Расчет диаметров отверстий

Определение размеров металлизированных отверстий.

Минимальный диаметр dМИН

металлизированного отверстия зависит, в первую очередь, от класса точности (табл. 4.1) и его можно определить из следующего соотношения:

, ( 4.1)

где J - относительная толщина ПП (выбирается по табл. 4.2); Н

- толщина платы с учетом фольги (см. рис. 4.1 и 4.2).

Для отверстий в пластмассах, применяемых для оснований ПП (в отличие от металлов), в соответствии с ГОСТ 23751-86 допуск Dd на номинальный размер диаметра может быть как положительным, так и отрицательным (табл. 4.3). Поэтому минимально применимый диаметр переходного отверстия dпер

необходимо вычислять по формуле

( 4.2)

где Dd - максимальное предельное отклонение диаметра рассчитываемого отверстия.

Для переходных отверстий значение Dd следует выбирать как для неметаллизированных

отверстий.

Диаметр монтажного отверстия, в отличие от переходного, должен быть больше диаметра вывода на величину, удовлетворяющую условиям пайки и автоматизированной сборки, и может быть рассчитан следующим образом:

( 4.3)

где

- диаметр (для прямоугольных выводов - размер по наибольшей стороне) вывода ЭРЭ; r - гарантированный зазор между диаметром монтажного отверстия и выводом ЭРЭ.

Таблица 4.3 - Предельные отклонения диаметров монтажных и переходных отверстий

Диаметр отверстия d, мм

Наличие металлизации

Предельное отклонение диаметра Dd, мм, для класса точности

До 1,0

Без металлизации

±0,10

+0,10

+0,05

±0,05

±0,025

С металлизацией без оплавления

+0,05;

-0,15

+0,05;

-0,15

-0,1

+0;

-0,075

С металлизацией и с оплавлением

+0,05;

-0,18

+0,05;

-0,18

-0,13

+0;

-0,13

Св. 1,0

Без металлизации

±0,15

±0,1

+0,1

+0,01

С металлизацией без оплавления

+0.1;

-0,20

+0,1;

-0,20

+0,05

-0,15

+0,05

-0,15

+0,05

-0,15

С металлизацией и с оплавлением

+0,1;

-0,23

+0,1;

-0,23

+0,05

-0,18

+0,05

-0,18

+0,05

-0,18

Величину Dd для монтажных отверстий следует выбирать с учетом всех приведенных в табл. 4.3 факторов (диаметра, металлизации и оплавления). Оплавление следует учитывать при нанесении покрытий (припой ПОС-61 и сплав РОЗЕ) горячим методом (для ПП, изготовленных фотоспособами) или гальваническим (О-С (60)) с последующим оплавлением (комбинированный позитивный способ или полуаддитивная технология).

Численное значение гарантированного зазора r лежит в пределах от 0,1

до 0,4 мм. При его выборе исходят из следующего. Чем меньше зазор, тем больше капиллярный эффект и, соответственно, лучше пропай в монтажном отверстии. С другой стороны, большая величина зазора облегчает автоматизацию сборочных работ. Поэтому при автоматизированной установке ЭРЭ на ПП желательно применять металлизированные отверстия с зазором, равным 0,4 мм.

Формула (4.3) применима для случая, когда

. Для обратной ситуации при расчете dмонт необходимо пользоваться следующим выражением:

( 4.4)

Условия выбора значения Dd такие же, как и для выражения (4.3). Обычно монтажные отверстия диаметром менее 0,5·H не применяют.

Определение размеров неметаллизированных отверстий.

Диаметры неметаллизированных монтажных отверстий рассчитывают по выражению (4.3) с учетом того, что при автоматизированной сборке печатных узлов гарантированный зазор r = 0,4 мм, при ручной сборке r = 0,1..0,2 мм.

Округление размеров отверстий.

Расчетные значения диаметров монтажных и переходных металлизированных и неметаллизированных отверстий приводятся к номинальным, которые в соответствии с ГОСТ 10317-79 должны быть выбраны из ряда 0,4; 0,5; 0,6, 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0; 2,1; 2,2; 2,3; 2,4; 2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 3,0.

Предпочтительные размеры монтажных отверстий выбирают из ряда 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5, переходных - из ряда 0,7; 0,9; 1,1. Рекомендуемое количество типоразмеров значений диаметров не более трех как для монтажных, так и для переходных отверстий.

Для переходных отверстий необходимо проводить поверочные расчеты на возможность протекания через них заданного в ЧТЗ тока.

Металлизированные отверстия не выполняют на гетинаксе, фольгированном фторопласте (ФФ-4) и фольгированном армированном фторопласте (ФАФ-4). Гетинакс имеет температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), отличающийся от меди примерно в 10 раз (стеклотекстолит - всего в 3 раза), поэтому возможно отслаивание осажденной металлизации. С фторопластом осажденная медь имеет плохую адгезию и, соответственно, надежность металлизированных отверстий в ФФ-4 и ФАФ-4 низка.

Выбор диаметров сквозных отверстий под крепежные детали.

В соответствии с ГОСТ 11284—75 диаметр сквозного отверстия под крепежные детали имеет гарантированный зазор (табл. 4.4), величина которого зависит от диаметра крепежного изделия.

Таблица 4.4 - Номинальные значения диаметров крепежных отверстий

Диаметр крепежного отверстия, мм	Диаметр крепежного отверстия, мм	Диаметр резервной зоны, мм	Диаметр крепежного изделия, мм	Диаметр крепежного отверстия, мм	Диаметр резервной зоны, мм
1-й рад	2-й ряд	3-й ряд	1-й ряд	2-й ряд	3-й ряд
2,0	2.2	2,4	2,6	7,0	4,0	4,3	4,5	4,8	13,0
2,5	2.7	2,9	3,1	9,0	5,0	5,3	5,5	5,8	17,0
3,0	3,2	3,4	3,7	11,0	6,0	6,4	6,6	6,8	19,0

Примечание. Для заклепочных отверстий 3-й ряд не применять.

Допуски на отверстия 1-го ряда должны соответствовать 12-му квалитету по ГОСТ 25346-82, а 2-го и 3-го - 14-му.

Резервная зона - это зона вокруг крепежного отверстия запрещенная для расположения проводников и других элементов печатного рисунка. Ее размер определяется внутренним и внешним диаметрами металлических шайб и диаметром крепежного отверстия.

Расчет допуска на межцентровое расстояние.

Допуск на межцентровое расстояние Ddкр для винтовых соединений рассчитывается по выражению для винтовых соединений и выражению

( 4.5)

а допуск на межцентровое расстояние Ddкр для болтовых соединений рассчитывается по выражению

( 4.6)

где dкр — диаметр крепежного изделия;

dотв - диаметр крепежного отверстия.

При болтовом соединении сквозные нерезьбовые отверстия изготавливаются в обеих соединяемых деталях, а при винтовом - в одной из деталей отверстия резьбовые.