3. Конструирование печатных плат

В курсовой работе основную трудоемкость составляет разработка печатной платы (ячейки) [1.9, 1.14].

Разработка конструкции печатной платы имеет следующие основные этапы:

• изучение технического задания на изделие (печатный узел, блок), в состав которого входит конструируемая плата;

• выбор или обоснование типа печатной платы;

• выбор или обоснование класса точности;

• выбор габаритных размеров и конфигурации печатной платы;

• выбор материала основания печатной платы;

• размещение навесных элементов на печатной плате;

• трассировка навесных элементов на печатной плате;

• трассировка проводников, размещение элементов проводящего рисунка на печатной плате, проверочные расчеты;

• разработка конструкторской документации (деталировка, сборочный чертеж, слои печатной платы, перечень элементов и т.д.).

На основании требований ТЗ на изделие, в состав которого входит проектируемая печатная плата, определяют условия эксплуатации, хранения и транспортирования. В зависимости от условий эксплуатации определяют группу жесткости по ГОСТ 23752, обуславливающую соответствующие требования к конструкции платы, к используемому материалу основания, проводящему рисунку и необходимости применения дополнительной защиты от климатических, механических и других воздействий. Рассмотрим основные этапы конструирования печатной платы.

3.1. Выбор или обоснование типа печатной платы

По конструкции печатные платы с жестким и гибким основанием делятся [1.14] на типы: односторонние, двусторонние и многослойные. При выборе типа печатной платы для разрабатываемой конструкции печатного узла (блока) следует учитывать технико-экономические показатели:

• возможность выполнения всех коммутационных соединений;

• технико-экономические показатели;

• стоимость основного материала;

• возможность автоматизации процессов изготовления, контроля и диагностики, установки ИЭТ (изделия электронной техники).

Ориентировочное изменение трудоемкости изготовления 1дм² площади печатной платы в крупносерийном производстве в зависимости от ее типа и класса точности приведено на рис 3.2. и 3.3.

Рис. 3.1. Ориентировочное изменение трудоемкости изготовления 1 дм2 площади печатной платы в крупносерийном производстве в зависимости от типа: 1 – ОПП; 2 – ДПП; 3 – МПП.

Рис. 3.2. Ориентировочное изменение трудоемкости изготовления 1 дм2 площади печатной платы в крупносерийном производстве в зависимости от ее класса точности: 1 – ОПП; 2 – ДПП.

Двусторонние печатные платы (ДПП) без металлизированных контактных и переходных отверстий характеризуются: возможностью обеспечить высокие требования к точности выполнения проводящего рисунка; высокими коммутационными свойствами; использованием объемных металлических элементов конструкции (арматура переходов по ГОСТ 22318-77, отрезки проволоки, припой и т.п.) для соединения элементов проводящего рисунка, расположенных на противоположных сторонах платы; низкой стоимостью конструкции. Поперечный разрез конструкции приведен на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Двусторонняя печатная плата: Н_п.с – общая суммарная толщина печатной платы; h_п – толщина химикогальванического покрытия; h – толщина проводящего рисунка; L – расстояние между центрами (осями) отверстий; Н_п – толщина печатной платы; Н_М – толщина основания печатной платы; h­_ф – толщина фольги; b – гарантийный поясок; D – диаметр контактной площадки; d – диаметр отверстия; S – расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка; t – ширина печатного проводника; Q – расстояние от края печатной платы, выреза до элементов проводящего рисунка.

Двусторонние печатные платы с металлизированными монтажными и переходными отверстиями характеризуется: высокими коммутационными свойствами; повышенной прочностью соединения вывода навесного элемента с проводящим рисунком платы; относительно высокой стоимостью конструкции.