Проектирование функциональных ячеек на печатных платах (780298), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Медь имеет высокую злехтропроводность, но подвержена коррозии и поэтому требует защитного покрытия. Лучшие характеристики имеют проводники из серебра, однако они дороги. Достоинства последних двух методою значительная зкономия меди, которая станошпся все более дефиципюй, более простой технологический цикл изготовления ПП, возможность большего числа перепаек выводов ЭРЭ, получение более узких проводников до 50 мкм и расстояний между проводниками до 75 мкм, что обеспечнваег более высокую плотность компоновки ФЯ на ПП. Недостатком этих методов является большая трудоемкость операций по подготовке поверхности заготовок для нанесения химического покрытия. Приведбнные вьппе методы в настоящее время нашли самое широкое применение как у нас в стране, так и за рубежом.
4. Ко ванный мета . Он основан на изготовлении ПП из фольгированных материалов. При этом печатные проводники ппаучнот путем травления фольгированного диэлектрика, после чего производят металлизацию отверстий элекгрохимическим способом. В зависимости от того, на каком этапе осуществляется травление (до металлизации отверстий или после металлизацни), различают соатветсгвенно негативный или позитивный методы изготовления ПП.
Позитивный метод более перспективен, чем негативный, тал как исключается возможность срыва контактных площадок при сверлении отверстий, не требуется специальная оснастка для проведения металлнзации отверстий, улучшаются электрические характеристики ПП из-за уменьшения вредного влияния химических реактивов на диэлектрическое основание и на адгезию фольги с основанием. Разрешающая способность метода до О,1 мм.
Выбор метода изготовления ПП производится на этапе эскизного проектирования„на котором определяется количество проводящих слоев, габаритные размеры, плотность монтажа. При этом следует также учитывать электрические параметры схемы (паразнтные связи, токонесущую способность проводников и тд.), условия эксплуатации (климатические и механиче- ские воздействия), технологические возможности конкретного завода — изготовителя и экономические факторы. 3. МАТЕРИАЛЫ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Для изготовления ПП применяются фольгированные и нефольгированные листовые диэлектрики. Марки некоторьгх материалов печатных плат приведены в табл. 3.1. В табл. 3.2 приведены основные физические характеристики этих материалов.
Таблица 3.2 -11- В зависимости от назначения ПП и объекта установки ФЯ в качестве изоляционного материала выбирают гетинакс или стекло текстолит. Гетинакс рекомендуется использовать для аппаратуры, работающей при нормальной влажности окруяспощей среды, незначительном диапазоне рабочей температуры и невысоких механических нагрузках, в основном для бытовой аппаратуры, Стеклотекстолит обладает повышенными эксплуатационными н электрическими характеристиками, и поэтому рекомен-' дуется к применению в ответственной аппаратуре, с более жесткими условиями эксплуатации. Для работ в условиях более высоких температур рекомендуется применять стеклотекстолит марки СФПН, СФ-1Н или СФ2Н, позволяющих работу при температуре'до +180'С в течение времени до 100ч. Дяя расширения возможности применения новых химических реактивов в технологическом процессе изгстовлениа ПП следует использовать гальванпстойкие стеклотекстайиты марок СФ-1-35 Г нли СФ-1-50 Г.
В качестве проводников применяется медная фолыв, нанесенная 'нл одну (ОПП) или две (~9?Щ стороны изоляционного материала нли наращиваемая на одну; или обе стороны дизлеихрнка медные слои в процессе изготовления ПП. Материалы с,бальшой толп1иной фольги позволяют пропускать по проводникам большие токи при той же ширине проводника. : Прн выборе материала ПЦ следует также учитыватьь — при увеличении температуры сннжаегся алгезия фольги и диэлектрика, удельное электрическое сопротивление возрастает на 3...4 порядка при нагреве до 200'С,, зйб при,повцшеннн температуры изменяется по сложному закону. Максимум гйб находится и диапазоне температур 20...+40'С; при температуре +60...+120'С значение 188 минимально; при дальнейшем возрастании температуры происходит значителъный рост диэлектрических потерь; — повышенная влажность сильно влияет на диэлектрические параметры дизлектриков: сопротивление изоляции у гетинакса может снижаться на 5 порядков; у стеклотекстолита на 1...2 порядка; гбб на частоте 10~Гц (95% при+40'С) для гетинакса возрастает по линейному закону, а у стеклотекстолита лослц 30 суток пребывания во влажной среде не превышает 0,05; — влияние температуры цяйки на плату проявляегся также в нарушении слоя фолыи, отслаивании, вспучивании фольги, Это влияние очень сильно зависцт также от времени пайки.
