Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ТАПЕС / Презентация лекции ТАПЭС ЗО 2012 год_3.ppt
Скачиваний:
329
Добавлен:
27.12.2015
Размер:
4.54 Mб
Скачать

Общие сведения о низкочастотных печатных структурах

Печатная плата - это основание, вырезанное из листового материала (диэлектрика), содержащая (на поверхности или в толще) печатный рисунок, имеющая необходимые отверстия.

Электронные компоненты на ПП соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка, обычно пайкой (или накруткой или склёпкой, или прессованием)

Печатный рисунок – совокупность печатных проводников и контактных площадок

Печатный узел – это печатная плата с механически и электрически соединенными электронными компонентами и с выполненной пайкой.

Виды отверстий

монтажные отверстия (для штыревых выводов навесных элементов)

переходные отверстия - для гальванической связи печатных проводников разных слоев)

крепежные отверстия (для крепления навесных элементов и узла в блоке)

технологические отверстия (используются при изготовлении).

Сторона монтажа ПП – сторона, на которой устанавливаются навесные элементы. Сторона пайки ПП – сторона, на которой выполняется пайка выводов навесных

элементов.

Конструкции ПП (ОПП, ДПП, МПП),

По количеству слоёв проводящего материала ПП делятся на: односторонние

– двусторонние -многослойные (МПП)

1 - ОПП (однослойные) используются для одностороннего монтажа элементов в гладкие (не металлизированные) отверстия.

Весь электрический монтаж осуществляется на одном слое. Для трассировки пересекающихся цепей используются перемычки, выполняемые из медной проволоки.

Достоинства: самая низкая стоимость ПП Недостатки: - Самые большие габаритные размеры

- Надежность ПП и механическая прочность крепления элементов невысока.

Во избежание отслоения печатных проводников все элементы следует монтировать без зазоров между корпусом элементов и ПП.

Применение: бытовой аппаратуре, в любительских макетных конструкциях

2 - ДПП – известны 2 разновидности: без металлизации и с металлизацией сквозных отверстий.

Достоинства: - высокая трассировочную способность,

-высокая плотность монтажа

-невысокая стоимость

Применение: наиболее распространены в производстве РЭ устройств.

3 - МПП – многослойные ПП В многослойных платах внешние слои (а также сквозные отверстия)

используются для установки компонентов, а внутренние слои содержат межсоединения. При изготовлении МПП сначала изготавливаются внутренние слои, которые затем склеиваются через специальные клеящие прокладки (препреги). Далее выполняется прессование, сверление и металлизация переходных отверстий.

Достоинства: МПП теоретически обладают неограниченной трассировочной способностью 8-12.

Недостатки: высокая себестоимости изделия зависит от количества слоев. Увеличение числа слоев связано с проблемами металлизации сквозных отверстий (требуется сложное специализированное оборудование и тонкие технологии).

Вкаком случае проектируются МПП:

1.применение в устройстве BGA-микросхем. (BGA (Ball Grid Array - конструкция корпуса микросхемы с выводами в виде крошечных металлических шариков, расположенных в виде сетки на его нижней поверхности, которые прижимаются к контактным площадкам на печатной плате без применения пайки).

Преимущество - более низкая стоимость изготовления, увеличение быстродействия и уменьшение размеров). Обычно для BGA микросхем необходимо 6 и более слоев, и лишь изредка можно обойтись четырьмя.

2.применение 2-х и более микросхем с количеством ножек более 100

3.высокочастотные печатные платы, особенно если дело касается аналоговых устройств, часто необходимо заливать всю плату (сверху и снизу) полигоном "ЗЕМЛИ", а сигнальные дорожки проводятся по внутренним слоям многослойной печатной платы

4.по верхнему и нижнему слою платы можно провести только сигнальные дорожки, а для цепей "ПИТАНИЯ" и "ЗЕМЛИ" обычно добавляются 2 внутренних слоя

Технология ПП с металлизацией сквозных отверстий

D

h

диэлектрик

d1

металлизация

ширина трассы t

Зазор S

d

шаг сетки

Рис. 15. Основные параметры низкочастотных печатных структур.

