Проектиране и изчисляване на печатни платки 1, 3, 4

Задачата на проектиране на печатни платки.

плоскости електронна схема се използват в почти всички нива на структурната йерархия: на нула - като основа на хибридни схеми и mikrosbo скала на първа и последваща - всички елементи като база, механично и електрически комбиниращи включени в електрически-тират схематична диаграма на електрониката и нейните възли. При разработването на дизайна на PCB разглежда следните взаимосвързани задачи:

shemotehnicheskie - Трейс печатни проводници, минимизиране слоеве и др.;

радио - изчисляването на лъжлива намеса, параметрите на комуникационни линии и др.;

топлотехнично - PP работна температура, радиатори;

конструктивен - поставяне на предмети върху PP, свързвате и др.;

технология - изборът на метода на производство, опазване и така нататък.

Основните правила за проектиране печатни платки.

Максимален размер на ръка PP не трябва да надвишава 500 мм. Това ограничение се определя от изискванията на здравина и плътност опаковка.

Съотношение на PP за опростяване на оформление блокове и обединение ПП препоръчва размери са: 1: 1, 2: 1, 3: 1, 4: 1, 3: 2, 5: 2 и т.н.

Избор PP материал, своя производствен метод, клас монтаж плътност трябва да се извършва на етапа на идейния проект, тъй като тези признаци, които определят много електрически параметри на устройството ..

Когато разделянето схема на пластове трябва да се стреми да сведе до минимум броя на слоевете. Това е продиктувано от икономически съображения.

По краищата на дъската трябва да предоставят на технологичното ширината мм зона 1.5-2.0. Не се допуска Поставянето инсталация и други отвори, както и печатни проводници в тази област.

Всички дупки трябва да бъдат разположени в възлите на мрежата. В краен случай, ако първият извод на чипа трябва да се намира в възел на мрежата.

Платка трябва да се осигури за ориентиране жлеб (нарязани или ляво) или основни технологични отвори, необходими за борда правилна ориентация.

Печатни проводници трябва да се извършват къси минимално.

Уплътнения проводници в близост до входните и изходните вериги, с цел да се избегне нежелателно паразитни прослушване.

Проводници от най-висока честота вериги са изложени на първо място и по този начин са най-вероятно за кратко дължина.

Заземителните проводници трябва да са толкова големи, колкото е възможно да се произвеждат.

Дизайн разполага PP.

Ширината на печатни проводници са изчислени и избира в зависимост от ampacity, проводимите свойства на материала, температурата на околната среда, точка на кипене по време на работа. Краищата на проводниците трябва да бъдат гладки Интернет проводници без мехури, по-разлистване, сълзи, байц, пори, пукнатини и груби зърна, тъй като тези дефекти влияят на устойчивостта на проводниците, плътност на тока характеристика съпротивление и сигнал скорост на размножаване.

Разстоянието между проводими модел елементи, разположени на външната или на съседни слоеве ПХБ зависи от допустимото работно напрежение, диелектрични свойства, работни условия и е свързана с имунитет, изкривяване SIG улов и къси съединения.

Решетката, необходимо за изготвяне PP-координационни елементи ченгета печат модел. На решетката-те кръстовища са разположени Mon, монтажа и ВИАС. Основният етап координатна солна размер на окото от 0,5 mm, приети в двете посоки. Ако тази стъпка не отговаря на изискванията на определен етап проектиране може да се използва, равна на 0.05 мм. При използване на схеми и елементи 0.625 mm олово смола се оставя да се използват терена мрежа от 0,625 mm. При използване на чипове Zara tachometric производство с разстоянията между терминалите направи инч система на толерантност etsya използване решетка стъпка кратно на 2.54 мм.

Диаметрите на монтаж и ВИАС (метализирана и не-метализирани) трябва да бъдат избрани от редица 0.4; 0,5; 0.6; 0.7; 0.8; 0.9; 1.0; 1.1; 1.2; U; 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; 3.0. Монтаж целия дупки, предназначени за монтиране на чипове и ERE и ВИАС за електрически връзки между слоеве или страни на печатната платка.

