 |
Конструктивные характеристики печатных плат
|
|
|
|
По точности выполнения печатных элементов конструкции (проводников, контактных площадок и пр.) ПП делят на пять классов (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Наименьшие номинальные значения основных размеров элементов печатного
монтажа для узкого места в зависимости от класса точности
| Условные обозначения элементов печатного монтажа | Класс точности ПП | ||||
| t, мм S, мм b, мм γ = d/H | 0,75 0,75 0,30 0,40 | 0,45 0,45 0,20 0,40 | 0,25 0,25 0,10 0,33 | 0,15 0,15 0,05 0,25 | 0,10 0,10 0,025 0,20 |
1-й и 2-й классы ПП применяют в случае малой насыщенности поверхности ПП дискретными элементами и микросхемами малой степени интеграции. 3-й класс ПП используется для микросхем со штыревыми и планарными выводами при средней и высокой насыщенности поверхности ПП элементами. 4-й класс ПП – при высокой насыщенности поверхности ПП микросхемами с выводами и без них. 5-й класс ПП – при очень высокой насыщенности поверхности ПП элементами с выводами и без них.
Ширину печатных проводников рассчитывают и выбирают в зависимости от допустимой токовой нагрузки, свойств токопроводящего материала, температуры окружающей среды при эксплуатации. Края проводников должны быть ровными, проводники – без вздутий, отслоений, разрывов, пор, крупнозернистости и трещин, так как эти дефекты влияют на сопротивление и др.
Расстояние между элементами проводящего ресурса (например между проводниками) зависит от допустимого рабочего напряжения, свойств диэлектрика, условий эксплуатации и связана с помехоустойчивостью, искажением сигналов и короткими замыканиями.
Координатная сетка чертежа ПП необходима для координации элементов печатного рисунка (рис 4.3).
|
|
|
Рис 4.3. Координатная сетка чертежа печатной платы
В узлах пересечений сетки располагаются монтажные и переходные отверстия. Основным шагом координатной сетки принят размер 0,5 мм в обоих направлениях. Если этот шаг не удовлетворяет требованиям конкретной конструкции, можно применять шаг, равный 0,05 мм. При использовании МС и элементов с шагом выводов 0,625 мм допускается применение шага координатной сетки 0,625 мм. В случае необходимости применения координатной сетки с шагом, отличным от основных, предпочтительным является шаг, кратный основным шагам координатной сетки. При использовании микросхем зарубежного производства с расстояниями между выводами по дюймовой системе допускается использование шага координатной сетки, кратного 2,54 мм.
Диаметры монтажных и переходных отверстий должны соответствовать ГОСТ 10317-79 и выбираться из ряда 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 2,0; 2,1; 2,2; 2,3; 2,4; 2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 3,0 мм.
Монтажные отверстия предназначены для установки МС и ЭРЭ, а переходные отверстия – для электрической связи между слоями или сторонами ПП.
Размеры ПП, если они специально не оговорены в ТЗ, определяются с учетом количества устанавливаемых элементов, их установочных площадей, шага установки, зон установки разъема и пр. Линейные размеры ПП рекомендуется выбирать по ГОСТу (табл. 4.2). Соотношение линейных размеров сторон ПП должно составлять не более 3:1.
Таблица 4.2
Линейные размеры печатных плат
| Ширина, мм | Длина, мм | Ширина, мм | Длина, мм | ||||
| Окончание табл. 4.2 | |||||||
| 150,170,180,200 | |||||||
| 170,200 | |||||||
| 180,200,280 | |||||||
|
|
|
Электрические характеристики печатных плат
Допустимая плотность тока для ОПП, ДПП и наружных слоев МПП 20 А/мм2, для внутренних слоев МПП 15 А/мм2.
Допустимое рабочее напряжение между элементами проводящего рисунка, расположенными в соседних слоях ПП и ГПК, зависит от материала основания ПП и не должно превышать следующих значений (табл. 4.3).
