монтажного отвору.

де  - діаметр виводу елемента;  - нижнє граничне відхилення від номінального значення діаметру монтажного отвору;  - різниця між мінімальним діаметром монтажного отвору і максимальним діаметром виводу.

4. Визначення діаметра контактної площадки.

Рис. 4.1

Мінімальний ефективний діаметр контактної площадки:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11