Общие сведения о печатных платах

Печатные платы (ПП) — это конструкция электрических межсоединений на изоляционном основании. ПП+установленные и смонтированные элементы образуют печатный узел. По функциональному назначению различают слои : сигнальные , потенциальные ( питание , заземление), экранирующие , технологические ( по расположению внутрнние и внешние).

Печатные платы (ПП)— основа печатного монтажа любой РЭА, при котором МС, полупроводниковые приборы, ЭРЭ и элементы коммутации
устанавливаются на изоляционное основание с системой токопроводящих полосок металла (проводников), которыми они электрически соединяются между собой в соответствии с электрической принципиальной схемой. Практически нет такой аппаратуры, где бы не использовались ПП какого либо типа ( в микросборках, ячейках и т. д.)
Печатный монтаж — способ монтажа, при котором электрическое соединение элементов электронного узла, включая экраны, выполнено с помощью печатных проводников. Печатный проводник — проводящая полоска в проводящем рисунке. Печатный проводник в одной плоскости называется печатным слоем.
Проводящий рисунок – совокупность всех элементов на отдельном слое ПП , образованных проводящим материалом (печатные проводники , контактные площадки , концевые контакты печатного разъёма и др,) Крепёжные отверстия- служат для крепления ПП в панелях , блоках. Монтаж- это установка и пайка ЭРИ. Концевые печатные контакты – расположены на краю ПП для сопряжения соединителями . Ориентировочный паз – паз на краю , используемый для правильной ориентации и установки ПП. Приобрести печатные платы можно здесь.
В ЭА ПП применяют практически на всех уровнях конструктивной иерархии: на нулевом — в качестве основания гибридных схем и микросборок, на первом и последующих — в качестве основания, механически и электрически объединяющего все элементы , входящие в схему электрическую принципиальную ЭА и её узлов.
Государственным стандартом предусмотрены следующие типы ПП
— односторонняя печатная плата (ОПП) — ПП, на одной стороне ко-торой выполнен проводящий рисунок ;
— двусторонняя печатная плата (ДПП) — ПП, на обеих сторонах которой выполнены проводящие рисунки и все требуемые соединения ;
— многослойная печатная плата (МПП) — ПП, состоящая из чере-дующихся слоев изоляционного материала с проводящими рисунками на двух или более слоях, между которыми выполнены требуемые соединения,
— Многоуровневая печатная плата (МУПП) или ГИГМ-плата – основание, на поверхности которого с одной или с двух сторон размещён обьёмный 2-х уровневый рисунок.

— гибкая печатная плата (ГПП) одно или двухсторонняя плата на гибком основании;

— гибкий печатный кабель (ГПК). Система параллельных печатных проводников, размещенных на гибком основании.

— гибко-жесткие печатные платы

Конструктивные характеристики печатных плат .

По точности выполнения печатных элементов конструкции (проводников, контактных площадок и пр.) все ПП делят на семь классов (табл. 1):
Отличающиеся наименьшим номинальным размером в узком месте — участок ПП, где элементы печатного проводящего рисунка и расстояния между ними должны быть выполнены только с минимально допустимыми значениями. 1-й и 2-й классы ПП применяют в случае малой насыщенности поверхности ПП дискретными элементами и микросхемами малой степени интеграции; 3-й класс ПП — для микросхем со штыревыми и планерными выводами при средней и высокой насыщенности поверх-ности ПП элементами; 4-й класс ПП — при высокой насыщенности поверх-ности ПП микросхемами с выводами и без них; 5-й класс ПП —при очень высокой насыщенности поверхности ПП элементами с выводами и без них. Для поверхностного монтажа элементов используют в основном 4-й и 5-йклассы ПП. В настоящее время изготавливают ПП по 6 и 7 классам точности с шириной проводников 40…70 мкм
Ширину печатных проводников (рис. 3) рассчитывают и выбирают в зависимости от ДОПУСТИМОЙ ТОКОВОЙ нагрузки, свойств токопроводящего
материала, температуры окружающей среды при эксплуатации. Края проводников должны быть ровными, проводники — без вздутий отслоений, paзрывов , протравов, пор, крупнозернистости и трещин, так эти дефекты влияют на сопротивление проводников, плотность тока, волновое сопротивление и скорость распространения сигналов.

 

 

 

 

На рис. 2 использованы следующие обозначения: t — ширина печатного проводника; S — расстояние между печатными проводниками; Q — расстояние от края ПП (выреза, паза) до элементов проводящего рисунка; Ь — расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки (поясок); D — диаметр контактной площадки; d — диаметр отверстия; hФ — толщина фольги; Нм — толщина материала основания печатной платы; НП — толщина ПП; l — расстояние между центрами (осями) элементов конструкции ПП.