Размери PP, освен ако изрично е посочено в TK, се определя от броя на инсталираните елементи, техният монтаж пространство, етапът на инсталация, монтаж на съединителя и т.н. Съотношението на линейните размери на страните PP зони трябва да бъде не повече от 3 :. 1.

PP кривина (цилиндрична или сферична кривина база ЛИЗАЦИЯ) може да възникне в резултат на излагане на висока температура и влажност. PP допустимо стойност огъване дължина от 100 mm за СРЕ и DPP 1.5 mm; МРР - 2.0 мм.

Допустимото плътност на тока на Нак, DPP и външния слой МРР - 20 A / mm 2; за вътрешните слоеве на МРР - 15 A / mm 2 допустимо работещи на напрежение е между проводими елементи модел разположени в съседните слоеве на ко-PP и GIC зависи от основния материал на печатната платка и не трябва да надвишава стойностите, посочени в таблицата в ляво.

Допустимото работното напрежение между проводими елементи ри-sunka разположени върху външния слой от РР, зависими Ba-vanija PP материал, условия на работа, и не трябва да надвишава следните znĂ-cheny (вж. В таблицата по-долу).

Захранващото напрежение, V

Класове на точност на стр.

Вътрешен стандарт ГОСТ 23751-86 осигурява пет класа на точност (модел плътност) PP (вж. Таблица). клас подбор определя от нивото на точност оснастяване постигнати в производството. Дискът трябва да съдържа указания за необходимата точност клас ПП.

Дъски от първи и втори класове на точност са лесни за производство, евтини, не изисква за производството му оборудване с високи технически показатели, но не са с висока производителност и следа оформление плътност.

Тя е необходима специална висока точност оборудване, специални материали, които не са се свие филм за производство на photomasks, чистота в помещенията, включително създаването на "чисти" райони (ограничаване) с климатик и поддържането на стабилни температура и влажност за производство на четвърти и пети клас дъските. Технологични режими на фотохимичен и електро-химични процеси трябва да се поддържат с висока точност.

Масовото производство на дънни платки усвоили третокласен насипно състояние на местни предприятия, тъй като тя отнема един обикновен, макар и специализирани технически изисквания за материали и технологии не са прекалено високи, за да ги направят.

Чуждестранните стандарти, определени друга класификация точност PP. Тази класификация е свързана с проектиране и стъпка-стъпка компоненти контакт местоположение. В таблицата се вижда, че елементите на модела за печат се нормализират и само на ширината на пропуските на проводника. Що се отнася до точността, изглежда, че плащането на брутния точността на нула клас превъзходно да се качат на вътрешното маса на третия клас. Данните за стъпките на проектиране и да се свържете стъпка Заключения на дъски за точност, използвани компонент база, по-специално, от вида на случаите, IM.

PCB размер.

Като цяло, различните ПП избрани въз основа на изискванията на двете посоки - функционално и технологично агенцията.

Функционално направление Изисквания в конструктивните условия, изразени оформление плътност, която зависи от размера и броя и вида на IC пакети Пон Тъжа активни и пасивни връзки електрическа верига. Технологични изисквания, определени посока, ограничават една оградена размери от гледна точка на технологичните възможности и ефективност на производствените детайли, позволете-ING способността на фотолитография, механични възможности якост на системи за автоматизирано проектиране.

Изискванията по отношение на размера на ПП регулира от местни и чуждестранни стандарти, най-често срещаните от които са всъщност стават международни. Вътрешен стандарт ГОСТ 10317-79 установява на следните изисквания по отношение на размера на печатни платки:

Един ограничаване страна размер на не повече от 470 mm;

2 размери на страните трябва да бъдат кратни:

• 2,5 мм при дължина на едната страна на не повече от 100 mm;

• 5,0 мм при дължина на едната страна на не повече от 350 mm;

• 10,0 mm с дължина на страната 350 mm;

3 съотношение по-малко от 3: 1;

4 решетка смола трябва да бъде 0.5 mm, или 1.25 до 2.5 mm.