Дяя гетинакса температура пайки не должна превышать 240'С в.течение 5 с, а для стеклагекстолитв может быль увеличена до 270'С в тече'ние 20 с. механическая прочность гетинакса значительно ниже прочности стеклотекстолит» (см. табл. 3.3). Поэтому при прочих равных условиях для одной и той же функциональной ячейки плата из гетинакса будет значительно толще и тяжелее, чем плата нз.стекл тексголита. Механические характеристики материалов ПН Таблица 3.3 4. АЛГОРИТМ РАЗРАБОТКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЯЧЕЙКИ Для разрабетки конструкции печатной платы н функ- циональной ичейки должно быть задано: — схема злектрическая принципиальная и перечень элементов на функциональную ячейку; — тапзическое задание на разработку функциональной ячей- ки; — иногда конструктору предоставляют действующий макет функциональной ячейки. Разработка конструкций ПП н ФЯ производится в следующей последовательности: — анализ ТЗ, принципиальной электрической схеыы, перечня элементов и выбор числа слоев платы; — подбор элементов из справочников и нормалей, и определение их установочных площадей; — расчет плопвди ПП, выбор формы и размеров сторон ПП; — компоновка радиоэлементов на плате и разработка соединений (трассировка) с учетом конструкторско-технологических требований и ограничений; — контроль трассировки печатной платы; — разработка конструкторской документации на ФЯ.
5. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ При анализе технического задания конструктор рассматривает диапазон температуры окружающей средыэ наличие термоударов и нх длительносп, рассчитывает нли опрсделжт экспериментально на макете потребляемую мощносп и вероятную возможность нагрева элементов схемы, влажность, давление или разрежение, механические воздействия, надежность, срок службы, условия производства и эксплуатации, возможность и необходимость ремонта. Раэрабатываются предварительные параметры конструкции изделия: масса, плопюсть компоновки, габаритных размеров и др. При анализе принципиальной схемы и перечня элементов конструктор по паспортам на элементы и справочникам находит злектрнчаские и эксплуатационные хараагеристикн, массу, габ»- рнтные размеры н сравнивает их.
с характешютнкамн, заданными в ТЗ.' В случае, если требования ТЗ оказываются вылю возможности подобранных элементов, разрабатываются рекомецдщии по их замене на другие с улучшенными характеристиками. - 14- Сложная электрическая схема разбивается на отдельные ~асти с~г~асн~ логике преобразовали~ сигнала, каждая из этих частей размещена на отдельной плате. При этом желателыю, чтобы все эти платы были бы одного размера. При анализе принципиальной схемы выделяются элементы, имеющие большие мощности рассеивания, массу и габаритные размеры, элементы критичные к помехонесулшм полям или сами излучающие эти поля. Эти элементы"будут установлены на металлические шасси, радиаторы или помещены в экраны. Остальные элементы рекомендуется устанавливать на печатные платы.
После этого электрические.схемы преобразуются таким образом, чтобы исключить пересечения проводников. Если зто не удастся сделать, то койструктор принимает одно из двух решений: вводит перемычки в местах пересечений из расчета не более 5% от числа проводников, илн переходит к двухсторонним печатным платам. В тех случаях, когда н второй проводящий слой не позволяет исключить пересечения проводников, применяются многослойные печатные платы (МПП). ' Однако наиболее экономически целесообразным являются односторонние печатные платы, более дорогими — двухсторонние и самыми дорогими МПП, причем с увеличением числа слоев стоимость МПП возрастает.
б. ВЫБОР ЭЛЕКТРОРАДИОЭЛЕМЕНТОВ И СПОСОБЫ ИХ УСТАНОВКИ НА ПЕЧАТНУЮ ПЛАТУ Выбор электрорадиозлементов, устанавливаемых на ПП, производится по ОСТ 4.010.030-81, справочникам илн по литературе 121 с учетом нх номиналов, указанных в перечне элементов, в соответствии с характеристшами внешних воздействий, заданных в ТЗ, и конструкторско-технологическими требованиями и ограничениями по массе, габаритным размерам и способом крепления к плате: — ЭРЭ должны иметь по возможности наименьшие габариты и массу; — ЭРЭ МаССОй бОЛЕЕ 20Г КРЕПятея СПЕцнаЛЬНЫМИ дЕРжатЕЛЯ- ми, выбираемыми по нормам [1Ц, элементы массой свыше 60г применять не рекомендуется.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
