ППУМРЭС Бобылкин / 1_9

1.9. Контактные площадки отверстий

Контактные площадки ПП подразделяются на два самостоятельных вида:

• площадки металлизированных и неметаллзированных монтажных и переходных отверстий;

• площадки для установки элементов на поверхность (плоские контактные площадки).

В контактных площадках неметаллизированных отверстий важно обеспечить механическую прочность крепления элементов, поскольку нагрузка воспринимается этими площадками и механическая прочность крепления зависит от прочности сцепления металлической фольги площадки с диэлектриком подложки. Вот почему при конструировании устройств на однослойных ПП необходимо предусматривать мероприятия по снижению нагрузки на контактные площадки и увеличивать прочность сцепления КП с подложкой. В частности, это достигается увеличением размеров площадок. Контактные площадки для неметаллизированных отверстий рекомендуется выполнять площадью не менее (без учета площади отверстия):

• для плат 1-го и 2-го классов точности -2,5 мм²;

• для плат 3-го класса - 1,6 мм².

Для двухслойных и многослойных ПП, где пайка выводов элементов производится в металлизированные отверстия (припой заполняет все отверстие и еще образует выступающие мениски), вопрос прочности крепления элементов менее актуален. Поэтому такие платы могут иметь контактные площадки минимального размера.

У металлизированных отверстий площадки должны быть с двух сторон печатной платы. На внутренних слоях многослойных ПП контактные площадки должны быть у отверстий, электрически связанных с проводящим рисунком данного слоя. Что касается печатных плат 3-5 классов точности, то для переходных отверстий (по согласованию с изготовителем) допускается на внутренних слоях площадки не делать.

Контактные площадки металлизированных отверстий бывают прямоугольной, круглой или близкой к ним формам. Площадки, имеющие специальное назначение например обозначающие первый вывод элемента, могут иметь форму, отличную от остальных. В некоторых случаях их удлиняют в сторону подходящего проводника. Такие площадки, неофициально называемые "слезками", очень желательны в переходных отверстиях, где нужна контактная площадка с минимальным диаметром.

Площадки, к которым подключаются широкие проводники или расположенные в сплошном, либо сетчатом экране, часто выполняются с тепловым барьером. Обычно это типовая контактная площадка металлизированного отверстия, от которой отходит несколько коротких узких проводников (перемычек), подключенных к широкому проводнику или экранному полю. На рис. 1.19 показаны варианты таких площадок.

Программы ACCEL и P-CAD 2000 содержат несколько типовых вариантов подключения металлизированного отверстия к экранному слою (см. рис. 1.20).

При разработке конкретного металлизированного отверстия и его контактной площадки, подключаемой к экранному слою, все параметры площадки, диаметры и ширина перемычки задаются конструктором.

Для металлизированных отверстий точный размер контактной площадки (минимальный размер) можно рассчитать по формуле

D = d + Дd + 2b + 2Тr + 2Дd + Дsk , (1.6)

где D - минимальный размер контактной площадки; d - номинальное значение диаметра металлизированного отверстия; Дd - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия; b - размер гарантированного пояска вокруг металлизированного отверстия (определяется по ГОСТ 23.751-86 в соответствии с классом точности); Тr - глубина подтравливания диэлектрика (для многослойных плат принимается равной 0,03 мм, для остальных равна нулю); Дsk – среднеквадратичный допуск на положение оси отверстия, центра контактной площадки и нижнего предельного отклонения диаметра контактной площадки.

Рис. 1.19

Для контактных площадок, отличных по форме от круглых, расчетный диаметр можно рассматривать как диаметр вписанной окружности с центром, совмещенным с центром отверстия.

Рис. 1.20

Как видно из рис. 1.18, размер контактной площадки зависит от шага трассировки печатной платы, а его числовое значение рассчитывается по формуле

D - Дк + t, (1.7)

где Д - шаг трассировки; к - числа нормального цифрового ряда (1, 2, 3, и т.д.); t - номинальное значение ширины проводника, которое задано ГОСТ 23.751-86 и зависит от класса точности платы.

Размеры контактных площадок, найденные таким образом для каждого класса точности печатных плат, могут применяться вместо расчетных значений, полученных по формуле (1.6) и округленных в сторону увеличения.

В отдельных случаях расчет минимального диаметра контактной площадки может быть выполнен по простейшей формуле

D = d + В, (1.8)

где d - номинальное значение диаметра металлизированного отверстия; В - величина, зависящая от класса точности печатной платы (см. табл. 1.15).

Таблица 1.15

Класс точности	1	2	3	4	5
Значение В	1,5	1,1	0,6	0,4	0,3

Однако данные, полученные при помощи этой формулы, лучше рассматривать как ориентировочные и при необходимости перепроверять.