Като цяло, монтаж и размери връзка PP обикновено координирано с конкретна система дизайн база носител (ВОС). Има много системи БНК, и те включват всички правоъгълни карти от всички видове и размери. Само в изключителни случаи, които са обосновани от техническа разрешава отклонение от правоъгълната форма, адаптиране към специфичните условия на инсталирането и експлоатацията на функционалния блок.

IEC 297 стандарт е известен като 19-инчов, размерът на ширината на предния панел на основния модул на второто ниво. Геометричните размери на платката в стандарта са хибридни метрични и инчови размери. Основен размер на ПХБ е 100x100 мм. Размерът на регулиране нарастване единица е 1.75 "= 44.45 mm. Тази стойност е кратна на височината на предния панел на устройството. Стойността на този множество е включено в определението на ПП, въпреки че повечето от този размер на дъската там. Единица размер увеличение в дължина (дълбочина) на 60 мм. множество от ширината на предния панел единица е 0.2 "= 5.08 mm.

Има вътрешен стандарт ГОСТ 28601.3-90, където редица размери на плоскости и други строителни елементи модули CEA напълно съответства на IEC 297. Четири размери на съвети на тази серия формират серия от единен стандарт проектира UGC-2 и получил във вътрешното практика, наречена "euroboards". При тези дъски също идват всички БНК на други компоненти.

Маркиране на ПП е разделена на задължителна и по избор. Да се ​​постави етикет PP наименование се отнася до ГОСТ 2.201-80 ( "десетично число") или някакъв условен код номер, дата производство и номер на версията на маската, както и технологични маркери въведени в борда на производителя photomask. Допълнителни маркировка се състои маркировка или серийни номера на картата партийни книжки, маркиране на контурите на обектите за монтаж и съставни тагове, както и друга информация, която служи за по-лесна инсталация, настройка и работа на модула.

Част маркиране могат да бъдат формирани чрез гравиране едновременно с проводници, но че на борда трябва да бъде свободно пространство. Когато изпълнението на проекта с помощта на CAD марка, офорт се извършва в слоевете на проводници, като се има предвид състоянието на схеми, които нямат свързани компоненти, CAD и произвежда съобщения за грешки. Въпреки това, такъв етикет се използва за обозначаване на броя на ПП за рисуване или шифър, така че масовото производство може да се идентифицира на борда, идващи от операциите по обработка на химически, когато няма други маркировки. Височината на маркировъчните знаци да бъде не по-малко от 2,5 мм.

Недостигът на свободно място на платката не се намесва извърши маркиране офсетов печат методи (setkografii, ситопечат и др.) Маркировка само не трябва да падне върху спойки.

Проектиране на модел проводници PP.

В областта на проектиране на контактните подложки на печатни платки (познаване) е свързан с необходимостта да се осигури предварително определена плътност възел, което предполага минимизиране познаване топология. В същото време, дизайнът трябва да позволява оптимизиране на модела за комутация и за опростяване на дизайна на устройството, например чрез намаляване на броя на слоевете, а броят на използваните ПХБ ВИАС, а също така се увеличи частта на добив в производствения процес.

Проектиране топология познаване обикновено се състои от три отделни етапа: модел за развитие на контактни зони, разработване на модела за покритие за маскиране и модел шаблон за прилагане на спояваща паста.

Запояване е ключов аспект на дизайна, за да се гарантира възможността за възпроизвеждане на процеса. Най-голямо влияние върху добивите дъски през първичен скринингов тест има честота на поява на дефекти в процеса на запояване и пречистване. Сама по себе си, процесът на дозиране спойка конвекторна не генерира могат да възникнат дефекти, например, поради не-оптимално проектиране и PCB оформление по време на прилагане на спояваща паста чрез шаблон.

