Расчет узкого места

3.2 Расчет узкого места

1.  Рассчитаем минимальный диаметр контактной площадки

D _kmin=2Вm + d₀ +1.5h_ф +2∆_л+C₁ (3.2.1)

D _kmin = 2 x 0,025 +0,33+1,5 x 0,3+2 x 0,23 + 0,3

D _kmin = 1,59 мм

Где Вm – расстояние от края просверленной линии до края контактной площадки.

d₀ - номинальный диаметр металлизированного отверстия.

h_ф – толщина фольги

∆_л =∆_м L/100- изменение длинны печатной платы при нестабильности линейных размеров.

Где L – размер большой длинны печатной платы

∆_м - изменение контактной площадки при нестабильности линейных размеров (обычно 0,3 мм)

С₁ – поправочный коэффициент

С1 учитывает погрешности при центровке, сверлении, при изготовлении фото шаблона и др.

Толщина фольги – 0,3 – 0,5мм

Печатные платы размером более 240*240мм – 1 класс плотности

Для плат размером меньше 240*240мм больше 170*170мм – 1 и 2 классы плотности, платы меньших размеров 3 класс плотности.

∆_л =∆_м L/100 (3.2.2)

∆_л = 0,2*117/100

∆_л = 0,23мм

2. Рассчитываем максимальный диаметр контактной площадки

D _kmах =2Вm + d₀ +1,5h_ф +2∆_л+C₂ (3.2.3)

D _kmax = 2 x 0,025 + 0,33+1,5 x 0,3+2 x 0,23+0,35

D _kmax = 1,64 мм

Минимальное расстояние для прокладки n проводников между двумя контактными площадками должно обеспечиваться при максимальном диаметре контактной площадки и максимальной ширине проводника с учетом погрешности ∆_ш

3.  Минимальное расстояние для прокладки n проводников.

L_min = 0,5(D_k1min + D_k2max) + 2∆_ш +(T_max + ∆_ш)n + S(n+1) < kh, (3.2.4)

Где T_max = T + ∆_ш + 2∆_э

k – число клеток координатной сетки

h – шаг координатной сетки

∆_э – погрешность при экспонировании.

L_min = 0,5(D_k1min + D_k2max) + 2∆_ш +(T_max + ∆_ш)n + S(n+1) < kh, (3.2.4)

T _max = T + ∆_ш + 2∆_э (3.2.5)

T _max = 0,15 + 0,03 + 2 х 0,03 = 0,24 мм

L _min = 0,5(1,59 + 1,64) + 2 x 0,03 + (0,24+0,03) x 2 + 0,25(2 + 1) <

L _min= 2,97 < 3

3.3 Расчет теплового сопротивления

При исследовании тепловых режимов некоторых конструкций возникает задача определения теплового сопротивления от интегральной схемы к корпусу блока. Определим тепловое сопротивление при передаче тепловой энергии от корпуса ИС к блоку по твердым частям конструкции, по которым передаётся тепло: зазор между корпусом ИС и теплопроводящей шиной заполнен теплопроводящим материалом; от шины тепло передаётся через тепловые контакты на каркас субблока и от каркаса субблока к стенке блока.

 Полное тепловое сопротивление – Rполн = Rз+Rш1 +Rш2+Rст+Rк1+Rк2, где:

Rз – тепловое сопротивление зазора,

Rш – тепловые сопротивления между шиной и сторонами каркаса,

Rк – тепловые сопротивления контакта шины – каркас субблока,

Rст – тепловое сопротивление стенки каркаса.

Исходные данные:

1.  Площадь основания корпуса - Sк = 0,004446 м².

2.  Толщина зазора между корпусом ИС и шиной - hз = 0,003 м.

3.  Коэффициент теплопроводности материала, заполняющего зазор - Λз = 2,76 × 10^-2 Вт/мК.

4.  Материал зазора - воздух.

5.  Размеры шины: ширина bш - 0,002 м, высота hш - 0,0005 м.

6.  Расстояние от ИС до стенок каркаса: ℓ1 = 0,024 м, ℓ1 = 0,07 м.

7.  Материал шины - медь.

8.  Коэффициент теплопроводности шины - Λш = 400 Вт/мК.

9.  Удельная тепловая проводимость контакта шина – каркас: áк1 = áк2 = 12 × 10⁴ Вт/мК.

