Печатная плата ДЗ (Отчёт по семинарским занятиям в форме ДЗ)

Содержание.

Условия эксплуатации...................................................................................................2

Влияющие факторы.......................................................................................................2

Элементы и их характеристики....................................................................................5

Компоновочная структура ячеек..................................................................................5

Шаг трассировки............................................................................................................5

Характеристики ПП и метод изготовления.................................................................6

Описание технологического процесса производства печатной платы комбинированным позитивным методом..................................................................10

Литература....................................................................................................................11

Условия эксплуатации.

Согласно стр. 69, табл. 3.1 ^[1], при транспортировке стационарной аппаратуры ПП должна удовлетворять следующим требованиям:

- виброустойчивость;

- удароустойчивость;

- устойчивость к повышенной температуре;

- устойчивость к пониженной температуре.

Влияющие факторы.

Дестабилизирующие факторы, воздействующие на ПП, приведены на стр. 70 - 72, табл. 3.3 ^[1]:

• Вибрации:

• Ускоряемые деградационные процессы в ПП:

  • Механические напряжения, вызывающие деформацию или потерю механической прочности ПП, усталостные изменения ПП (разрушение); нарушение электрических контактов.

• Способы предотвращения влияния негативных воздействующих факторов:

  • Отстройка ПП от резонанса для выхода низшего значения собственной частоты f₀ из спектра частот внешних воздействий:

а) путем выбора длины, ширины и толщины ПП;

б) изменением суммарной массы установленных на ПП ЭРИ;

в) выбором материала основания ПП;

г) выбором способа закрепления сторон ПП в модулях более высокого конструктивного уровня.

• Повышение механической прочности и жесткости ПП:

а) приклеивание ЭРИ к установочным поверхностям;

б) покрытием лаком ПП вместе с ЭРИ;

в) заливкой компаундами;

г) увеличение площади опорных поверхностей;

д) использование материалов с высокими демпфирующими свойствами;

е) демпфирующие покрытия

ж) ребра жесткости, амортизация и т.д.

• Удары, линейное ускорение:

• Ускоряемые деградационные процессы в ПП:

  • Механические напряжения (разрушение ПП).

• Способы предотвращения влияния негативных воздействующих факторов:

  • Повышение механической прочности и жесткости ПП.

• Высокая температура:

• 1. Ускоряемые деградационные процессы в ПП:

• Расширение, размягчение, обезгаживание, деформация ПП: коробление, прогиб, скручивание.

• Способы предотвращения влияния негативных воздействующих факторов:

  • Применение нагревостойких материалов;

  • Выбор минимальных размеров ПП;

  • Выбор материалов ПП с близкими ТКЛР в продольном и поперечном направлении и с медью.

• 2. Ускоряемые деградационные процессы в ПП:

  • Уменьшение электропроводности, нагрузочной способности проводников по току, ухудшение диэлектрических свойств.

• Способы предотвращения влияния негативных воздействующих факторов:

  • Увеличение ширины и толщины проводников;

  • Применение материалов с низкими диэлектрическими потерями.

• 3. Ускоряемые деградационные процессы в ПП:

• Перегрев концевых контактов ПП, увеличение их переходного сопротивления.

• Способы предотвращения влияния негативных воздействующих факторов:

• Выбор гальванического покрытия со стабильными переходными сопротивлениями при нагреве.

• 3. Ускоряемые деградационные процессы в ПП:

• Высыхание и растрескивание защитных покрытий.

• Способы предотвращения влияния негативных воздействующих факторов:

• Выбор покрытия, устойчивого к высокой температуре.

• Низкая температура:

• Ускоряемые деградационные процессы в ПП:

• Уменьшение электропроводности, нагрузочной способности по току, ухудшение диэлектрических свойств вследствие конденсации влаги, деформация, сжатие, хрупкость; электрохимическая коррозия проводников.

• Способы предотвращения влияния негативных воздействующих факторов:

• Увеличение ширины и толщины проводников;

• Выбор материалов ПП, устойчивых к низким температурам.

• Пыль:

• Ускоряемые деградационные процессы в ПП:

• Абразивный износ, в том числе контактов ПП;

• Увеличение емкости проводников в результате увеличения диэлектрической проницаемости материалов ПП;

• Химическое и электрохимическое разрушение ПП совместно с влагой.

