- •«Системы Автоматизированного проектирования» – (CAD) область применения компьютерных технологий
- •Современные промышленные предприятия предусматривают автоматизацию в 2-х направлениях:
- •2. САПР производственного цикла на всех участках производства CAD/CAM- системы
- •Общая структура САПР для разработки и производства электронных систем. Структура САПР предприятия
- •Базовое программное обеспечение для САПР конструктора
- •Уровни внедрения САПР-К на предприятии – определяют уровень развития производства. Большое значение имеет
- •Виды печатных структур
- •Виды печатных плат
- •Гибкие печатные платы:
- •Типы гибких печатных плат:
- •Общие сведения о низкочастотных печатных структурах
- •Виды отверстий
- •Конструкции ПП (ОПП, ДПП, МПП),
- •Достоинства: - высокая трассировочную способность,
- •Вкаком случае проектируются МПП:
- •Технология ПП с металлизацией сквозных отверстий
- •Выбор типа конструкции, конфигурации (формы) и размеров ПП
- •Выбор формы и размера печатной
- •4). Выбор класса точности ПП
- ••ПП 1-2 классов точности - можно изготовить на рядовом оборудовании. Такие ПП с
- •5). Определение размеров и формы контактных площадокДиаметр неметаллизированного монтажного отверстия
- •6). Выбор материала основания ПП
- •10). Выбор конструкционного покрытия ПП
- •Размещение навесных элементов на ПП (компоновка ПП)
- •При размещении навесных элементов на ПП необходимо также учесть ряд
- •7). Трассировка печатных проводников
- •Выбор способа изготовления ПП
- •3.Полуаддитивные – является гибридом первых двух
- •Классы электронной аппаратуры:
- •Бортовая электронная аппаратура
- •11). Разработка конструкторской документации
- •Системы стандартов, необходимые при проектировании радиоэлектронной аппаратуры (РЭА):
- •ГОСТ 2.0-68. Единая система конструкторской документации
- •ТО – тех. описание - описывается фактический состав и принцип действия данной аппаратуры.
- •Чертежная конструкторская документация ЧКД
- •Типы электрических схем Гост 2.705-75 . типы схем:
- •Обязательным сопроводительным документом для схем Э1-Э3 является
- •Нормативные ссылки
- •Производство ПП Изготовление
- •САПР P-CAD 2006
- •Обобщенная структура системы P-CAD
- •Процесс проектирования ПП в САПР PCAD
- •Элемент интегрированной библиотеки
- •Примеры элементов
- •PПриборы, измерительное оборудование
Общие сведения о низкочастотных печатных структурах
Печатная плата - это основание, вырезанное из листового материала (диэлектрика), содержащая (на поверхности или в толще) печатный рисунок, имеющая необходимые отверстия.
Электронные компоненты на ПП соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка, обычно пайкой (или накруткой или склёпкой, или прессованием)
Печатный рисунок – совокупность печатных проводников и контактных площадок
Печатный узел – это печатная плата с механически и электрически соединенными электронными компонентами и с выполненной пайкой.
Виды отверстий
монтажные отверстия (для штыревых выводов навесных элементов)
переходные отверстия - для гальванической связи печатных проводников разных слоев)
крепежные отверстия (для крепления навесных элементов и узла в блоке)
технологические отверстия (используются при изготовлении).
Сторона монтажа ПП – сторона, на которой устанавливаются навесные элементы. Сторона пайки ПП – сторона, на которой выполняется пайка выводов навесных
элементов.
Конструкции ПП (ОПП, ДПП, МПП),
По количеству слоёв проводящего материала ПП делятся на: односторонние
– двусторонние -многослойные (МПП)
1 - ОПП (однослойные) используются для одностороннего монтажа элементов в гладкие (не металлизированные) отверстия.
Весь электрический монтаж осуществляется на одном слое. Для трассировки пересекающихся цепей используются перемычки, выполняемые из медной проволоки.
Достоинства: самая низкая стоимость ПП Недостатки: - Самые большие габаритные размеры
- Надежность ПП и механическая прочность крепления элементов невысока.
Во избежание отслоения печатных проводников все элементы следует монтировать без зазоров между корпусом элементов и ПП.
Применение: бытовой аппаратуре, в любительских макетных конструкциях
2 - ДПП – известны 2 разновидности: без металлизации и с металлизацией сквозных отверстий.
Достоинства: - высокая трассировочную способность,
-высокая плотность монтажа
-невысокая стоимость
Применение: наиболее распространены в производстве РЭ устройств.
3 - МПП – многослойные ПП В многослойных платах внешние слои (а также сквозные отверстия)
используются для установки компонентов, а внутренние слои содержат межсоединения. При изготовлении МПП сначала изготавливаются внутренние слои, которые затем склеиваются через специальные клеящие прокладки (препреги). Далее выполняется прессование, сверление и металлизация переходных отверстий.
Достоинства: МПП теоретически обладают неограниченной трассировочной способностью 8-12.
