2.1.3. Выбор типа конструкции пп.

По ГОСТ 23751-86 предусмотрены следующие типы конструкции ПП:

- односторонние ПП. Применятся в бытовой технике, технике связи и в блоках питания на ЭРЭ. Имеют низкую стоимость, высокую надежность, низкую плотность компоновки;

- двусторонние ПП. Применяются в измерительной, вычислительной технике, технике управления и автоматического регулирования, технике связи, высокочастотной технике;

- многослойные ПП. Применяются в технике управления и автоматического регулирования, вычислительной и бортовой аппаратуры для коммутации ИМС, БИС, СБИС, МСБ, в ЭА с высокими требованиями по быстродействию, плотности монтажа, волновому сопротивлению, времени задержки сигнала и т. д.

- гибкие ПП, ГЖП и ГПК. Применяются в ЭА и высокой надежности при реализации уникальных и сложных технических решений, конструкция которых исключает применение жестких ПП.

ПП разрабатываемого устройства является традиционной (корпусной),

Двусторонней, прямоугольной, имеет крепежные отверстия и поверхностно-монтируемые компоненты, и имеет среднюю конструкторскую сложность.

2.1.4. Выбор класса точности ПП.

ГОСТ23751—86 устанавливает пять классов точности ПП, каждый из которых характеризуется минимальным допустимым значением номиналь­ной ширины проводника (t), расстоянием между проводниками (S), рас­стоянием от края просверленного отверстия до края 1.1контактной площадки (Ь), отношением диаметра отверстия к толщине ПП (у) в узком месте (см. табл.).

Печатные платы 1 и 2 классов точности наиболее просты в исполне­нии, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость.

Разрабатываемая печатная плата имеет 1 класс точности.

Это обоснованно тем что изделие имеет:

- среднюю конструкторскую сложность;

- довольно не сложную элементную базу;

- низкие требования к быстродействию;

- повышенную надежность;

- низкую стоимость.

2.1.5. Выбор типа размеров пп.

Ориентировочно площадь ПП на ранних стадиях проектирования и при разработке моноконструкции ячейки можно определить по следующей формуле

где S_yj- установочная площадь ЭРИ;

k_SL- коэффициент, зависящий от назначения и условий эксплуатации аппаратуры (k_Si = 1-3);

п- количество ЭРИ.

Расстояние между корпусами двух соседних ЭРИ на ПП должно быть не менее 1мм, а расстояние по торцу-не менее 1,5 мм.

Размеры ПП составляют 70 х 55 см. Данные размеры являются не стандартными и выбраны в целях уменьшения габаритов изделия.

2.1.6. Компоновка конструкторско-технологических зон на пп для установки эрэ.

При выборе типоразмера необходимо провести компоновку конструкторско-технологических зон для размещения на ПП ячейки ЭРИ, элементов контроля функционирования, электрического соединения, крепления и фиксации ячейки.

Под компоновкой ФУ понимают процесс размещения ЭРИ, деталей на ПП и определение ее геометрических форм и размеров.

Площадь и геометрические размеры ПП (длину Lx и ширину Lyl можно также определить исходя из компоновки конструкторско-технологических зон для размещения на ПП ячейки ЭРИ, элементов электрического соединения, крепления, контроля функционирования и фиксации ячейки, размеров краевых полей.

2.1.7. Размещение ЭРИ на ПП.

Определение размеров зоны размещения ЗРИ на ПП (см. рис 22, зона S_}) для выбора типоразмера ПП связано с решением компоновочных задач, для чего необходимо вернуться к результатам анализа электрической принципиальной схемы, в котором выявлены схемные и конструктивные особенности, которые могут оказать влияние на компоновку ячейки и размеры ПП.

