 |
Расчет топологии посадочных мест поверхностно-монтируемых компонентов.
|
|
|
|
В случае использования корпуса типа SO значение длины контактной площадки выбирается в пределах (1,27 – 1,78) мм. Значение ширины контактной площадки для данного типа корпуса варьируется в пределах (0,508 – 0,889) мм [11]. Нижние пределы соответствуют 4 классу точности, а верхние 3 классу точности изготовления ПП по ГОСТ 23751 – 86.
В выбираем размеры контактной площадки для корпуса типа SO (1,7 x 0,8) мм, пример: рис. 12.
Габариты корпуса и топология посадочного места для микросхемы mPD4069UBG/SO14
Рис. 12.
Пример расчета топологии посадочного места под пассивный компонент показан на рисунке 13. Данная топология в данном случае пригодна как для методов пайки волной припоя, так и для пайки оплавлением дозированного припоя.
Рис. 13. Универсальное посадочное место под пассивный компонент.
L – длина компонента; W – ширина компонента; Т – высота компонента; М – длина вывода.
Для более точного расчета галтели припоя, необходимо иметь ширину контактной площадки равной Т+М+ зазор (зазор это расстояние от платы до компонента). Он задан как исходные данные и равен 75 мкм.
Посадочные места ряда SMD - компонентов в таблице 13.
Таблица 13 – Посадочные места SMD - компонентов
| Обозначение компонента | Габаритные размеры компонента, мм | Габариты посадочного места, мм | |||
| L | W | T | M | ||
| CR0805 | 2,0, | 1,25 | 0,5 | 0,4 | 0,975 х 1,5 |
| CR1206 | 3,2; | 1,6 | 0,55 | 0,5 | 1,125 x 1,85 |
| СС0805 | 2,0; | 1,25 | 0,9 | 0,5 | 1,475 х 1,5 |
| SOT -23 | 1,29; | 0,431 | 0,114 | 0,43 | 0,7 x 0,6 |
Размещение компонентов и печатных проводников на поверхности ПП:
- все поверхностно-монтируемые компоненты желательно размещать на одной стороне платы. В случае если это условие выполнить невозможно, следует разделить компоненты на «легкие» и «тяжелые» и размещать их на разных сторонах платы. Например, пассивные компоненты, разместить на одной стороне, микросхемы на другой;
|
|
|
- размеры площадок должны соответствовать рекомендуемым для данного типоразмера корпуса (информацию о размерах площадок можно уточнить в тех. документации на компонент либо в стандарте IPC-782);
- зазоры между компонентами должны быть не менее указанных на рис. 14;
- компоненты должны располагаться не ближе 1.25 мм от края заготовки;
- расстояние от края неметаллизированного отверстия до контактной площадки или проводника должно быть не менее 0.5 мм;
 |
Рис. 14. Рекомендации по расположению SMD - компонентов
В результате анализа элементной базы определяют: совместимость ИМС, ИЭТ по электрическим, конструктивным, электромагнитным, тепловым и другим параметрам, а также по условиям эксплуатации; совместимость ИЭТ по надежности; соответствие компонентов по условиям эксплуатации.
Табл. 14
| Наименование ИЭТ | Количество, шт | Конструктивные параметры | Допустимые условия эксплуатации | |||||||||
| Масса, г | Количество выводов, шт | Диаметр вывода, мм | Штыревые или планарные | Установочная площадь, м2 ·10-6 | Надежность | Диапазон температур | Вибрации | Ударные перегрузки, g | Линейные ускорения, g | |||
| Частота, Гц | Перегрузки, g | |||||||||||
Шаг координатной сетки является основной конструктивной характеристикой ПП, которая характеризует плотность печатного монтажа. Координатная сетка — ортогональная сетка, определяющая места раcположения соединений ИЭТ с ПП. Шаг координатной сетки гарантирует совместимость ПП, ИЭТ, т. е. всех составных элементов, которые монтируют в узлах координатной сетки на ПП.
Для размещения соединений на ПП основным шагом координатной сетки является шаг 0,50 мм в обоих направлениях. Ранее (до 1998 г.) основным шагом координатной сетки был шаг 2,5 мм; дополнительными — 1,25; 0,625 мм. Если координатная сетка номинальным шагом 0,50 мм не удовлетворяет требованиям конкретной конструкции, то должна применяться координатная сетка с основным шагом 0,05 мм. Шаг координатной сетки выбирают в соответствии с шагом большинства ИЭТ, устанавливаемых на ПП.
|
|
|
Отверстия печатных плат. Диаметры монтажных и переходных отверстий, металлизированных и неметаллизированных, должны соответствовать ГОСТ 10317—79. Монтажные отверстия — отверстия для установки ИЭТ. Переходные отверстия — отверстия для электрической связи между слоями или сторонами ПП.