Таблица 4.3
Допустимые рабочие напряжения для материалов ПП
| Расстояние между элементами рисунка, мм | Значение рабочего напряжения, В | |
| Гетинакс фольгированный (ГФ) | Стеклотекстолит фольгированный (СФ) | |
| От 0,1 до 0,2 включительно Свыше 0,2 до 0,3 включит. Свыше 0,3 до 0,4 включит. Свыше 0,4 до 0,5 включит. Свыше 0,5 до 0,75 включит. Свыше 0,75 до 1,5 включит. Свыше 1,5 до 2,5 включит. | - - |
Допустимые рабочие напряжения между элементами проводящего рисунка, расположенными на наружном слое ПП, зависят от материала основания ПП, условий эксплуатации и не должны превышать следующих значений (табл. 4.4).
Таблица 4.4
Допустимые рабочие напряжения между элементами проводящего
рисунка на наружных слоях ПП
| Расстояния между элементами проводящего рисунка, мм | Значения рабочего напряжения, В | |||||||
| Нормальные условия | Относ. влажн. 93 % при 40 ºС | Пониженное атмосферное давление | ||||||
| 53600 Па (400 мм рт. ст.) | 666 Па (5 мм рт. ст.) | |||||||
| ГФ | СФ | ГФ | СФ | ГФ | СФ | ГФ | СФ | |
| 0,1–0,2 | - | - | - | - | ||||
| 0,2–0,3 | ||||||||
| 0,3–0,4 | ||||||||
| 0,4–0,7 | ||||||||
| 0,7–1,2 | ||||||||
| 1,2–2,0 | ||||||||
| 2,0–3,5 | ||||||||
| 3,5–5,0 | ||||||||
| 5,0–7,5 | ||||||||
| 7,5–10 | ||||||||
| 10,0–15,0 |
Рельефные печатные платы
В РЭС для подвижных объектов получают распространение рельефные печатные платы (РП), получившие свое название из-за рельефной формы проводников, имеющих в сечении форму трапеции (рис 4.4, а) и формируемых в объеме изоляционного основания платы.
Рис 4.4. Элементы рельефной платы:
а – печатный проводник; б – отверстие
Такая конструкция печатного проводника существенно повышает надежность плат в эксплуатации и стойкость к перепайкам (до 50 перепаек) за счет высокой прочности сцепления слоя меди с основанием. В таких платах металлизированные монтажные отверстия имеют форму сдвоенной воронки без цилиндрической части (рис 4.4, б), что позволяет отказаться от контактных площадок.
|
|
|
Дорожки РП в 2–3 раза меньше по ширине по сравнению с обычным печатным проводником при одном том же сечении по меди. Отсутствие контактных площадок и малая ширина проводников позволяют изготавливать РДП повышенной плотности монтажа, эквивалентные 5–14-слойным МПП, и размещать четыре проводника между отверстиями диаметром 0,8 мм и межцентровым расстоянием 2,5 мм.
Ортогональное расположение проводников на сторонах ДПП позволяет формировать переходные отверстия в любой точке пересечения трасс, что укорачивает электрические связи, снижает уровень помех и паразитные связи. Проектирование таких плат осуществляют с помощью САПР на базе пакетов прикладных программ САПР «RELEF» и др. [3].
Достоинства РП:
- возможность осуществления сверхвысокой плотности монтажа ИМС и ЭРЭ;
- высокий класс точности (4 или 5);
- возможность использования технологии поверхностного монтажа;
- сравнительно низкая трудоемкость проектирования за счет применения простого алгоритма трассировки;
- высокая эксплуатационная надежность;
- более низкая стоимость лучших по параметрам, чем стеклотекстолит, полимерных материалов основания (например эпоксидная пластмасса);
- отсутствие экологически вредных технологических процессов нанесения рисунка и др.
|
|
|
