 |
Основные характеристики ПП
|
|
|
|
Федеральное агентство по культуре и кинематографу РФ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ
“Московский киновидеоинститут”
Ю.В. Зерний
Конструкторско-технологическое проектирование функциональных узлов, расположенных на печатных платах
Методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов.
Москва 2009 г.
УДК 658.5(075.8)
Рекомендовано к изданию в качестве учебно-методического пособия редакционно-издательским советом МКВИ
Рецензенты:
д.т.н., профессор В.К. Гарипов
к.т.н., профессор В.С. Несмелов
Ю.В. Зерний
Конструкторско-технологическое проектирование функциональных узлов, расположенных на печатных платах: Методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов.- М.:МКВИ, 2010.-
Рассмотрены вопросы конструкторско-технологического проектирования функциональных узлов, расположенных на печатных платах, изложен порядок разработки и содержание проекта, рассмотрены специальные вопросы технологии изготовления печатных плат, сборки и монтажа узлов электронной аппаратуры приборных устройств в целом.
Методические указания предназначены для выполнения курсовых проектов и технологических разделов дипломных проектов студентами специальности 210312 АВТ, могут быть использованы при изучении курса «Технология приборостроения» студентами специальности 200101.
Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой
Заведующий кафедрой
ПРЕДИСЛОВИЕ
В методических указаниях изложены вопросы конструкторско-технологического проектирования функциональных узлов, расположенных на печатных платах (ПП), изложен порядок разработки и содержание проекта, рассмотрены специальные вопросы технологии изготовления печатных плат, сборки и монтажа узлов электронной аппаратуры приборных устройств в целом.
|
|
|
Разработка любого изделия осуществляется в несколько этапов и значительная часть вопросов конструирования изделия тесно связана с технологией. Пренебрежение технологическими требованиями приводит к значительным экономическим, а иногда и техническим потерям: изделие изготавливается в более продолжительные сроки (часто срок увеличивается в несколько раз), увеличивается материалоемкость, технические показатели конструкции (точность, надежность) ухудшаются.
В настоящей работе использован принцип совместного рассмотрения вопросов конструирования и производства изделий. Такой подход позволит сформировать у специалиста идею неразрывного единства указанных этапов жизненного цикла изделия при формировании и обеспечении его качества.
Методические указания могут быть использованы при решении вопросов модернизации устройств, путем замены традиционной элементной базы на компоненты поверхностного монтажа, современные технологии и материалы.
Автоматизированное проектирование ПП с использованием различных версий P-CAD является самостоятельной задачей и рассматривается отдельно.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Конструкторско-технологическое проектирование ПП. 6
1.2. Изучение и анализ ТЗ на изделие - анализ назначения, условий эксплуатации и группы жесткости ЭА, электрической принципиальной схемы и элементной базы. 8
1.3. Выбор типа конструкции блока и варианта конструктивного исполнения модуля 1-го уровня (ячейки) 18
1.4. Выбор метода изготовления ПП. 19
1.5. Выбор материала основания ПП. 19
1.6. Разработка компоновочных эскизов и выбор габаритных размеров ПП. 21
|
|
|
1.7. Расчет размеров элементов проводящего рисунка ПП 22
1.8. Поверочные расчеты ПП. 26
2. Конструкторско-технологическая подготовка производства ПП. 26
2.1. Расчет погрешностей совмещения. 26
2.2. Определение дозы припойной пасты для пайки КПМ.. 28
2.3. Расчет дозы припойной пасты для нанесения в отверстия. 30
2.4. Расчет площади окна и толщины трафарета. 32
2.5. Расчет массы припоя на плате. 33
3. Технологические процессы изготовления ПП. 34
3.1. Выбор метода изготовления ПП. 34
3.2. Получение заготовок ПП. 39
3.3. Расчет погрешностей совмещения. 44
3.4. Технологические процессы сборки ФУ расположенных на ПП. 46
3.5. Монтажная пайка. 54
3.6. Контроль качества печатных плат. 62
Литература. 65
Конструкторско-технологическое проектирование ПП
Основные характеристики ПП
ПП являются основным элементом электронной аппаратуры (ЭА) и выполняют две функции:
· являются несущей конструкцией для монтируемых не нее элементов (изделий электронной техники – ИЭТ);
· служат для коммутации (объединения) электронных компонентов в конкретную электрическую схему.
Основные характеристики ПП представлены в таблице 1.
Таблица 1.
| Конструкционные характеристики | Монтажные характеристики |
| Размер рабочего поля платы | Количество монтируемых ИЭТ |
| Материал и толщина ПП | Количество объединяемых выводов компонентов |
| Размеры проводников и зазоров | Площадь посадочного места микросхем |
| Шаг и размеры сквозных монтажных и переходных отверстий | Размещение и форма реперных знаков для автоматизированного совмещения |
| Топология проводников и межслойных переходов | Вид монтажа (поверхностный монтаж, монтаж в отверстия) |
| Материал проводников | Шаг контактных площадок |
| Отношение толщины платы к диаметру сквозного отверстия | Размещение компонентов на одной или обеих сторонах ПП |
| Уровень сложности | Число проводников между двумя КП |
Основной вектор развития ПП – увеличение функциональной сложности и увеличение сложности и разнообразия форм ИЭТ, монтируемых на ПП.
Выбор типа конструкции. По ГОСТ 23751-86 предусмотрены следующие типы конструкции ПП (рис.1):
Односторонние ПП. Применяются в бытовой технике и технике связи. Имеют низкую стоимость, высокую надежность, низкую плотность компоновки.
|
|
|
Двусторонние ПП. Применяются в измерительной, вычислительной технике, управления и автоматического регулирования, 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. При незначительной конструкторской сложности (от 8 до 12 ИМС) при традиционном монтаже применяют ДПП, при средней (от 30 до 50 ИМС) – ДПП и МПП, при высокой (более 50 ИМС) – МПП.
Последовательность конструкторско-технологического проектирования
ПП установлена нормативной документацией [12] включает:
1.1. Изучение и анализ ТЗ на изделие, в состав которой входит ПП;
· анализ назначения и объекта установки ЭА;
· анализ условий эксплуатации и группы жесткости ЭА;
· анализ электрической принципиальной схемы и элементной базы;
Рис. 1 Типы печатных плат
1.2. Выбор типа конструкции блока и варианта конструктивного исполнения модуля 1-го уровня (ячейки);
· выбор компоновочной структуры ячеек ЭА.
· выбор типа конструкции ПП.
1.3. Выбор класса точности ПП.
1.4. Выбор метода изготовления ПП.
1.5. Выбор материала ПП.
1.6. Разработка компоновочных эскизов ячейки и выбор габаритных размеров ПП:
· выбор типоразмера ПП;
· компоновка конструкторско-технологических зон на ПП для установки ИЭТ, элементов электрического соединения, контроля, крепления и фиксации ячеек;
· размещение ЭРИ на ПП;
· выбор элементов электрического соединения;
· выбор элементов контроля функционирования;
· выбор элементов фиксации ячейки в модулях более высокого конструктивного уровня;
· выбор дополнительных элементов крепления ячейки;
· определение толщины ПП;
· определение числа слоев и толщины МПП.
1.7. Расчет элементов проводящего рисунка.
1.8. САПР.
1.9. Поверочные расчеты.
1.10. Подготовка разработанного проекта к производству.
|
|
|
|
|
|
