1 Топология и чертежи печатных плат

При изготовлении чертежа печатной платы следует руководствоваться требованиями стандарта ГОСТ 2.417-91 ЕСКД. Платы печатные. Правила выполнения чертежей.

При разработке топологии печатных плат решаются связанные между собой задачи:

• схемотехнические - трассировка печатных проводников;

• радиотехнические - расчет паразитных наводок и параметров линий связи;

• теплотехнические - температурный режим работы;

• конструктивные - размещение элементов на печатной плате;

• технологические - выбор метода изготовления.

При этом руководствуются следующими рекомендациями:

• Печатные проводники следует выполнять минимально короткими, а заземляющие проводники следует изготовлять максимально широкими. Проводники наиболее высокочастотных цепей прокладываются в первую очередь и имеют благодаря этому наиболее возможно короткую длину.

• Прокладка рядом проводников входных и выходных цепей нежелательно во избежание паразитных наводок.

• При разбиении схемы на слои следует стремиться к минимизации числа слоев. Это диктуется экономическими соображениями

• Все отверстия платы следует располагать в узлах координатной сетки. На печатной плате должен быть предусмотрен ориентирующий паз или технологические базовые отверстия, необходимые для правильной ориентации платы.

• По краям платы следует предусматривать технологическую зону шириной 1,5-2,0 мм. Размещение установочных и других отверстий, а также печатных проводников в этой зоне не допускается.

Ширину печатных проводников рассчитывают и выбирают в зависимости от допустимой токовой нагрузки, свойств токопроводящего материала, температуры окружаю­щей среды при эксплуатации. Расстояние между элементами проводящего рисунка, расположенными на наружных или в соседних слоях платы, зависит от допустимого рабочего напряжения, свойств диэлектрика, условий эксплуатации и связано с помехоустойчивостью, искажением сиг­налов и вероятностью короткого замыкания.

Для координации элементов печатного рисунка необходима координатная сетка чертежа печатной платы. Координатную сетку в зависимости от способа выполнения документации следует наносить на все поле чертежа или на часть поверхности печатной платы, или рисками по периметру контура печатной платы. Допускается риски наносить по периметру контура печатной платы или на некотором расстоянии от него. За начало отсчета в прямоугольной системе координат на главном виде чертежа печатной платы следует принимать:

• центр крайнего левого или правого нижнего отверстия;

• левый или правый нижний угол печатной платы;

• левую или правую нижнюю точку, образованную линиями построения.

Монтажные и переходные отверстия располагают в узлах пересечений координатной сетки. При этом в качестве основного шага координатной сетки принимают размер 0,5 мм, 1,25 или 2,5 мм в обоих направлениях. При использовании микросхем и элементов с шагом выводов 0,625 мм допускается применение шага координатной сетки 0,625 мм. При использовании микросхем в DIP-корпусе допускается использование шага координатной сетки, кратного 2,54 мм.

Диаметры монтажных и переходных отверстий (металлизированных и неметаллизированных) должны 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.

Монтажные отверстия предназначены для установки электронных компонентов, а переходные отверстия для электрической связи между слоями или сторонами платы.

В табл.Д.1 показана классификация точности изготовления печатных плат. Эта классификация увязана с шагом проектирования и шагом расположения контактов компонентов. Данные по шагам проектирования и шагу выводов связывают точность плат с применяемой компонентной базой, в частности, с типами корпусов интегральных микросхем.

Размеры печатных плат определяют с учетом количества устанавливаемых компонентов, их установочных площадей и шага установки. В общем случае размер выбирают исходя из требований двух направлений - функционального и технологического.

Требования функционального направления в конструктивном плане выражаются плотностью компоновки, зависящей от размеров и количества корпусов микросхем и вида монтажа активных и пассивных связей электрической схемы. Требования технологического направления определяют ограничения типоразмеров с точки зрения технологических возможностей и эффективности производства заготовок, разрешающей способности фотолитографии, механической прочности, возможностей систем автоматизированного проектирования.

Таблица Д.1. Классификация точности изготовления печатных плат.

Класс Ширина проводника и зазоры Шаг проектирования Шаг выводов элементов Наружные слои Внутренние слои Планарные Матричные 0 0.2 1.25 0.625 0.625 2.5 1 0.15 0.625 0.625 0.5 1.25 2 0.1 0.625 1 0.5 1 3 0.075 0.5 1 0.5 1 4 0.05 0.5 0.5 0.25 0.5 5 0.05 0.25 0.25 0.25 0.5

Размеры каждой стороны печатной платы должны быть кратными:

• - 2,5 мм при длине до 100 мм;

• - 5,0 мм при длине свыше 100 до 350 мм; 

• - 10,0 мм при большей длине.

Соотношение сторон печатной платы не может быть более, чем 3:1, а максимальный размер стороны более 470 мм.