Печатные плиты

Печатный электрический монтаж. Методы изготовления

печатных плат
3.2 Параметры конструкций печатных плат
3.3 Расчет и проектирование печатных плат
3.4 Гибкие печатные шлейфы и гибкие печатные кабели
3.5 Расчет геометрических параметров элементов
конструкции печатных плат
3.6 Элементы расчета электрических параметров
печатных плат
3.7 Методы конструирования печатных плат
3.8 Расчет плотности монтажа печатных плат

О
Г
Л
А
В
Л
Е
Н
И
Е

О ОПП
ФИЛЬМ О ДПП



П Е Ч А Т Н

Ы Е П Л А Т Ы

ПО
РАЗМЕРАМ

ПО
НАЗНАЧЕНИЮ

ПО СПОСОБУ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПО МАТЕРИАЛУ
ОСНОВАНИЯ

КОМБИНИРО-
ВАННЫЙ

ЭЛЕКТРО-
ХИМИЧЕСКИЙ

ХИМИЧЕСКИЙ

АДДИТИВНЫЙ

КОМБИНИРО-
ВАННЫЙ

СТЕКЛО-
ЭПОКСИДНЫЕ

КЕРАМИЧЕСКИЕ

МЕТАЛИЧЕСКИЕ

БОЛЬШИЕ
свыше 500 мм

МАЛЫЕ
до 150 мм

СРЕДНИЕ
150х300 мм

ФУНКЦИОНАЛЬ-
НЫЕ

НЕСУЩИЕ
ОСНОВАНИЯ

КОММУТАЦИОН-
НЫЕ

нанесение на изоляционное основание металлизированного слоя,
эквивалентного обычному монтажному проводнику;
крепление проводников на плате осуществляется за счет
механического сцепления металла с изоляционным основанием.

Особенностью печатного электрического монтажа является

слоев
без соеди-
нения слов
Механическое
соединение
слоев
Последовательное
соединение
слоев
Химико-
гальваническим
методом
Попарное
соединение
слоев
Сквозное
соединение
слоев
П Е Ч А Т Н

Ы Е П Л А Т Ы

3.1. Печатный
электрический
монтаж.
методы
изготовления
ПП

Классификация

Продолжение
Классификации

Методы
изготовления ПП

ОПП ДПП

МПП

ФИЛЬМ О ОПП
ФИЛЬМ О ДПП

МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПП
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ
СЛОЖНЫЕ (РЕДКО
ПРИМЕНЯЮЩИЕСЯ)
ПРОГРЕССИВНЫЕ
СУБТРОПИЧЕСКИЕ
ПРОГРЕССИВНЫЕ
НО РЕДКО
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ
НЕ ОТВЕЧАЮЩИЕ
СОВРЕМЕННЫМ
ТРЕБОВАНИЯМ




Комбиниро-
ванный
Позитивный
Негативный
Гальвано-
химическое
Химическое

травление

Рельефные ПП.

аддитивные

Тканный монтаж

ритм-процесс

Полу-
аддиативный

Поверхностный
проводной
монтаж

Магнетронное
напыление

3.1. Печатный
электрический
монтаж.
методы
изготовления
ПП

Классификация

Продолжение
Классификации

Методы
изготовления ПП

ОПП ДПП

МПП

ФИЛЬМ О ОПП
ФИЛЬМ О ДПП

проводник, переходящий в КП;
2- контактная площадка;

4- монтажное отверстие

СХЕМАТИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ОПП:

СХЕМАТИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДПП:

1 - основание платы; 2 - контактная площадка, переходящая в проводник;
3 – контактная площадка; 4 – проводник; 5 – монтажное отверстие

3.1. Печатный
электрический
монтаж.
методы
изготовления
ПП

Классификация

Продолжение
Классификации

Методы
изготовления ПП

ОПП ДПП

МПП

ФИЛЬМ О ОПП
ФИЛЬМ О ДПП

4 - проводник;
2 – прокладочная стеклоткань; 5

– сквозное металлизированное
3 – контактная площадка отверстие

3.1. Печатный
электрический
монтаж.
методы
изготовления
ПП

Классификация

Продолжение
Классификации

Методы
изготовления ПП

ОПП ДПП

МПП

ФИЛЬМ О ОПП
ФИЛЬМ О ДПП

БАЗОВЫЕ МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОПП - химический

ДПП – комбинированный позитивный

МПП – металлизация сквозных отверстий

I ГЕОМЕТРИЧЕСКИМИ
соединительные проводники и
зазоры между ними

контактные площадки и
зазоры между ними и
соединительными проводниками
технологические, монтажные,
крепежные, металлизированные
отверстия;
посадочные места под ЭРЭ и
электрические соединители,
экраны и вырезы в экранах.

