Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат, страница 5

Двусторонние ПП используются в измерительной технике, системах управления, автоматического регулирования и др. Многосойная печатная плата (МПП) — ПП, состоящая из чередующихся слоев изоляционного материала с проводящими рисунками на двух или более слоях, мело~ которыми выполнены требуемые соединения (рис. 1.2, е). Электрическая связь между проводящими слоями может быть выполнена специальными объемными деталями, печатными элементами или химико-гальванической металлизацией отверстий. Многослойные ПП характеризуются повышенной надежностью и плотностью монтажа, устойчивостью к климатическим и механическим воздействиям, уменьшенными размерами и меньшим числом контактов. Вследствие большой трудоемкости их изготовления, сложности получения высокой точности рисунка и совмещения слоев, высокой стоимости и сложности технологического оборудования, контроля на всех операциях технологического процесса (ТП), низкой ремонтопригодности МПП применяют для уже отработанных конструкций электронно-вычислительной, авиационной и космической аппаратуры.

Гибкая печатная плата (ГПП), гибкий печатный кабель (ГПК) (рис. 1.2, г), гибко-жесткие платы (ГЖП) (рис. 1.2, о) — качественно новые несущие конструкции и системы межсоединений, которые применяются взамен «громоздких» и «тяжелых» жестких ПП, плоских ленточных проводов, жтугов и объемных проводников. Гибкая печатная плата (ГПП) — ПП, имеющая гибкое основание или ПП, использующие гибкий базовый материал.

Гибкая ПП является аналогом жесткой ПП по .расположению печатных проводников, контактных площадок и других элементов печатного монтажа, по размещению ЭРИ (преимущественно бескорпусных и поверхностно-монтируемых компонентов (ПМК)), при этом онв имеет гибкое основание толщиной 0,1...0,5 мм, может изгибаться, работать на перегибы и принимать разную форму. Гибкие ПП применяются в случаях, когда плата в процессе эксплуатации подвергается многократным изгибам, вибрациям или когда ей необходимо придать для работы изогнутую компактную форму (поместить в небольшой объем). При помощи ГПП можно соединять различные элементы ЭА, используя ответвления от общего основания ГПП.

Основным отличием ГПП от жесткой ПП является возможность монтажа в трехмерном пространстве и огибания углов других блоков. Гибкие ПП могут изготавливаться в комбинации с жесткими ПП или с ГПК. Многослойные ГПП не являются аналогом жестких МПП, так как каждый из слоев может быть продолжен в любую сторону и использоваться как ГПК для соединения с другими модулями ЭА. Гибкий печатный кабель (ГПК) имеет тонкое изоляционное основание х~иной до нескольких метров с расположенными параллельно друг другу печатными проводниками, ширина и шаг которых соответствует стандартным соединителям. Толцвяна ГПК составляет 0,06...0,3 мм. Гибко-жесткие платы являются самыми сложными соединительными структурами в ЭА.

Простая ГПЖ имеет один жесткий и один гибкий слой. Глава 1. Оеновиыв хтинаивриетики и ечвпигыл плат Сложные ГПЖ могут иметь 20 и более соединительных наборов-из односторонних и двусторонних ГПП между жесткими внешними ПП. Создание ГПП, ГПК и ГЖП обусловлено: ° необходимостью миниатюризации ЭА; ° диспропорцией между обьемом и массой ЭРИ (бескорпусных и поверхностно-монтируемых компонентов — ПМК), размещаемых на жестких ПП, и объемом и массой жестких ПП; ° необходимостью высокой надежности при реализации уникальных и сложных технических решений: например, в бортовой ЭА, ралдрных системах, в имплантируемых стимуляторах работы сердца, слуховых аппаратах, видеокамерах, фотоаппаратах„т. е. 'где требуется плотная компоновка в трех плоскостях и безотказная работа в жестких условиях окружающей среды.

Проводная печатная плата (ППП) — ПП, на диэлектрическом основании которой размещены отдельные элементы печатного рисунка (контактные площадки, шины земли и питания и др.), а электрические соединения вместо печатных проводников выполнены изолированными проводами диаметром 0,1...0,2 мм. Контактные соединения на ПП могут быть получены пайкой, сваркой нли химико-гальванической металлизацией. Проводные ПП применяют при макетировании, разработке опытных образцов и в мелкосерийном производстве вместо трудоемких в изготовлении МПП, так как эквивалентны по трассировочной способносги 5-, 8- и 11-слойным МПП. Ширина печатного проводника — поперечный размер печатного проводника в любой его точке, видимый в плане (рис.

1.2, б и 1.3). Контактная площадка — часть проводящего рисунка, используемая для соединения токопроводящего рисунка схемы (печатных проводников с металлизацией монтажных отверстий) и для установки и пайки (сварки) ЭРИ (см. рис. 1.3). Контактные площадки монтажных отверстий должны равномерно смачиваться припоем в течение 3...5 с и выдерживать не менее трех (для МПП вЂ” двух) перепаек без расслоения диэлектрика, отслаивания и вздутий. Не допускаются разрывы контактных площадок, так как при этом уменьшаются токонесущая способность проводников и адгезия к диэлектрику.

Кластер — группа контактных площадок для установки и пайки (сварки), например, микросхем. Ширина печатного проводника Рие. 1.3. Печатные проводники и контактные площадки: 1 — печатные проводники; 3 — контактные площддки Каиса(ррпиорские шребоеаяия и характеристики ПП 1.2. Конструиторсние требования и характеристики 11П Конструкторские требования к ПП как к несущей конструкции, на которой смонтированы ЗРИ, определяют: ° механическую прочность ПП в заданных условиях ркспдуатации; ° сохранение характеристик ПП.