Проектиране подложки за компоненти на платката зависи от запояване монтаж технология. В тази връзка, вълна и спояване спойка топене дозираното се различават значително един от друг.

Спойка вълна е приложима само за компоненти, монтирани на повърхността и инсталирани с долната страна на дъската, които могат да издържат на потапяне във вана с припой. Прилагане на вълна запояване за повърхностни компоненти е ограничена поради ефекта на засенчване кутии компоненти подложки подложени на запояване. За да се елиминира ефекта на сянка изисква увеличаване на размера на топологични елементи фамилиарност, като в посока на ПП чрез вана с припой. Това означава, че плътността на оформление съвет (единица), зависи от вида на запояване процес.

Компонент ориентация не е по-малко важно за ефективното спойка вълна на определени класове устройства. Най-добри резултати се наблюдават в случая, когато надлъжната ос на тялото е успоредна на посоката на движение на съвета за запояване. Тази ориентация помага за намаляване на припой мост. Това също допринася, тъй като опитът показва, създаването на допълнителни, неизползван чифт подложки в края на компонента за засаждане на жилища пространство в посоката на движение на борда. Тези сайтове действат като "спойка капан", който се предотврати натрупването му върху крайните платформи зало-

седиментни пространство компонент. Обикновено тип жилища SO или правоъгълна могат да бъдат ориентирани успоредно или перпендикулярно на вълната на потока.

Когато подаващото спойка конвекторна изисква висока точност на позициониране на компонентите и прилагане спояваща паста монтаж при повишена плътност. Необходимо е да се вземе предвид влиянието на плъзгащи компонент на разтопения припой. Този ефект се дължи на повърхностното напрежение сили на разтопен припой (на топене), които са склонни да затегне компонентите на подложка център спойка, която обикновено води до необходимостта от подобряване на позиционирането на точност компонент.

Ако е необходимо увеличаване на мащаба на комутация на токове се препоръчва да се увеличи броят на песните, вместо увеличаване на ширината на една песен, тъй като превключването на по-широка следа вероятно натрупване на припой под компонента и компенсира компонента. Ако превключването окабеляване под компонент все още е необходимо, един-единствен широката следа трябва да бъде разделен на няколко паралелни малка ширина. Нежелани плъзгащи ефект може да се появи, когато два успоредни чип компонент са много близо един до друг. В процеса на запояване плъзгащата компонент всъщност може да влезе в контакт с спойката при съседния жилища компонент. Оформяне на поне 0.635 mm, и по-предпочитано 1.27 mm, това намалява вероятността от подхлъзване.

Добри практически резултати дава връзка между големите контакт тампон области с помощта на тесни или съкратени пътуване до работното място пътеки. Това се отнася за подложки свързани с чрез ВИАС, които иначе биха били изчерпани припой.

Изчисляването на електрическите параметри на печатни платки.

Печатни проводници са достатъчно близо една до друга и имат относително малки линейните размери на секцията. С увеличаване на скоростта електроника стават все по-важни въпроси в рамките на параметрите на проводници и високочестотни връзки между тях.

Устойчивост на проводника е дадено от

където:  - специфичен обем на електрическото съпротивление на проводника; L - дължина на проводника; б - ширината на проводника; г - дебелината на проводника.

 размер се различава за проводници, направени от различни методи. Например, медни проводници получени чрез електрохимично отлагане, 0.02-0.03  равно micromhos / м, а за медни проводници, получени по метода на химическо ецване е приблизително 0.0175  micromhos / m.

DC ток в проводниците. Количеството на ток в печатните проводници се определя главно ограничаване на максималната допустима плътност на тока за специфичен материал . За медни проводници получени чрез електрохимично отлагане  равно на около 20 A / mm 2 и около 30 A / mm 2 за проводник фолио получени чрез химическо ецване. Съответно, допустимия ток в печатната проводник се определя като