погонное сопротивление и
погонная емкость печатных
проводников на сигнальных
слоях;
коэффициент связи между
печатными проводниками,
определяемый уровнем
взаимных помех

ПАРАМЕТРЫ КОНСТРУКЦИИ ПП

между проводниками;

2 диаметры металлизированных отверстий;

3 ширина зазора между металлизированными

отверстиями и между отверстиями и проводниками;

4 расстояние между сигнальными и потенциальными
слоями, в частности, между слоями питания и земля;

5 шаг сетки и ширина проводников на потенциальных
слоях

6 толщина печатной платы заданной структуры
и ее отклонение от номинала.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ:

3.2 Параметры
конструкций
ПП



Параметры


Геометрические


Класс точности


Электрические
Звенья

и планарные
выводы, а также с безвыводными

ЭРЭ при высокой
насыщенности поверхности ПП навесными элементами.

По плотности проводящего рисунка и точности
изготовления ПП делятся на 5 классов по
ГОСТ 23751-86:

1,2 – для ПП с дискретными ЭРЭ при малой и средней
насыщенности поверхности ПП навесными элементами

3 - для ПП с ИС и МСБ, имеющими штыревые и планарные
выводы, а также с безвыводными ЭРЭ при средней и
высокой насыщенности поверхности ПП навесными
элементами;

3.2 Параметры
конструкций
ПП



Параметры


Геометрические


Класс точности


Электрические
Звенья

КЛАСС ТОЧНОСТИ ПП определяется
значениями основных параметров и предель- ных отклонений элементов конструкции

расположению сигнальных и потенциальных
слоев относительно друг друга.
Основными конструктивными элементами

МПП являются
сигнально – потенциальные звенья

Все параметры конструкции ПП взаимосвязаны.

3.2 Параметры
конструкций
ПП



Параметры


Геометрические


Класс точности


Электрические
Звенья

Электрические параметры определяют:

Потенциальные
слои

Сигнальные
слои

ПУ

ФИЛЬМ о ПП И ПУ


ЗАДАЧИ РЕШАЕМЫЕ ПРОЕКТИРОВЩИКОМ ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ ПП

СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ

трассировка
печатных проводников;
минимизация количества
слое.

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ

линий связи;
расчет паразитных
наводок, параметров.

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ

температурный режим
работы ПП;
выбор теплоотвода.

КОНСТРУКТИВНЫЕ

размещение элементов
на ПП;
посадочные места под
ЭРЭ;
контактирование.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

выбор метода изготовления;
защита.

расстояния между ними;
форма контактных площадок;
число слоев (монтажных плоскостей);

способы перехода из одного слоя в другой;
расположение выводов элементов;
геометрия и координаты незанимаемых зон;
электрическая схема размещаемого на плате
узла.

Исходными данными для решения задачи
проектирования печатного монтажа являются:

3.3 Расчет и
проектирование
ПП


Задачи
проектировщика

Исходные данные

Требования к ПП

Требования к ПУ

ФИЛЬМ о ПП И ПУ

Критерием оптимальности является минимальная
сумма длин всех размещаемых на плате печатных
проводников.

к ПП

Требования к ПУ

ФИЛЬМ о ПП И ПУ














Шаг координатной
сетки

1,25 мм

х

у

0

10

20

0

0

Масштаб 2:1 –
линии сетки через одну

0

УИТС.758726.025
УИТС.425321.005

Сторона пайки

и формовку их видов производить
по вариантам ОСТ4.010.030-81,

либо аналогично им.
Корпуса ЭРЭ размещать параллельно плоскости платы,
параллельно или перпендикулярно друг другу

2 Расстояние между корпусами соседних ЭРЭ выбирать
с учетом теплоотвода, не менее 0,5 мм

4 ЭРЭ на ПП должны располагаться с учетом возможности
их замены

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ ПЕЧАТНОГО УЗЛА:

3.3 Расчет и
проектирование
ПП


Задачи
проектировщика

Исходные данные

Требования к ПП

Требования к ПУ

ФИЛЬМ о ПП И ПУ

2

3
ВАРИАНТЫ УСТАНОВКИ ГПШ

и ГПК

ВАРИАНТ 1
- ГПШ оканчивающийся металлизированными КП с отверстиями

ВАРИАНТ 2
- ГПШ, оканчивающийся металлизированными КП с отверстиями

металлизированными КП:
3,4 ГПШ и ГПК

Варианты
Установки:

1

2

3

1

2

3

на фотошаблонах, так и на заготовках плат и совме-
щение их

друг с другом производится при помощи
фиксирующих элементов.

Безбазовый способ –
способ, при котором базовые отверстия на слоях соз- даются после получения рисунка схемы, а совмещение их друг с другом производится на базовых штырях пресс-формы.