Таблица 1. Наименьшие номинальные значения основных размеров элементов печатного монтажа для узкого места в зависимости от класса точности

Расстояние между элементами проводящего рисунка (например, между проводниками), расположенными на наружных или в соседних слоях ПП, зависит от допустимого рабочего напряжения, свойств диэлектрика, условий эксплуатации и связано с помехоустойчивостью, искажением сигналов и короткими замыканиями.
Координатная сетка чертежа ПП необходима для координации элементов печатного рисунка. В узлах пересечений сетки располагаются монтажные и переходные отверстия (рис. 4). Основным шагом координатной сетки принят размер 0.5 мм в обоих направлениях. Если этот шаг не удовлетворяет требованиям конкретной конструкции, можно применять шаг, равный 0,05 мм. При использовании микросхем и элементов с шагом выводов 0,625 мм допускается применение шага координатной сетки 0,625 мм.

В случае необходимости применения координатной сетки с шагом, отличным от основных, предпочтительным является шаг, кратный основным шагам координатной сетки. При использовании микросхем зарубежного производства с расстояниями между выводами по дюймовой системе допускается использование шага координатной сетки , кратного 2,54 мм.

Диаметры монтажных и переходных отверстии (металлизированных и неметаллизированных) должны соответст-вовать ГОСТ 10317 79 и выбираться 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; 2,0; 2,1; 2,2; 2,3; 2,4 ;2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 3,0. Монтажные отверстия предназначены для установки микросхем и ЭРЭ, а переходные отверстия — для электрической связи между слоями или сторонами ПП.
Размеры ПП, если они специально не оговорены в ТЗ, определяются с учетом количества устанавливаемых элементов, их установочных площадей, шага установки, зон установки разъема и пр. Линейные размеры ПП рекомендуется выбирать по ГОСТу (табл. 2).Соотношение линейных размеров сторон ПП должно составлять не более 3:1.
Кривизна ПП (цилиндрическое или сферическое искривление основания) может появиться в результате воздействия высокой температуры и влажности (рис. 5).
Допустимое значение изгиба ПП К на длине 100 мм составляет для ОПП и ДПП 1,5 мм; для МПП — 2,0 мм.

Коробление ПП (спиральное искривление противоположных кромок основания ПП, скручивание) может привести к разрыву проводников, осложняет процесс изготовления ПП и установки элементов при сборке модуля (рис. 6).

Электрические характеристики печатных плат

Допустимая плотность тока для ОПП, ДПП и наружных слоев МПП — 20 А/мм2; для внутренних слоев МПП — 15 А/мм2.
Допустимое рабочее напряжение между элементами проводящего рисунка, расположенными в соседних слоях ПП и ГПК, зависит от материала основания печатной платы и не должно превышать следующих значений (табл.3).

Допустимые рабочие напряжения между элементами проводящего рисунка, расположенными на наружном слое ПП, зависят от материала основания ПП, условий эксплуатации и не должны превышать следующих значений(таблица 4).

Все типы ПП должны обеспечивать работоспособность при воздействии на них климатических факторов одной из следующих групп жесткости (табл.5).

Контактные площадки ПП с металлизированными отверстиями долж-ны выдерживать не менее 4 (МПП — 3) циклов перепаек; без металлизированных отверстий — не менее 3 (МПП — 2) перепаек.

 

Выбор класса точности ПП

ГОСТ 23751—86 устанавливает пять классов точности ПП, каждый из которых характеризуется минимальным допустимым значением номиналь-ной ширины проводника (/) , расстоянием между проводниками (S), расстоянием от края просверленного отверстия до края контактной площадки (Ь), отношением диаметра отверстия к толщине ПП (у) в узком месте. Однако в настоящее время изготавливают ПП по 6 и 7 классам точности с шириной проводников 70…40 мкм.
Основными критериями при выборе класса точности ПП являются (см. табл. 6):
• конструкторская сложность ФУ — степень насыщенности поверхно-сти ПП ЭРИ (малая, средняя, высокая) при традиционной элемент-ной базе или число выводов ПМК и шаг их расположения;
• элементная база (дискретные ЭРЭ, ИМС, МСБ, ПМК, бескорпусные ИЭТ);
• тип, число и шаг выводов ЭРИ (штыревые, пленарные, безвыводные, J-образные, матричные и пр.);
• быстродействие;
• надежность;
• массогабаритные характеристики;
• стоимость;
• условия эксплуатации;
• максимальные ток и напряжение;
• уровень технологического оснащения конкретного производства.
Изготовление ПП определенного класса точности обеспечивают, применяя технологическое оснащение и вспомогательные материалы, указанные в табл. 6.
Печатные платы 1 и 2 классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость; для ПП 3 используется высококачественные материалы , точный инструмент и оборудования ; 4,5 классы- специальные материалы , прецензионное оборудование , особые условия изготовления;
6,7 классы- высокосложные ПП, специальные конструкции, специальные материалы и технологическая оснастка.
Программное обеспечение BETA soft поддерживает различные вычислительные платформы: Windows (3.1, NT, 95/98), UNIX, DOS и имеет интерфейс связи с системами Very Best, PADS, ACCEL (P-CAD&Tango), Or CAD, lientor, Allegro, Cadstar, Protel и др.

Таблица 6. Область применения и технологическое обоснование классов точности ПП.

 

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*