• Способы предотвращения влияния негативных воздействующих факторов:

• Герметизация;

• Выбор материала ПП с хорошими диэлектрическими свойствами;

• Увеличение ширины и толщины проводников и расстояния между ними.

Элементы и их характеристики.

Стр. 462 – 489 ^[1]:

№	Тип	Кол-во	Число выводов	Шаг выводов, мм	Установочная площадь, мм2	Общее число выводов
1	SQFP 24x24-184	4	184	0.5	718.24	736
2	SQFP 14x20-120	5	120	0.5	383.04	600
3	201.14-8	6	14	2.5	146.25	84
4	PBGA-169	1	169	1.27	519.84	169
5	0402 резистор	10	2	1	0.9	20
6	1206 конденсатор	3	2	2.8	6.4	6
7	USBA-2J	1	8	2.5	74.5784	8
8	PLS 2-20	1	20	2.54	256.5	20
9	D-SUB DB-25F	1	25	2.8	567.528	25

Характеристики ПП и метод изготовления.

1) Тип ПП – ДПП на диэлектрическом основании (стр. 87, табл. 3.7) ^[1];

2) Уровень модульности – 1 (стр. 87, табл. 3.7) ^[1];

3) Класс точности – 4 (стр. 87, табл. 3.7) ^[1];

4) Конструкторская сложность – средняя (стр. 87, табл. 3.7) ^[1];

5) Метод изготовления – комбинированный позитивный (стр. 87, табл. 3.7) ^[1];

6) Материал основания ПП – СТАП, h = 1 мм (стр. 44, табл. 2.2) ^[1];

7) Конструкция печатного проводника (стр. 87, табл. 3.7) ^[1]:

1 – металлорезист (Sn-Pb), h = 15 мкм; 2 – гальваническая медь, h = 25 мкм; 3 – химическая медь, h = 2 мкм; 4 – медная фольга, h = 18 мкм.

8) Ориентировочная площадь ПП (стр. 90, форм. 3.1) ^[1]:

S_∑ = k_S∑∑ⁿ_i=1 S_yi = 

2∙(4∙718.24+5∙383.04+6∙146.25+1∙519.84+10∙0.9+3∙6.4+74.5784+256.5+567.528) =

=14224.612 мм²,

где S_yi  - установочная площадь i-го ЭРИ;

k_S∑ - коэффициент, зависящий от назначения и условий эксплуатации аппаратуры(k_S∑ = 2);

n – количество ЭРИ.

9) Габариты и площадь печатной платы (стр. 29, табл. 1.3) ^[1]:

Длина – 150 мм; ширина – 110 мм; площадь ПП – 16500 мм².

10) Длина электрических связей (стр. 106, форм. 3.4) ^[1]:

L_св= β(L_x+L_y)n_вывN_м= 0.06150+1101668∙32 = 26052.8 мм,

где β = 0.06 – коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние ширины и шага проводников, эффективности трассировки, форм корпуса ИМС и монтажного поля.

L_x и L_y – габаритные размеры МПП;

n_выв – количество выводов ИМС;

N_м – количество ЭРИ, устанавливаемых на ПП.

11) Число слоев (стр. 106, форм. 3.5 и 3.6) ^[1] и толщина МПП (стр. 107, форм. 3.7) ^[1]:

где n_лог – количество логических (сигнальных) слоев;

η_тр – коэффициент эффективности трассировки (η_тр = 0.95);

l_n – частное от деления шага координатной сетки или основного шага размещения ЭРИ на любое целое число.

12) Ширина проводника (стр. 113, форм. 3.14) ^[1]:

= 0.237 мм,

где I_max = 120 мА – максимально допустимый ток;

U_доп = 0.25 В – допустимое падение напряжение;

l = 30 мм – максимальная длина проводника;

ρ₁ = 1.2∙10^-5 Ом∙мм – удельное объемное сопротивление металлорезиста;

ρ₂ = 1.9∙10^-5 Ом∙мм – удельное объемное сопротивление гальванической меди;

ρ₃ = 2.8∙10^-5 Ом∙мм – удельное объемное сопротивление химической меди;

ρ₄ = 1.72∙10^-5 Ом∙мм – удельное объемное сопротивление медной фольги.

13) Диаметр отверстий (стр. 108, пункт 3.12.1) ^[1]:

d – (|∆d|)_н.о. ≥ d_э + r,