Основные параметры ПП

1.Число слоев платы печатной платы (может быть до 32-х слоев);

2.Форма и размер печатной платы;

3.Толщина диэлектрика h (h/3<d1 < h/2) (для надежной металлизации канала);

4.d – шаг конструкторской сетки (например, 1.25мм или 0.625)

5.Ширина трасс t

6.Ширина зазоров между металлизированными участками на плате S

7.Размер и форма контактных площадок (d1 - диаметр отверстия и D - диаметр контактной площадки и переходного отверстия

4.5.6.7. определяются классом точности печатной платы

Выбор типа конструкции, конфигурации (формы) и размеров ПП

6.1 Выбор типа конструкции ПП (ОПП, ДПП, МПП) осуществляется на основе компромиссного решения, учитывающего:

-требования к габаритам

-ограничения по стоимости

-возможностей конкретного производства ПП

Выбор формы и размера печатной

Рекомендуемая форма ПП – прямоугольник (зависит от конфигурации блоков)

Размер ПП определяется формами и размерами устройства или рассчитывают по формуле:

Sпп=1/К* Si

где

Sпп – площадь ПП;

К– коэффициент плотности компоновки зависит от массогабаритных показателей (0,3 ≤ К≤ 0,8);

К→ 0,3 для наземной аппаратуры (1,2 группы) –нет жестких требований к массогабаритным характеристикам изделия

К→ 0,9 для бортовой аппаратуры – жесткие требования к массогабаритным характеристикам

Si – установочная площадь, занимаемая i-тым элементом на ПП с учетом стандартно

сформированных выводов S=D*L D – из справочника

L – по ОСТ4ГО.010.30 – разрешенные варианты

Задавшись размером одной из сторон ПП, которая определяется либо по размеру блока, либо по размеру разъема, определяют размер второй стороны.

Соотношение сторон ограничено соотношением 1:3.

 

 

Размер сторон

Кратность сторон

≤100мм

 

2,5мм

от 100мм до 350

мм

5мм

от 359мм до 470

мм

10мм

4). Выбор класса точности ПП

Он определяет основные параметры элементов ПП (мин. ширина проводников, мин. зазор между элементами проводящего рисунка, размер монтажных и переходных отверстий.

ГОСТ 23.751-86 предусматривает 5 классов точности ПП. Выбор класса точности всегда связан с конкретным производством.

Параметры классов точности:

Параметр

1

2

3

4

5

t, мм

0,75

0,45

0,25

0,15

0,1

S, мм

0,75

0,45

0,25

0,15

0,1

b, мм

0,3

0,2

0,1

0,05

0,025

f

0,4

0,4

0,33

0,25

0,2

t – ширина печатного проводника;

S – расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка; b – гарантированный поясок;

f – отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине ПП (данный параметр гарантирует прочность ПП): f=dmin/h, где h – толщина ПП

dmin - диаметр наименьшего из металлизированных отверстий

ПП 1-2 классов точности - можно изготовить на рядовом оборудовании. Такие ПП с низкими технологическими параметрами предназначены для недорогих устройств с малой плотностью монтажа любительского и макетного уровня единичного и мелкосерийного производства.

ПП 3-го класса - наиболее распространены, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой – для их производства требуется рядовое, хотя и специализированное оборудование.

ПП 4-го класса - выпускаются на высокоточном оборудовании, но требования к материалам, оборудованию ниже, чем для 5-го.

Изготовление ПП 5-го класса требует применения уникального высокоточного оборудования, специальных (как правило, дорогих) материалов, безусадочной фотопленки и создания в производственных помещениях «чистой зоны» с термостатированием. Таким требованиям отвечает далеко не каждое производство.