- •Федеральное агентство по культуре и кинематографу рф санкт-петербургский государственный университет кино и телевидения
- •Конструкторско-технологическое проектирование функциональных узлов, расположенных на печатных платах
- •1. Конструкторско-технологическое проектирование пп Основные характеристики пп
- •1.2. Изучение и анализ тз на изделие - анализ назначения, условий эксплуатации и группы жесткости эа, электрической принципиальной схемы и элементной базы.
- •По результатам анализа электрической принципиальной схемы функционального узла (фу) и элементной базы определяют:
- •Площадки металлизированных и неметаллизированных монтажных и переходных отверстий;
- •Площадки для установки элементов на поверхность (плоские контактные площадки).
- •1.3. Выбор типа конструкции блока и варианта конструктивного исполнения модуля 1-го уровня (ячейки)
- •1.4. Выбор метода изготовления пп
- •1.5. Выбор материала основания пп
- •Материал cem-1являются наиболее распространенными материалами для производства односторонних печатных плат.
- •1.6. Разработка компоновочных эскизов и выбор габаритных размеров пп Возможны два варианта выбора типоразмера пп:
- •Минимальный диаметр металлизированного монтажного отверстия:
- •3.2. Получение заготовок пп к заготовительным операциям относятся:
- •3.3. Расчет погрешностей совмещения
- •Расчет погрешности базирования при экспонировании [12]
- •3.4. Технологические процессы сборки фу расположенных на пп
- •3.5. Монтажная пайка
- •3.6. Контроль качества печатных плат
- •Литература
-
Площадки металлизированных и неметаллизированных монтажных и переходных отверстий;
-
Площадки для установки элементов на поверхность (плоские контактные площадки).
Соединение печатного проводника с навесными элементами зависит от геометрии выводов ИЭТ: круглые контактные площадки применяют для штыревых, прямоугольные или квадратные - для планарных или КПМ. Для образования контактной площадки проводник в местах пайки расширяется до диаметра на 2,5...3 мм больше диаметра отверстия. 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 - не менее 1,6 мм2.
Плоские КП - контактные площадки без монтажных отверстий. Они служат преимущественно для монтажа элементов на поверхность. На КП монтируются микросхемы с планарными или иной формы выводами, не требующими для монтажа металлизированных отверстий, различные безвыводные КПМ.
Фактически КП - это те же проводники, только иной формы и размеров, так что на них распространяются все нормы, требования и ограничения, относящиеся к печатным проводникам и зазорам.
Размеры КП зависят от конструктивных размеров, монтируемых на них элементов (от размеров выводов элементов) и от некоторых технологических норм, связанных с пайкой.
1.3. Выбор типа конструкции блока и варианта конструктивного исполнения модуля 1-го уровня (ячейки)
Выбор компоновочной структуры ФУ. Конструкция, масса и габариты ЭА определяются типом используемой элементной базы и способами ее монтажа. Существует два типа установки компонентов:
Тип 1 - монтируемые компоненты установлены только на верхнюю сторону;
Тип 2 - монтируемые компоненты установлены на обе стороны платы.
-
Класс А - только through-hole (монтируемые в отверстия) компоненты.
-
Класс В - только поверхностно монтируемые компоненты (SMD).
-
Класс С - смешанная: монтируемые в отверстия и поверхностно монтируемы компоненты.
-
Класс Х - комплексно-смешанная сборка: through-hole, SMD, fine pitch, BGA.
-
Класс Y - комплексно-смешанная сборка: through-hole, surface mount, Ultra fine pitch, CSP.
-
Класс Z - комплексно-смешанная сборка: through-hole, Ultra fine pitch, COB, Flip Chip, TCP.
Более подробно схемы установки будут рассмотрены далее, в разделе сборки.
Выбор класса точности ПП. ГОСТ 23751—86 устанавливает пять классов точности выполнения элементов конструкции (проводников, контактных площадок, отверстий) и предельных отклонений, наименьшие номинальные размеры которых для узкого места представлены в табл. 16.
Рис. 15. Конструктивные параметры ПП
Таблица 16
Условные обозначения элементов печатного монтажа |
Класс точности ПП. |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
t, мм |
0,75 |
0,45 |
0,25 |
0,15 |
0,10 |
S, мм |
0,75 |
0,45 |
0,25 |
0,15 |
0,10 |
b, мм |
0,30 |
0.20 |
0,10 |
0,05 |
0,025 |
γ = d / H |
0,40 |
0,40 |
0,33 |
0,25 |
0,20 |
∆t, мм (без покрытия) |
±0,15 |
±0,10 |
±0,05 |
±0,03 |
0; -0,03 |
∆t, мм (с покрытием) |
+0,25; -02 |
+0,15 -0,1 |
±0,10 |
±0,05 |
±0,03 |
Tl, мм – ОПП, ДПП, МПП (наружный слой) |
0,20 |
0,10
|
0,05 |
0,03 |
0,02 |
Tl, мм – МПП (внутренний слой) |
0,30 |
0,15 |
0,10 |
0,08 |
0,05 |
Примечание. t - наименьшая номинальная ширина проводника; S — наименьшее номинальное расстояние между проводниками; b — минимально допустимая ширина контактной площадки; d — номинальное значение диаметра наименьшего металлизированного отверстия; Н — толщина ПП; ∆t— предельное отклонение ширины печатного проводника, контактной площадки; Тl — позиционный допуск расположения печатного проводника относительно соседнего элемента проводящего рисунка. |
Выбор класса точности осуществляется по РД 50-708-91 в зависимости от конструктивной сложности, элементной базы, быстродействия, надежности, массогабаритных ограничений, условий эксплуатации, стоимости и др.
Выбор класса точности всегда связан с конкретным производством, так как он обусловлен уровнем технологического оснащения производства. Изготовление печатных плат 5-го класса требует применения уникального высокоточного оборудования, специальных (как правило, дорогих) материалов, безусадочной фотопленки, создания в производственных помещениях «чистой зоны» с термостатированием.
Ширину проводника t рассчитывают и выбирают в зависти от допустимой токовой нагрузки, свойств токопроводящего материала.
Расстояние между элементами проводящего рисунка S зависит от допустимого рабочего напряжения, свойств диэлектрика, условий эксплуатации и связано с помехоустойчивостью, искажением сигналов и короткими замыканиями.