5). Определение размеров и формы контактных площадокДиаметр неметаллизированного монтажного отверстия
dн без учета погрешности его выполнения dн=dв+Δ,
где dв – диаметр вывода элемента
– зазор (0,1…0,4мм)
Варьируя параметром необходимо сократить число диаметров монтажных отверстий до 2-х, 3-х.
Диаметр металлизированного монтажного отверстия dм dм=dв+Δ+2hм,
где hм – толщина слоя металлизации. Согласно ГОСТ диаметр монтажного отверстия должен быть кратен 0,1мм
Диаметр контактных площадок Dкп ≥ dм +2b,
где
Центры отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки, кратной 1,25мм
Форма контактных площадок КП 1-го контакта элемента квадратная, остальные
круглые.
6). Выбор материала основания ПП
Основой печатной платы служит диэлектрик текстолит, стеклотекстолит, гетинакс.
Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как Capton.
В диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью и керамика
Материал основания ПП выбирается с учетом обеспечения стойкости к климатическим и механическим воздействиям в процессе эксплуатации устройства.
Для ПП 1-ой и 2-ой группы жесткости используют гетинакс; Для ПП 3-4 группы жесткости – стеклотекстолит.
(Группа жесткости зависит от класса электронной аппаратуры)
Толщина ПП выбирается исходя из требований механической прочности печатного узла. Выбор толщины ПП h начинают с формулы: f=dmin/h
(обычно с большим запасом)Далее из стандартного ряда: 0,8-1,0-1,5-2,0-2,5-3 мм
Согласно ГОСТ 10316-71 фольгированный материал основания обозначается: СФ1-35-1,5 односторонний фольгированный стеклотекстолит
толщиной 1,5 мм и толщиной медной фольги 35 мкм; ГФ2-50-2 двухсторонний фольгированный гетинакс толщиной
2мм и толщиной медной фольги 50 мкм.
10). Выбор конструкционного покрытия ПП
Для обеспечения постоянства электрических параметров ПП используются металлические и неметаллические конструкционные покрытия.
Примеры:
1. Металлические конструкционные покрытия – сплав РОЗЕ – используется для увеличения нагрузочной способности по току улучшения пайки выводов к печатным площадкам
2. Неметаллические конструкционные покрытия – лак УР-231, используется для защиты печатных проводников от электрических замыканий на металлические конструкционные элементы аппаратуры,
Размещение навесных элементов на ПП (компоновка ПП)
ЭРЭ, как правило, размещаются на одной стороне платы а трассировка с 1-й, 2-х и … сторон (в зависимости от выбранной конструкции ПП).
Размещение навесных элементов выполняется неоднократно с целью получения наилучшего результата.
Критерием размещения является правило 2-х минимумов:
-минимум длины печатных проводников;
-минимум числа пересечения печатных проводников.
Правило реализуется при выполнении следующих
рекомендаций:
-Если задан разъем на ПП, тогда размещение навесных элементов начинается с размещения разъема, затем элементы, имеющие максимальное количество связей с ним.
-В других случаях сначала размещается элемент, имеющий максимальное количество выводов. Затем вокруг него располагаются элементы, имеющие максимальное количество связей с ним и т.д.
При размещении навесных элементов на ПП необходимо также учесть ряд
необходимых требований:
1.Обеспечить электромагнитную совместимость печатного узла
(чувствительные к наводкам и мощные каскады или элементы должны быть разнесены как можно дальше друг от друга);
2.Обеспечить тепловую совместимость (теплочувствительные и тепловыводящие элементы должны быть так же разнесены);
3.Обеспечить устойчивость печатного узла к механическим воздействиям (наиболее тяжелые элементы должны быть расположены
как можно ближе к точкам крепления ПП);
4. Обеспечить ремонтопригодность ПП (проверка любого элемента и его замена должна выполняться без демонтажа других элементов)
7). Трассировка печатных проводников
Основная задача трассировки - по заданной схеме соединений проложить необходимые проводники на плоскости , чтобы реализовать заданные технические соединения с учетом заранее заданных ограничений (технологических параметров).
