Конструкторско-технологические параметры печатных плат

Прежде чем приступать к конструированию конкретной печатной платы, необходимо решить ряд конструкторских и технологических вопросов, от которых во многом зависит, какие исходные данные должны вводиться в программу проектирования печатной платы. Часть параметров регламентирована ГОСТ-ами и определяется уровнем производства, при этом большинство параметров ПП устанавливается или рассчитывается для каждого конкретного проекта. Однако некоторые специалисты предпочитают при конструировании печатных плат пользоваться определенным набором усредненных параметров, что заметно упрощает разработку, но не всегда обеспечивает высокие компоновочные характеристики устройства.

Программы P-CAD содержат специальный бинарный файл с расширением .dtp, создаваемый в диалоговом окне Design Technology Parameters. Этот файл является в некотором роде шаблоном, включающим набор конструкторских и технологических параметров, закладываемых перед проектированием ПП. Например, сведения о стеках контактных площадках и переходных отверстий, о допустимых зазорах, структуре слоев ПП, свойствах и классах электрических цепей и т.д. Допустимо формировать данный файл при разработке электрической схемы и дополнять отдельными параметрами в процессе конструирования печатной платы. Такой шаблон может быть использован при создании однотипных печатных плат.

Типы печатных плат:

Двусторонние ПП – без металлизации и с металлизацией переходных отверстий. Допускают монтаж компонентов на поверхности и наиболее распространены в производстве вычислительных и радиоэлектронных устройств.

Многослойные ПП (МПП) отличаются очень высокой трассировочной способностью и плотностью монтажа элементов. Они почти не имеют ограничений по устанавливаемым элементам (микросхемы любой степени интеграции, поверхностно монтируемые элементы и т.д.).

Вариантов изготовления МПП предложено очень много, но практическое применение имеют два (точнее - два с половиной).

Четырехслойные ПП попарного прессования. При изготовлении таких плат используется технология ДПП с металлизацией сквозных отверстий. Эти ПП относительно просты в изготовлении и являются самыми дешевыми из многослойных плат. Они имеют более высокую трассировочную способность по сравнению с аналогичными двухслойными платами, но их монтажная способность ниже, чем у аналогичных ДПП. Это вызвано тем, что на наружных слоях платы находятся контактные площадки отверстий для перехода на смежный и на противоположный слои МПП.

Часто такие платы используются в варианте, когда два слоя отводятся для цепей "земля" и "питание" (в виде сетчатых слоев), а остальные - для трассировки функциональных цепей.

С появлением других приемов изготовления МПП технология попарного прессования стала применяться реже.

Многослойные ПП с металлизацией сквозных отверстий. Имеется две разновидности этих МПП: с внутренними межслойными переходами и без переходов. Фактически это один вариант изготовления, но наличие внутренних переходов с технологической точки зрения можно рассматривать как дополнительную разновидность (что условно можно считать за полтора варианта). Данные платы теоретически обладают неограниченной трассировочной способностью и позволяют монтировать любые элементы с одной или двух сторон.

Посредством чередования экранных и функциональных слоев внутри платы удается получать проводники (цепи) с определенными электрическими параметрами, например с нормированным волновым сопротивлением.

Трассировочная способность МПП (при прочих равных условиях) зависит от количества слоев. В реальных платах от 8 до 12 слоев.

Увеличение числа слоев связано с проблемами металлизации сквозных отверстий (требуется сложное специализированное оборудование и тонкие технологии).

МПП с внутренними межслойными переходами имеют более высокую трассировочную способность по сравнению с МПП без таких переходов (при одинаковой их толщине), что влияет на рост себестоимости изделия. Поэтому применение таких плат оправдано только в случаях, когда количество слоев и соответственно толщина платы по разным причинам не должны превышать заданную величину. Тогда для обеспечения трассировки всех функциональных цепей приходится применять МПП с внутренними межслойными переходами.

Стоимость МПП очень высока и зависит от количества слоев, причем при наличии межслойных переходов она почти в два раза выше, чем без них. Такие платы применяются в быстродействующих устройствах с микросхемами высокой степени интеграции. На практике это микросхемы в корпусах с 64 и более выводами. Принятые границы степени интеграции достаточно условны.

Классы точности ПП

Точность изготовления ПП зависит от комплекса технологических характеристик и с практической точки зрения определяет основные параметры элементов ПП.

В первую очередь это относится к минимальной ширине проводников, минимальному зазору между элементами проводящего рисунка и к ряду др. параметров.

Гост 23.751-86 предусматривает пять классов точности ПП. В КД на ПП должно содержаться указание на соответствующий класс, который обусловлен только уровнем технологического оборудования производства.

Условное обозначение	Номинальное значение основных размеров для класса точности
	1	2	3	4	5
t, мм	0,75	0,45	0,25	0,15	0,1
k, мм	0,75	0,45	0,25	0,15	0,1
b, мм	0,3	0,2	0,1	0,05	0,025
f	0,4	0,4	0,33	0,25	0,2

t – ширина печатного проводника,

k – расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка

b – гарантированный поясок

f – отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине ПП.