Недостатки: высокая себестоимости изделия зависит от количества слоев. Увеличение числа слоев связано с проблемами металлизации сквозных отверстий (требуется сложное специализированное оборудование и тонкие технологии).
Вкаком случае проектируются МПП:
1.применение в устройстве BGA-микросхем. (BGA (Ball Grid Array - конструкция корпуса микросхемы с выводами в виде крошечных металлических шариков, расположенных в виде сетки на его нижней поверхности, которые прижимаются к контактным площадкам на печатной плате без применения пайки).
Преимущество - более низкая стоимость изготовления, увеличение быстродействия и уменьшение размеров). Обычно для BGA микросхем необходимо 6 и более слоев, и лишь изредка можно обойтись четырьмя.
2.применение 2-х и более микросхем с количеством ножек более 100
3.высокочастотные печатные платы, особенно если дело касается аналоговых устройств, часто необходимо заливать всю плату (сверху и снизу) полигоном "ЗЕМЛИ", а сигнальные дорожки проводятся по внутренним слоям многослойной печатной платы
4.по верхнему и нижнему слою платы можно провести только сигнальные дорожки, а для цепей "ПИТАНИЯ" и "ЗЕМЛИ" обычно добавляются 2 внутренних слоя
Технология ПП с металлизацией сквозных отверстий
D
h |
диэлектрик |
d1 |
металлизация |
ширина трассы t
Зазор S
d |
шаг сетки |
Рис. 15. Основные параметры низкочастотных печатных структур.
Основные параметры ПП
1.Число слоев платы печатной платы (может быть до 32-х слоев);
2.Форма и размер печатной платы;
3.Толщина диэлектрика h (h/3<d1 < h/2) (для надежной металлизации канала);
4.d – шаг конструкторской сетки (например, 1.25мм или 0.625)
5.Ширина трасс t
6.Ширина зазоров между металлизированными участками на плате S
7.Размер и форма контактных площадок (d1 - диаметр отверстия и D - диаметр контактной площадки и переходного отверстия
4.5.6.7. определяются классом точности печатной платы
Выбор типа конструкции, конфигурации (формы) и размеров ПП
6.1 Выбор типа конструкции ПП (ОПП, ДПП, МПП) осуществляется на основе компромиссного решения, учитывающего:
-требования к габаритам
-ограничения по стоимости
-возможностей конкретного производства ПП
Выбор формы и размера печатной
Рекомендуемая форма ПП – прямоугольник (зависит от конфигурации блоков)
Размер ПП определяется формами и размерами устройства или рассчитывают по формуле:
Sпп=1/К* Si
где |
Sпп – площадь ПП; |
К– коэффициент плотности компоновки зависит от массогабаритных показателей (0,3 ≤ К≤ 0,8);
К→ 0,3 для наземной аппаратуры (1,2 группы) –нет жестких требований к массогабаритным характеристикам изделия
К→ 0,9 для бортовой аппаратуры – жесткие требования к массогабаритным характеристикам
Si – установочная площадь, занимаемая i-тым элементом на ПП с учетом стандартно
сформированных выводов S=D*L D – из справочника
L – по ОСТ4ГО.010.30 – разрешенные варианты
Задавшись размером одной из сторон ПП, которая определяется либо по размеру блока, либо по размеру разъема, определяют размер второй стороны.
Соотношение сторон ограничено соотношением 1:3. |
|
|
Размер сторон |
Кратность сторон |
|
≤100мм |
|
2,5мм |
от 100мм до 350 |
мм |
5мм |
от 359мм до 470 |
мм |
10мм |
4). Выбор класса точности ПП
Он определяет основные параметры элементов ПП (мин. ширина проводников, мин. зазор между элементами проводящего рисунка, размер монтажных и переходных отверстий.
ГОСТ 23.751-86 предусматривает 5 классов точности ПП. Выбор класса точности всегда связан с конкретным производством.
Параметры классов точности:
Параметр |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
t, мм |
0,75 |
0,45 |
0,25 |
0,15 |
0,1 |
S, 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;
S – расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка; b – гарантированный поясок;
f – отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине ПП (данный параметр гарантирует прочность ПП): f=dmin/h, где h – толщина ПП
dmin - диаметр наименьшего из металлизированных отверстий
•ПП 1-2 классов точности - можно изготовить на рядовом оборудовании. Такие ПП с низкими технологическими параметрами предназначены для недорогих устройств с малой плотностью монтажа любительского и макетного уровня единичного и мелкосерийного производства.
•ПП 3-го класса - наиболее распространены, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой – для их производства требуется рядовое, хотя и специализированное оборудование.
•ПП 4-го класса - выпускаются на высокоточном оборудовании, но требования к материалам, оборудованию ниже, чем для 5-го.
•Изготовление ПП 5-го класса требует применения уникального высокоточного оборудования, специальных (как правило, дорогих) материалов, безусадочной фотопленки и создания в производственных помещениях «чистой зоны» с термостатированием. Таким требованиям отвечает далеко не каждое производство.