Конструирование печатных плат и печатных узлов.

Исходным документом при конструировании печатной платы яв­ляется принципиальная электрическая схема субблока или ТЭЗ. Для одной принципиальной схемы можно построить несколько вариантов топологии печатной платы, т.е. печатного монтажа. Для обеспечения технологичности конструкции печатной платы необходимо установить единые нормы конструирования плат, в первую очередь в отношении конструкции и геометрических размеров и параметров элементов пе­чатного монтажа и их электрических параметров. К таким нормам относятся: ограничение типоразмеров печатных плат; ограничение типоразмеров элементов печатного монтажа (проводников, контакт­ных площадок, отверстий и т. п.); ограничение на размещение элемен­тов печатного монтажа (введение вспомогательной сетки, постоянного рисунка цепей питания и т. п.); фиксация мест подведения определен­ных цепей или ограничение на их проводку; фиксация мест размеще­ния навесных электрорадиоэлементов и др.

К основным нормам конструирования печатных плат относятся следующие. Допуски на длину и ширину плат — по Л 12, шаг основ­ной координатной сетки — 1,25 или 2,5 мм, за начало отсчета коор­динат принимается центр нижнего левого крепежного отверстия платы.

Монтажные отверстия платы размещают в узлах координатной сетки. Монтажные отверстия обязательно металлизируют. Форма и размеры отверстий зависят от диаметра и формы выводов электрора­диоэлементов. Диаметр отверстий, как правило, должен быть больше диаметра вывода электрорадиоэлемента на 0,2—0,3 мм. Такое соот­ношение определяют условия пайки.

Вокруг монтажного отверстия выполняют контактную площадку в виде кольца, диаметр которого должен быть больше диаметра от­верстия (рис. 2).

По плотности размещения печатного монтажа платы принято де­лить на два класса: класс А — платы с нормальной плотностью мон­тажа и класс Б — платы с повышенной плотностью монтажа. Мини­мальная ширина проводников и расстояние между ними определяют плотность монтажа. Эти параметры одинаковы и зависят от метода изготовления: 0,5—0,8 мм — для плат класса А и 0,2—0,4 мм — для плат класса Б. Габаритные размеры плат класса А обычно со­ставляют 240 x360 мм, а плат класса Б — 100 x150 мм. Основные размеры печатных плат в СССР определены ГОСТ 10317—79.

Расстояние между краями соседних отверстий, вырезов, пазов и других элементов платы, полученных механической обработкой, должно быть не менее толщины печатной платы с учетом допусков на изготовление платы. Для снятия заусенцев с краев отверстий в плате перед металлизацией должно быть произведено зенкование. Расстояние между краем любого элемента печатного монтажа, по­лученного механической обработкой (отверстия, выреза, зенковки и т. п.), и краем платы должно быть не менее 0,5 мм с учетом допуска на изготовление. Печатные проводники размещают с двух сторон пла­ты по линиям условной координатной сетки. При этом рекомендуется на одной стороне платы проводники вести параллельно.

Электрическое соединение печатных проводников, расположен­ных на разных сторонах платы, осуществляют с помощью монтажных металлизированных отверстий, которые могут располагаться по всему рабочему полю платы.

Контактные площадки под первый вывод микросхемы должны иметь форму или метку, отличающую их от других контактных пло­щадок. Метка должна быть направлена в наружную от корпуса микросхемы сторону.

Рис. 2. Конструкция печатных плат: a — минимальные размеры между электрорадиоэлементами, б — со­единение печатных проводников при пересечениях, в — соединение печатных схем, расположенных на разных сторонах платы, г — оформление контактной площадки (место пайки выводов навесных электрорадиоэлементов); 1 — ключ, 2 — соединительный провод, 3 —. плата, 4 — печатный проводник, 5 — переходной пистон.

Основные требования и методы конструирования печатных плат изложены в ГОСТ 23751—79.

При конструирования ТЭЗ (печатного узла) все навесные электрорадиоэлементы и микросхемы необходимо располагать с одной стороны платы в определенном порядке по принятой координатной сетке. Выполнение этого требования позволяет применять механизи­рованную или автоматизированную установку электрорадиоэлементов и микросхем на печатную плату, т. е. использовать одно из главных производственных преимуществ печатного монтажа.

Установка и крепление электрорадиоэлементов и микросхем на печатных платах должны обеспечивать нормальную работу ТЭЗ (пе­чатного узла) в соответствии с требованиями эксплуатации на РЭА.

Установка и крепление электрорадиоэлементов и микросхем на печатных платах должны обеспечивать, как правило, доступ к любому электрорадиоэлементу или микросхеме и возможность их замены.

Расположение электрорадиоэлементов и микросхем на печатной плате определяется разметкой металлизированных монтажных отвер­стий и контактных площадок, центры которых расположены в узлах условной координатной сетки.

Выбор шага установки электрорадиоэлементов и микросхем на печатной плате определяется конструктивными параметрами корпуса электрорадиоэлемента или микросхемы, сложностью принципиальной электрической схемы ТЭЗ, геометрическими размерами печатной платы и плотностью установки навесных электрорадиоэлементов на плате, температурным режимом ТЭЗ, методом разработки рисунка печатного монтажа (топологии) — ручного или машинного.