Главный параметр отверстия – диаметр (d), который у неметаллизированных отверстий совпадает с диаметром сверления (dс). Диаметр металлизированных отверстий отличается от диаметра сверления на двойную толщину металлизации.
Размеры монтажных отверстий определяются диаметром и сечением выводов элементов, монтируемых в эти отверстия. Если вывод некруглый в сечении, то параметры отверстия в печатной плате диктуются максимальным размером вывода в сечении (например, диагональю).
В любых металлизированных отверстиях следует предусматривать гарантированный зазор (не менее 0,1 мм) для заполнения металлизированного отверстия расплавленным припоем.
У печатных плат с гладкими отверстиями (однослойных и двухслойных без металлизации) диаметр рассчитывается только из условий собираемости. В многовыводных компонентах, например, микросхемах со штыревыми выводами, разница между диаметром отверстия и размером вывода не должна быть меньше суммы допусков на точность положения выводов и отверстий на печатной плате (для всех типов плат).
У печатных плат, предназначенных для автоматизированной сборки, этот зазор должен составлять 0,4-0,5 мм.
Максимальный размер отверстия ограничен особенностями пайки выводов. В случае гладких отверстий, куда припой не попадает, а пайка осуществляется только на поверхности контактной площадки в виде выпуклого мениска, разница в размерах не должна превышать 0,3 мм. Если отверстия металлизированные, то разница более 0,5 мм недопустима, иначе припой при некоторых режимах пайки может вытекать.
Диаметры отверстий печатных плат (гладких и металлизированных) выбираются из ряда, соответствующего ГОСТ 10317-79, который включает в себя диаметры от 0,4 до 3,0 мм через 0,1 мм, кроме диметров 1,9 и 2,9 мм.
|
|
|
Предпочтительные диаметры отверстий выбирают из ряда 0,7; 0,9; 1,1; 1,3;1,5; мм, предпочтительные диаметры переходных отверстий 0,7; 0,9; 1,1 мм.
Предельные отклонения размеров отверстий (допуск), оговоренные ГОСТ 23.751-86, представлены в табл. 15.
Таблица 15
| Диаметр отверстия | Металлизация отверстия | Класс точности | ||
| 1 и 2 | 3 и 4 | |||
| До 1,0мм (включительно) | Без металлизации | ± 0,1 | ±0,05 | ±0,025 |
| С металлизацией без оплавления | +0,05 -0,15 | 0; -0,1 | 0; -0,075 | |
| С металлизацией и оплавлением | +0,05 -0,18 | 0; -0,13 | 0; -0,13 | |
| Свыше 1,0мм | Без металлизации | ±0,15 | ±0,1 | ±0,1 |
| С металлизацией без оплавления | +0,1 -0,2 | +0,05 -0,15 | +0,05 -0,15 | |
| С металлизацией и оплавлением | +0,1 -0,23 | +0,05 -0,18 | +0,03 -0,18 |
Диаметры переходных отверстий выполняют аналогично монтажным, но во всех случаях стараются сделать их с минимальными размерами, допустимыми для конкретной толщины печатной платы.
Контактные площадки отверстий - КП. Контактные площадки ПП подразделяются на два самостоятельных вида:
· площадки металлизированных и неметаллизированных монтажных и переходных отверстий;
· площадки для установки элементов на поверхность (плоские контактные площадки).
Соединение печатного проводника с навесными элементами зависит от геометрии выводов ИЭТ: круглые контактные площадки применяют для штыревых, прямоугольные или квадратные - для планарных или КПМ. Для образования контактной площадки проводник в местах пайки расширяется до диаметра на 2,5...3 мм больше диаметра отверстия. Контактные площадки для неметаллизированных отверстий рекомендуется выполнять площадью не менее (без учета площади отверстия):
· для плат 1-го и 2-го классов точности - 2,5 мм2;
· для плат 3-го класса - не менее 1,6 мм2.
Плоские КП - контактные площадки без монтажных отверстий. Они служат преимущественно для монтажа элементов на поверхность. На КП монтируются микросхемы с планарными или иной формы выводами, не требующими для монтажа металлизированных отверстий, различные безвыводные КПМ.
|
|
|
|
|
|
