18.1 Конструирование печатных плат. Отверстия в печатных платах. Контактные площадки и проводники печатных плат.

Печатная плата (ПП) – это диэлектрическое основание, имеющее необходимые отверстия и проводящий рисунок плоских проводников и контактных площадок, обеспечивающий соединение компонентов – ИС, ЭРЭ – в соответствии со схемой электрической принципиальной. Достоинства ПП по сравнению с проводным монтажом:

увеличивается плотность монтажа соединений и возможности миниатюризации аппаратуры; можно получить печатные проводники, экранирующие поверхности и некоторые ЭРЭ в одном технологическом цикле; гарантированная стабильность и повторяемость электрических характеристик проводников; повышенная стойкость к климатическим и механическим воздействиям; широкая унификация и стандартизация конструкторских и технологических решений; повышенная надёжность изделий; возможность комплексной автоматизации проектно конструкторских, монтажно-сборочных и контрольно-регулировочных работ; снижение трудоёмкости, материалоёмкости и себестоимости.

Недостатки: сложно внести изменения, ограничена ремонтопригод-ность.

Классификация ПП: по виду оснований – металлическое основание (низкоуглеродистая сталь, алюминий и его сплавы, Fe-Ni-сплавы, титан и его сплавы, медь и её сплавы), диэлектрическое основание (стеклопластик, полиимидные плёнки, фторопласт, керамика, картон);

по количеству слоёв: ОПП, ДПП и МПП (эти с и без межслойных соединений);

по технологическому способу получения проводников:

*травление фольгированного диэлектрика (субстрактивный): химический, комбинированный позитивный;

*напыление в вакууме;

*вжигание пасты;

*селективное осаждение меди (аддитивный метод).

ОПП просты по конструкции, дёшевы в изготовлении. Они могут быть с металлизацией отверстий и без неё. Иногда отверстия зенкуют.

ДПП имеют более надёжные контакты, большую плотность печатного монтажа, относительно высокую трудоёмкость в изготовлении. ДПП могут иметь дополнительный монтаж: часть соединений – изолированными проводами. МПП позволяет увеличить плотность монтажа путём добавления слоёв без заметного увеличения габаритов. Внутри можно размещать экранирующие слои. МПП без межслойных соединений бывают: с выступающими выводами, с открытыми контактными площадками, с межслойными соединительными деталями. МПП с межслойными соединениями бывают: с послойным наращиванием рисунка, попарное прессование, со сквозными металлизированными отверстиями, с металлизированными отверстиями и внутрисхемными переходами.

Электрические параметры ПП: сопротивление печатных проводников, их допустимая токовая нагрузка (зависит от способа получения меди, для фольги – до 250 А/мм2, для гальванической меди – до 100), допустимое напряжение между элементами проводящего рисунка, индуктивность и ёмкость проводников.

Констр. пар-тры прописаны в ГОСТах: разм. платы, элементов печатн.монтажа, позиционные допуски расположения конст. элементов.

Размеры ПП выбирать поменьше, учитывая соотношение сторон и типоразмеры базовых конструкций. Чем меньше плата, тем: проще технологическое оборудование, меньше брака, больше допустимая плотность проводящего рисунка, тоньше можно сделать проводники, меньше трудоёмкость изготовления, меньше коробление, деформации, лучше теплоотвод от середины; но больше переходных контактов и соединителей, труднее сборка, больше надо крепёжной арматуры. Размер ПП выбирать не больше 470 мм. Соотношения сторон: 1:1, 2:1, 3:2, 5:2. Толщину – из ряда в ГОСТе (0,8_1,0_1,5…)

Ширина печатных проводников, зазоров между ними и другие характеристики конструктивных элементов печатного рисунка зависит от требований к электропараметрам, надёжности платы, технологии. Установлено 5 классов точности для выполнения размеров конструктивных элементов ПП: ширина проводника, расстояние между центрами проводников, ширина пояска контактной площадки и т. д. Чем выше класс, тем меньше размеры.

Отверстия на ПП бывают крепёжные, монтажные и переходные. Центры д.б. в узлах координатной сетки. Если есть многовыводной компонент, то в узел сетки надо поместить хотя бы 1 его вывод. Диаметры отверстий ГОСТированы.