Расчет элементов печатного монтажа

Расчет ширины печатного проводника

Теория:

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

t=tminD+|Δtн.о|

Здесь tminD - минимально допустимая ширина печатного проводника, рассчитываемая в зависимости от допустимой токовой нагрузки; Δtн.о - нижнее предельное отклонение размеров ширины печатного проводника - см. таблицу 1.

Таблица 1

Наименование параметра Наименьшие номинальные значения размеров для класса точности, мм
1 2 3 4 5 6 7
Ширина проводника 0,75 0,45 0,25 0,15 0,1 0,070 0,050
Расстояние между проводниками 0,75 0,45 0,25 0,15 0,1 0,070 0,050
Гарантийный поясок контактной площадки 0,30 0,20 0,10 0,05 0,025 0,020 0,015
Δt, мм (без покрытия) ±0,15 ±0,10 ±0,05 ±0,03 0; -0,03 - -
Δt, мм (с покрытием) +0,25; -0,20 +0,15; -0,10 ±0,10 ±0,05 ±0,03 - -

Минимально допустимую ширину печатного проводника для цепей питания и заземления с учётом допустимой токовой нагрузки определяют по формуле:

tminD=Imax/jдопh,

где Imax - максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках, который определяют из анализа электрической принципиальной схемы;

jдоп - допустимая плотность тока, выбирают по таблице 2 в зависимости от метода изготовления печатной платы;

h - толщина печатного проводника.

Минимально допустимую ширину печатного проводника с учётом допустимого падения напряжения на нём, если конструкция проводника состоит из одного слоя меди, определяют по формуле:

tminD=ρImaxl/hUдоп,

где ρ - удельное сопротивление слоя меди, см. таблицу 2;

l - максимально допустимая длина проводника (задаётся в техническом задании исходя из частотных характеристик функционального узла);

Uдоп - допустимое рабочее напряжение.

Если максимальная длина печатного проводника не указана, то условно можно принять, что на низких и средних частотах работы функционального узла (до 1 МГц) длина l равна 30 мм, на высокой частоте (1...300 МГц) длина l равна 10 мм, на СВЧ (свыше 300 МГц) не рассматривается. Uдоп=(0,1...0,2)Uп(здесь Uп – напряжение питания микросхем, определяемое из анализа электрической принципиальной схемы).

Если конструкция проводника состоит из нескольких слоёв меди и дополнительного покрытия, удельные сопротивления которых значительно отличаются одно от другого, и их толщины соизмеримы, то минимально допустимую ширину проводника с учётом допустимого падения напряжения на нём рассчитывают по формуле:

Формула

где hi и ρi - толщина и удельное объёмное сопротивление i-го слоя проводника (см. таблицу 2). Удельное объёмное сопротивление проводника зависит от конструкции проводника и способа получения меди;

k - число слоёв.

Таблица 2

Метод изготовления Толщина слоев печатного проводника, мкм толщина проводника, мкм Допустимая плотность тока, А/м² Удельное объемное сопротивление, x 10⁻⁸, Ом·м
медная фольга гальваническая медь химическая медь олово-свинец медная фольга гальваническая медь гальваническая медь на тонкомерной фольге химическая медь медная фольга химическая медь гальваническая медь
Химический негативный 35 - - - 35 100…250 - - - 1,72 - -
50 50
Комбинированный позитивный 35 25 2...5 15 75 60...100 - - - 1,92
50 25 15 90 60...100
Электрохимический 5 25 - 15 50 - 35...60 - - -  
- 25 15 45
Аддитивный - - 35 15 50 - - - 30...50 - 2,8 -
Рельефные платы:           - 60...100 - 30...50 - 2,8 1.9
субтрактивный - 25 5 15 45
полуаддитивный - 25 5 15 45
аддитивный - - 35 15 50
ДПП на полиимиде - 15 - 10 25 - 60...100 35...60 - - - 1,9
35 15 10 20 60...100
МПП - метод металлизации сквозных отверстий 20 25 2...5 15 60 - 60...100 - - 1,72 - 1,9
Метод открытых контактных площадок 35 - - 15 50 100...250 - - - - -
50 15 65
МПП: с выступающими выводами 35 - - 15 50 - - - - -
50 15 65
попарного прессования 35 25 2...5 15 75 60...100 - - - 1,9
50 25 15 90
послойного наращивания - 25 2...5 15 40 - - - - -
на полиимиде - 15 - 10 25 - - 35...60 - - -
МКП (керамические)

Молибденовая

паста толщиной

10 мкм

15 25 - - - - - - -
Тентинг 9, 12, 18 11...24 5 - 25...47 100...250 60...100 35...60 30...50 1,72 2,8 1,9
ПАФОС - 25 - 15 40 - - - - - - 1,9