3.5 Расчет
геометрических
параметров
элементов
конструкции
ПП


Способы

Металлизированые
отверстия

Смещение

Проводники
на ПП

Расчет зазоров
для ДПП

1
2

элементов
конструкции
ПП


Способы

Металлизированые
отверстия

Смещение

Проводники
на ПП

Расчет зазоров
для ДПП

1
2

+ (0,02…0,06)
D1min=2(bм + Dmax / 2+ δd+δр)
3.5 Расчет
геометрических

параметров
элементов
конструкции
ПП


Способы

Металлизированые
отверстия

Смещение

Проводники
на ПП

Расчет зазоров
для ДПП

1
2

НА ПП


Минимальная ширина проводника выбирается по ГОСТ 23751-86 в соответствии

с классом точности и методом изготовления

для олово-свинец

3.5 Расчет
геометрических
параметров
элементов
конструкции
ПП


Способы

Металлизированые
отверстия

Смещение

Проводники
на ПП

Расчет зазоров
для ДПП

1
2

Проводники
на ПП

Расчет зазоров
для ДПП

1

2

S1min - минимальный зазор между проводником и КП

РАСЧЕТ ЗАЗОРОВ для ДПП

S2min -минимальное расстояние между двумя проводниками

S3min - минимальное расстояние между двумя КП

S4min - минимальное расстояние между двумя КП
металлизированных отверстий:

между краем платы и металлизированным

отверстием:

S8min - расстояние между краем платы и неметаллизированным
отверстием:

S9min - минимальное расстояние между КП и КП под планарный
вывод:

3.5 Расчет
геометрических
параметров
элементов
конструкции
ПП


Способы

Металлизированые
отверстия

Смещение

Проводники
на ПП

Расчет зазоров
для ДПП

1
2

ФИЛЬМ

в ПП

Конфигурация
проводников

1

2

Сопротивление проводника (мкОм) шириной b (мм) и толщиной h (мкм)

ρ-объемное удельное электрическое сопротивление проводника,
l - длина проводника, мм.

Допустимый ток в проводниках равен

Падение напряжения в печатных проводниках

неравенство:
3.6 Элементы
расчета
электрических
параметров
ПП


U, I, R в ПП

Ширина
проводника

Переменный

ток
в ПП

Конфигурация
проводников

1
2

Сопротивление печатного
проводника на высоких
частотах


3.6 Элементы
расчета
электрических
параметров
ПП


U,

I, R в ПП

Ширина
проводника

Переменный ток
в ПП

Конфигурация
проводников

1
2

L
б) при b1 ≠ b2 L,

М

а - зазор между проводниками, мм;
b – ширина проводника, мм;
h – толщина проводника, мм

КОНФИГУРАЦИИ ПРОВОДНИКОВ

Z0 , при h << b; h << a; b > a:

3.6 Элементы
расчета
электрических
параметров
ПП


U, I, R в ПП

Ширина
проводника

Переменный ток
в ПП

Конфигурация
проводников

1
2

в ПП

Конфигурация
проводников

1

2

ПП включает размещение навесных
элементов на ПП с помощью ЭВМ,

а трассировку проводников
выполняют вручную - I вариант;
II вариант - размещение навесных элементов на ПП
осуществляется вручную, а трассировку проводников
выполняют с помощью ЭВМ.

связанные группы;
2 составляется таблица соединений;
3 производится размещение

навесных элементов
в каждой группе;
4 группа элементов, имеющая наибольшее количество
внешних связей размещается вблизи разъема;
5 группа элементов, имеющая наибольшее число связей
с уже размещенной группой навесных элементов,
размещается рядом;
6 при необходимости производится корректировка в
размещении отдельных навесных элементов или
допустимая замена адресов связи.

Размещение элементов на ПП при ручном методе
осуществляется:

3.7 Методы
конструиро-
вания


Методы

Ручной


Автомати-
зированный

данных;
2 контроль закодированной информации и исправление ошибок;
3 размещение навесных элементов

на плате;
4 трассировку проводников с выдачей списка не разведенных
соединений и эскиза проводящего рисунка платы;
5 ручную доразводку печатных проводников;
6 контроль спроектированного проводящего рисунка платы
на соответствие схеме электрической принципиальной;
7 вывод информации на носители для управления
автоматическими устройствами, предназначенными для
разработки конструкторских документов и управления
технологическими тестовыми автоматами;
8 разработка конструкторских документов с использованием
средств автоматизации и механизации.

3.7 Методы
конструиро-
вания


Методы

Ручной


Автомати-
зированный

≤ 2 - ДПП с ручным и автоматизированным проектированием;
К =

2…2,5 - ДПП с ручным проектированием с шагом сетки 1,25мм;
К = 2,5…3,2 - ДПП сложная с ручным проектированием с шагом
сетки 0,625мм
К = 3,2…3,6 - ДПП очень сложная или простая МПП
К = 3,6…5,5 – МПП со сквозной металлизацией отверстий с шагом
сетки 1,25мм.

3.8 Расчет
плотности
монтажа ПП