КТОП теория

8

8. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

(продолжение)

8.1. Конструктивные и технологические требования изготовления ПП

Разработка ПП осуществляется:

●Ручным; ●Автоматизированным; ●Автоматическим методами.

Ручной метод заключается в следующем: заданная для реализации электрическая схема разбивается на функционально связанные группы и составляется таблица соединений. В каждой группе производится размещение микросхем и навесных элементов и частичная разводка проводников. Группа элементов, имеющая наибольшее количество внешних связей, размещается вблизи соединителя; группа элементов, имеющая наибольшее количество связей с уже размещенной группой элементов, размещается рядом и т. д.; при необходимости производится корректировка в размещении элементов попарной или групповой перестановкой или замена адресов связей. Чертеж размещения выполняется вручную на миллиметровой бумаге.

Автоматизированный метод может быть двух видов:

1)размещение элементов на плате с помощью ЭВМ в интерактивном режиме и ручная трассировка монтажа;

2)размещение элементов ручным способом и автоматическая трассировка на ЭВМ.

Вавтоматическом режиме ЭВМ задается описание схемы, конструктив платы и далее выполняется автоматически размещение радиоэлементов. Качество размещения оценивается по интегральному критерию оценки, учитывающему общую длину электрических связей и плотность электрических проводников на ПП. Рисунок печатных проводников выполняется посредством автоматической трассировки соединений или при помощи интерактивной (полуавтоматической) прокладки трасс, которая выполняется в процессе редактирования топологии ПП.

Этап подготовки производства ПП включает в себя электрический и технологический контроль ПП, контроль за идентичностью электрических соединений на схеме принципиальной электрической и на печатной плате, а также при необходимости внесения исправлений в готовый проект ПП, как со стороны схемы, так и со стороны ПП. Подготовка производства завершается формированием управляющих программ для фотокоординатографов (фотоплотеров) и сверлильных станков.

Выбор и обоснование класса точности ПП.

По точности выполнения элементов конструкции ПП делятся на четыре класса точности. Класс точности указывают на чертеже ПП. Номинальные значения основных параметров проводящего рисунка ПП для узкого места приведены в табл. 8.1.

Обозначения в табл. 8.1: Т – ширина проводника; S – зазор между проводниками; В1 – гарантийный поясок наружного слоя; В2 – гарантийный поясок внутреннего слоя; J − отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы.

Таблица 8.1

	Условные	Класс 1	Класс 2	Класс 3	Класс 4
	обозначения
	T	0,60	0,45	0,25	0,15
	S	0,60	0,45	0,25	0,15
	B1	0,30	0,20	0,10	0,05
	B2	0,15	0,10	0,05	0,03
	J	0,50	0,50	0,33	0,33

ПП платы 1-го и 2-го классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость, ПП 3-го и 4-го классов точности требуют использования высококачественных материалов, инструмента и оборудования, ограничения габаритных размеров, а в отдельных случаях и особых технологий изготовления.

Выбор габаритных размеров и конфигурации ПП. Габаритные размеры ПП должны соответствовать ГОСТ 10317 – 79 при максимальном соотношении сторон 5:1. Рекомендуется разрабатывать ПП простой прямоугольной формы. Конфигурацию, отличную от прямоугольной, следует применять только в технически обоснованных случаях.

Максимальные размеры ПП (или) рабочего поля для каждого класса точности должны быть не более следующих значений: классы 1-й и 2-й

для ОПП, ДПП и МПП – до 470×470; класс 3-й для ОПП и ДПП - до 400×400 мм, а для МПП - 240×240 мм; класс 4-й для ОПП – до 240×240 мм и для ДПП и МПП – до 180×180 мм.

Сопрягаемые размеры контура ПП должны иметь предельные отклонения по 12 квалитету* ГОСТ 25347 – 82. Несопрягаемые размеры контура ПП должны иметь предельные отклонения по 14 квалитету ГОСТ 25347 – 82.

Толщина ПП определяется толщиной исходного материала и выбирается в зависимости от используемой элементной базы и действующих механических нагрузок. Предпочтительными значениями номинальных толщин ОПП и ДПП являются 0,8; 1,0; 1,5; 2,0 мм. Допуск на толщину ПП в поставке устанавливают по соответствующим стандартам или ТУ на исходный материал (ГОСТ 23751 – 79). Допуск на суммарную толщину ПП в зоне печатных контактов устанавливают в зависимости от требований на соединитель.

*Квалитет - (от лат . qualitas - качество), характеристика точности изготовления изделия (детали), определяющая значения допусков.

Порядок конструкторского проектирования

ППвключает:

1.Ввод графического описания схемы ЭЗ(элементов замены), выполненного на этапе функционального (схемотехнического) проектирования или составление текстового описания электрических связей по схеме.

2.Контроль описания и исправление ошибок.

3.Проверка наличия технологических образов элементов в библиотеке, требуемых по перечню элементов схемы. В случае отсутствия необходимых элементов в библиотеке создание технологического образа этих элементов по справочнику и ввод их в библиотеку.

4.Формирование монтажного пространства по базовому чертежу, включая запрещенные зоны.

5.Размещение микросхем и радиоэлементов.

6.Трассировка печатного монтажа с выдачей статистики результатов трассировки.

7.Отображение изображения проводящих слоев ПП на мониторе или вывод на плоттер.

8.При наличии не разведенных проводников доразводка печатного монтажа в интерактивном режиме.

9.Контроль печатного монтажа на соответствие с схемы ЭЗ(элементов замены).

10.Вывод программ для управления технологическим оборудованием на носитель.

11.Документирование спроектированной ПП (сборочный чертеж, рабочий чертеж для изготовления основания платы и чертежи слоев ПП).

8.2. Конструкторские и технологические требования к размещению элементов ПП и к трассировке печатных проводников

Задача размещения. Исходными данными для этой задачи являются: принципиальная электрическая схема конструируемого блока (узла), полученная по результатам схемной компоновки; форма и геометрические размеры элементов и монтажного пространства; мощность и сила тока и т. п.

В процессе решения задачи необходимо определить оптимальное расположение элементов схемы в заданном монтажном пространстве с учетом конструктивных и технологических требований и ограничений.

Основные показатели задачи размещения: суммарная длина всех монтажных соединений; число электрически длинных проводников, максимально допустимые наводки и отражения сигналов в цепях связи элементов; планарность или минимальное число переходов из слоя в слой и другие характеристики печатного монтажа; концентрация тепла и теплоотвод в монтажном пространстве.

Проверить выполнение большинства из этих требований можно только после проведения трассировки соединений, однако совместное решение задач трассировки и размещения трудно формализуется и работа в этом направлении продолжается. В настоящее время применяют критерии оценки качества размещения, косвенно учитывающие эти требования.