Компоновка и размещение ЗРИ должны удовлетворять требованиям системного подхода. Необходимо предусмотреть:

• обеспечение наиболее простой трассировки;

• требуемую плотность компоновки ЗРИ;

• сложность электрической принципиальной схемы;

• тепловые режимы;

• механические воздействия;

• помехозащищенность и исключить взаимное влияние элементов печатного монтажа на электрические параметры ПП;

• обеспечение технологических требований, предъявляемых к ЭА: автоматическую сборку, пайку, контроль;

• обеспечение высокой надежности, малых габаритных размеров и массы, теплоотвода, ремонтопригодности, быстродействия.

Для выполнения указанных ограничений необходимо провести проверочные расчеты сначала оцениваются компоновочные параметры ПП; затем размещают ЭРИ с учетом механических воздействий; далее с учетом взаимодействия электрических (магнитных) полей и т.д. Если полученные результаты не удовлетворяют требованиям, необходимо рассмотреть новую компоновку ЭРИ и повторить процесс конструирования сначала.

Размещение традиционных ЭРИ (ЭРЭ и ИМС в корпусах 1 типа) и поверхностно-монтируемых компонентов (ПМК). Некоторые рекомендации по размещению ЭРИ и ПМК приведены ниже:

• корпусные ЭРИ и ПМК располагают рядами, при этом выводы должны совпадать с узлами координатной сетки (или хотя бы один или несколько);

• ИМС, ПМК и МСБ (корпусные и бес корпусные) располагают симметрично контактных площадок,-

• первый вывод корпуса ИМС, ПМК и МСБ совмещают с первой контактной площадкой, имеющей ключ на ПП_;

• ЭРИ и ПМК размещают с учетом электрических связей, теплового режима, паразитных связей между ЭРИ, ПМК и проводниками, равномерного распределения масс ЭРИ и ПМК на ПП, минимальной длины связей и количества переходов со слоя на слой;

• функционально связанные ЭРИ и ПМК устанавливают на минимальном расстоянии друг от друга;

• группировку пассивных ЭРИ выполняют вокруг соответствующих активных;

• шаг установки ИМС, ПМК и МСБ на ПП определяется размерами и типом корпуса, тепловым режимом блока, механическими воздействиями, методом разработки топологии ПП, числом задействованных выводов и пр.

• вариант установки ЭРИ выбирают в соответствии с ГОСТ 29137-91, ОСТ №.010030-92 и ОСТ 4.010030-61, в зависимости от условий эксплуатации, метода изготовления ПП, степени автоматизации сборки,- например в механически нагруженной ЭА используют варианты установки ЭРИ с приклеиванием, с закреплением специальной скобой и пр., в зависимости от выбранного варианта установки изменяется установочная площадь ЭРИ.

Особенности размещения поверхностно-монтируемых компонентов (ПМК) на ПП. При размещении ПМК не существует ограничений по максимальному расстоянию между корпусами ПМК - чем больше, тем лучше.

Для корректировки систематических и случайных погрешностей, накапливающихся при изготовлении ПП и сборке ячейки, на ПП размещают метку точки отсчета (FiducialMarks), которая является центром системы координат на всех этапах производства и монтажа ПП. Она позволяет корректировать погрешности измерения текущих координат на оборудовании, накапливающиеся в процессе монтажа. Различают два вида меток начала отсчета глобальные и локальные. Первые используются для привязки всей ПП или нескольких ПП, объединенных в панель, для привязки всей панели,- вторые - для привязки конкретного ПМК (обычно с большим количеством выводов и малым шагом между ними). Для конкретного вычисления координат (X, У) необходимо не менее двух глобальных меток, обычно расположенных в диагонально-противоположных углах ПП на максимально возможном расстоянии друг от друга. Для конкретного вычисления координат некоторых ПМК также нужны две локальные точки отсчета, обычно расположенные по диагонали, на периметре области занимаемой данным ПМК. В случае нехватки свободного места используют одну локальную точку отсчета, предпочтительно в центре установочной площади. Рекомендуемый размер глобальных и локальных меток равен 1,5 мм. Иногда используют глобальные метки большего размера, чем локальные, но зто не является предпочтительным вариантом.