Трассироовка печатных плат — это пошаговый процесс создания печатных дорожек в одном из САПР печатных плат. Существует два основных способа трассировки:
- ручной — человек самостоятельно с помощью определенных программных инструментов наносит проводники на плату; - автоматический — программа наносит проводники на печатную плату
используя ограничения, наложенные разработчиком.
1.Печатные проводники должны располагаться равномерно по всей площади ПП;
2.Печатные проводники должны быть параллельны сторонам ПП, либо под углом кратным 15 град; Для ДПП как правило используется ортогональная или координатная прокладка
трасс на печатной плате и выполняется по ортогональной конструкторской сетке
сшагом d= 1.25 или 0.625, установка контактных площадок и переходных отверстий - в узлах сетки
3.Расстояние от края ПП до ближайшего печатного проводника должно быть не
менее толщины ПП; 4. Если пайка ПП выполняется волной, то печатные проводники на стороне пайки
должны быть расположены параллельно движению волны припоя.
Выбор способа изготовления ПП
Все способы изготовления ПП классифицируются следующим образом:
1.Субтрактивные – основаны на удалении (травлении) медной фольги с фольгированной заготовки.
Достоинства: наличие оборудования для всех типов производства, высокая прочность сцепления проводников с основанием.
Недостатки: большой расход меди.
2. Аддитивные - основаны на осаждении (фотолитографии) меди на заготовку. Достоинства: отсутствие операции травления, использование недорогих
материалов.
Недостатки: низкая скорость осаждения меди, непригодность для мелкосерийного производства, невысокая прочность сцепления проводников с основанием.
3.Полуаддитивные – является гибридом первых двух
-Первый этап – субтрактивным способом из заготовки с тонкой фольгой получают печатный рисунок.
-Второй этап – аддитивным способом наращивают толщину печатных
проводников.
Достоинства: высокая прочность сцепления проводников с основанием (как у субтрактивного способа), малый расход меди (как у аддитивного способа)
Разработчики из Канады объявили о разработке новой технологии производства печатных плат с помощью микроорганизмов
Микролитография - биотехнология основанная на использовании грибных спор. Технологический процесс состоит из нескольких этапов. На первом этапе на заготовку платы наносят рисунок из питательного раствора, затем орошают его спорами некоторых разновидностей низших грибов. Проросшая по контурам рисунка матрица образует 90-нанометровые дорожки, грибы в дорожках затем орошают повторно – на этот раз раствором с примесью растворенных металлов. Затем полученный рисунок закрепляется.
Преимущества данной технологий – низкая цена, позволяет избежать паразитные связи и наводки
Классы электронной аппаратуры:
Наземная РЭА 1 группа – стандартная РЭА - эксплуатируется в закрытых отапливаемых помещениях
2 группа - стандартная РЭА - эксплуатируется в закрытых НЕ отапливаемых помещениях
Характеризуются отсутствием механических воздействи
3 группа – возимая РЭА, устанавливаемая в автомобилях, в вагонах и т.д. Характеризуется наличием механических воздействий, вибрацией и жесткими климатическими воздействиями
4 группа – носимая РЭА, предназначена для переноски длительное время как во включенном, так и в выключенном состоянии Характеризуется наличием менее жестких механических воздействий чем аппаратура 3-й группы
5 группа – портативная РЭА, предназначена для длительной переноски во включенном состоянии (плеер, слуховой аппарат). Характеризуются наличием слабых механических и климатических воздействий
Бортовая электронная аппаратура
1 группа – РЭА низкоскоростных самолетов
2 группа – РЭА высокоскоростных самолетов
3 группа – РЭА ракет
4 группа – космическая РЭА Характеризуются жесткие механическими и климатическими
воздействиями.
Морская электронная аппаратура
1 группа – судовая РЭА
2 группа – корабельная РЭА
3 буйковая РЭА
Характеризуются: 100% влажность, солевой туман, брызги воды, жесткие механические воздействия