ГОСТ 23751 — 86 ПП устанавливает нлгнь классов точности выполнения элементов конструкции (проводников, контактных площадок, отверстий и пр.) и предельных отклонений, наименьшие номинальные размеры которых для узкого места представлены в табл. 1.1. Таблица 1. Ь Наименьшие номинальные ммчеввя есвевныл пвраметвев для классов течюсти ПП Класс точности ПП Условные обозначения элементов печатного монтзжз 4 5 2 3 0,45 ' 0,10 0,75 0,25 0,15 г, мм Я, мм 0,10 0,75 0,45 0,15 0,25 Ь, мм 7=4н О,О25 О,3О 0,20 о,ю 0,05 0,40 0,20 0,40 0,33 0,25 0; -0,03 +0,10 к0,15 дг, мм (без покрытия) Ю,05 к0,03 +0,03 +0,25; -0,20 +О,!5; -О,'10 +0,10 Ог, мм (с покрытием) ть — опп, дпп, мпп (наружный слой) 0,20 0,02 0,10 ., 0,05 0,03 Ть мм — МПП (внутренний слой) 0,05 0,30 0,15 0,10 0,08 Узкое место ПП вЂ” участок ПП, на котором элементы печатного проводящего рисунка и расстояния между ними могут быть выполнены только с минимально допустимыми значениями.

Класс точности ПП указывают в конструкторской документации на ПП. Выбор класса точности всегда связан с конкретным производством, так как он обусловлен уровнем технологического оснащения производства. Ширину проводника г (см. рис. 1.3) рассчитывают и выбирают в зависимости от допустимой токовой нагрузки, свойств токопроводящего материала, температуры окружающей среды при эксплуатации и пр. Края проводников должны быть ровными, проводники — без вздутий, отслоений, разрывов, протравов, пор, крупнозернистости и трещин, так как эти дефекты влияют на сопротивление проводников, плотность тока, волновое сопротивление и скоросп распространения сигналов.

Примечание. г — наименьшая номинальная ширина проводника; о — нвнменъшее номинальное овсстояние между проводниквми; Ь вЂ” минимально допустимея ширина контактной площадки; Н вЂ” номинальное значение диаметра наименьшего метэллизированного отверстия; Н вЂ” толщина ПП; лг — предельное отклонение ширины печатного проводника, контактной площадки, концевого печатного контакта н дрл Т, — позиционный допуск расположейия печатного проводника относительно соседнего элемента проводящего рисунка гй Глава 1. Основные характеристики нечетных нлат Раеонояние (зазар) люкду элементами проводящего рисунка а (например, между проводниками) (см. рис. 1.2), расположенными на наружных или в соседних слоях ПП, зависит от допустимого рабочего напряжения, свойств диэлектрика, условий эксплуатации и связано с помехоустойчивостью, искажением сигналов и короткими замыканиями. Шаг координатной сетки — расстояние между двумя соседними параллельными линиями координатной сетки (рис.

1.4). Ряс. 1.4. Координатная сетка чертежа Координатная сетка — ортогональная сетка, определяющая места расположения соединений ЭРИ с ПП. Узел координатной сетки — пересечение линий координатной сетки. Шаг координатной сетки гарантирует совместимость ПП, изделий электронной техники (ИЭТ), квантовой электроники, электрорадиоэлементов (ЭРЭ), электротехнических изделий, т. е. всех ЭРИ, которые монтируют в узлах координатной сетки на ПП.

Основным шагом координатной сетки до 1 января !998 г. был шаг 2,5 мм; дополнительными — 1,25; 0,625 мм. С 1 января 1998 г. для размещения соединений на ПП основным шагом координатной сетки является шаг 0,50 мм в обоих направлениях. Если координатная сетка с номинальным шагом 0,50 мм не удовлетворяет требованиям конкретной конструкции, то должна применяться координатная сетка с основным шагом 0,05 мм. Для конкретных конструкций, использующих элементную базу с шагом 0,625 мм, допускается применение шага координатной сетки 0,625 мм. Шаг координатной сетки выбирают в соответствии с шагом большинства ЭРИ, устанавливаемых на ПП. Если есть необходимость применить шаг координатной сетки, который отличается от основных шагов, то он должен быть кратным основным шагам.

Предночтительными являются следующие шаги координатной сетки: ° н 0,05 мм, где а= 5, 10, 15, 20,25; ° и 0,50 мм, где н = 1, 2, 5, 6, 10. Даиустимые шаги координатной сетки — дюймовые шаги, которые применяют в конструкции ПП, использующих ЭРИ с шагом, кратным 2,54 мм: ° и. 2,54 мм; ° н. 0,635 мм. За рубежом классификация ПП по точности регламентирует не тольк~ конструктивные параметры, но также и шаг трассировки, что связывает доне»грув»горские»1ребовяяя» я харе»»мрястяяя ПП 27 уровень производства с конструктивными параметрами ПП и шагом расположения выводов ЭРИ (табл.

1.2). Таблвгвг 1.2 Зарубежная классифякаиия ПП ио уровню точности Диаметры монтажных и переходных отверстий, металлизированных и неметаллизированных, должны соответствовать ГОСТ 10317 — 79, который устанавливает следующий ряд: 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4;1,5;1,6;1,7;1,8;2,0;2,1;2,2;2,3;2,4;2,5;2,6;2,7;2,8;3,0мм.