10.  Длина стенки каркаса - lк = 0.125 м, ширина стенки каркаса - bк = 0,05 м, толщина стенки каркаса - hк = 0,005 м.

11.  Материал каркаса – алюминий, коэффициент теплопроводности - Λк = 196 Вт/мК.

Расчет

1.  Определяем тепловое сопротивление зазора:

Rз = hз / (Λз × Sк) (3.3.1)

Где hз – толщина зазора в метрах,

Λз – коэффициент теплопроводности материала зазора,

Sк – площадь основания корпуса.

Rз = 0,03 м / (400 Вт/мК × 0,004446 м²) = 1,69 Ом

Λз берём из таблицы №1

Таблица №1

2. Найдём площадь поперечного сечения теплопроводящей шины:

Sш = bш × hш (3.3.2)

Sш = 2 × 0,5 = 1 м².

3. Определим тепловые сопротивления между шиной и сторонами каркаса:

Rш1 = ℓ1 / (Λз × Sк) (3.3.3)

Rш1 = ℓ2 / (Λз × Sк) (3.3.4)

 Rш1 = 0,024 м / (400 Вт/мК × 1 мм²) = 0,00006Ом

 Rш2 = 0,07 м / (400 Вт/мК × 1 мм²) = 0,0000175Ом

4. Определим тепловое сопротивление контакта шины с каркасом:

Площадь контакта:

Sк = bш × hк (3.3.5)

Где bш – ширина шины,

 hк – толщина стенки корпуса.

Sк = 2 × 0,5 = 1 мм²

Rк1 = 1 / (áк1 × Sк) (3.3.6)

Rк1 = 1 / (12 Вт/мК × 1 мм² ) = 0,83 К/Вт

Коэффициент áк1 находим из таблицы №2.

Таблица №2

5. Находим тепловое сопротивление стенки каркаса:

Rст = bк / (Λк × bк × lк) (3.3.7)

Где bк – ширина корпуса.

Rст = 0,105 м / (196 Вт/мК × 125 мм ) = 0,000041 К/Вт.

6.Находим тепловое сопротивление контакта

Rк2 = 1 / (áк2 × Sк2) (3.3.8)

Где Sк2 = hк × lк, где lк – длина стенки корпуса.

Sк2 = 0,5 × 125 = 62,5 мм²

Rк2 = 1 / (12 Вт/мК × 62,5 мм²) = 0,0013 К/Вт.

7. Рассчитываем полное тепловое сопротивление:

Rполн = Rз + Rш1 + Rш2 + Rст + Rк1 + Rк2 (3.3.9)

Rполн = 1,69 + 0,00006 + 0,0000175 + 0,000041 + 0,0013 = 1,69 К/Вт.

 Исходя из произведённого расчёта полное тепловое сопротивление ИС составит 1,69 К/Вт.

Нагрев незначительный, поэтому теплоотвод для схемы не требуется.

Похожие работы

Устройство и сборка компьютера

Скачать

35458

1

10

... картриджах. Она производится нескольких цветов, так что простой заменой картриджа можно обеспечить печать многоцветных изображений. 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Сборка компьютера   Инструкция по сборке ПК. Основные компоненты сборки: 1.         Корпус с установленным в нем блоком питания. 2.         Материнская плата с документацией к ней. 3.         Процессор. 4.         Кулер для ...

Подключение оборудования к системному блоку

Скачать

75025

1

1

... вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места. По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником ...

Компьютер как главная технологическая и техническая база информационных систем

Скачать

96025

7

4

... три нажатия клавиши Empowering легко контролировать доступ к данным, настраивать параметры безопасности и быстродействия. Реальные требования к оснащению современных рабочих мест ставят перед информационно-технологическими подразделениями новые задачи по централизации потоков данных и обеспечению высочайшей безопасности и защиты ключевой информации. Компактный и тихий ПК, обладающий значительной ...

Сравнительный анализ и оценка эксплутационных характеристик различных терминальных устройств информации в вычислительных системах

Скачать

129632

2

0

... , выдачей и приёмом лицензий). В условиях крупных сетей рекомендуется выделение под сервер лицензий отдельного компьютера (или нескольких - для резервирования). 1.1 Архитектура терминальных устройств В компьютерных технологиях трёхуровневая архитектура, синоним трёхзвенная архитектура (по англ. three-tier или Multitier architecture) предполагает наличие следующих компонентов приложения: ...