3. Нормы и требования по конструированию печатных плат

Конструирование печатных плат состоит из следующих основных этапов: изучение технического задания на разработку изделия, блока, ячейки и т.д.; определение конфигурации и габаритных разменов ПП; определение рационального взаимного положения навесных элементов на ПП; трассировка соединений на плате; проверка проводящего рисунка печатной платы; разработка конструкторской документации в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и других нормативных документов.

Конфигурация и габаритные размеры ПП зависят от габаритных размеров разрабатываемого изделия, электрической схемы, применяемых навесных элементов, эксплуатационных требований, предъявляемых к изделию, технико-экономических показателей. Предпочтительной является прямоугольная форма ПП.

Односторонние ПП (рис. 1) характеризуются: повышенной точностью выполнения проводящего рисунка; отсутствием металлизированных отверстий; установкой изделий электронной техники (ИЭТ) на поверхность ПП со стороны, противоположной стороне пайки, без дополнительного изоляционного покрытия; низкой стоимостью.

Двусторонние ПП (рис. 2) без металлизации монтажных и переходных отверстий (рис.2,а) характеризуются: высокой точностью выполнения проводящего рисунка, использованием объемных металлических элементов конструкции (штыри, отрезки проволоки, арматура переходов и т. п.) для соединения элементов проводящего рисунка, расположенных на противоположных сторонах печатной платы; низкой стоимостью.

Двусторонние ПП с металлизированными монтажными и переходными отверстиями (рис. 2,б) характеризуются: широкими коммутационными возможностями; повышенной прочностью сцепления выводов навесных ИЭТ с проводящим рисунком платы; повышенной стоимостью по сравнению с ПП без гальванического соединения слоев.

Конструирование ПП и гибких печатных кабелей осуществляют ручным, полуавтоматизированным и автоматизированным методами.

При ручном методе размещение ИЭТ на ПП и трассировку печатных проводников осуществляет непосредственно конструктор.

Рис.1. Односторонняя печатная плата: 1 — материал основания; 2 — проводящий рисунок

Рис..2. Двусторонняя печатная плата: а – без металлизации отверстий; б – с металлизацией отверстий; 1 – материал основания; 2 – проводящий рисунок; 3 – металлизированное отверстие;

4 – химикотехнологическое покрытие

Рис.3. Многослойная печатная плата: 1 – материал основания: 2 – проводящий рисунок; 3 – сквозное металлизированное отверстие; 4 – переходное отверстие

Рис.4. Гибкий печатный кабель: 1 – материал основания; 2 – концевой контакт

Полуавтоматизированный метод предусматривает: размещение навесных ИЭТ с помощью ЭВМ при ручной трассировке печатных проводников; ручное размещение ИЭТ при автоматизированной трассировке печатных проводников; ручное размещение ИЭТ при ручной трассировке печатных проводников с автоматизированным переносом рисунка на машинные носители. Метод обеспечивает высокую производительность труда.

Автоматизированный метод предусматривает: кодирование исходных данных; размещение навесных элементов; трассировку печатных проводников с помощью ЭВМ. Допускается доработка отдельных соединений вручную. Метод обеспечивает высокую производительность труда.

Согласно ГОСТ 10317–79 «Платы печатные. Основные размеры» размеры каждой стороны ПП должны быть кратными 2,5 при длине стороны до 100 мм; 5,0 при длине стороны до 350 мм; 10,0 при длине стороны более 350 мм.

Таблица 1 составлена согласно ОСТ 4.010.020–83, ограничивающего ГОСТ 10317–79. Допуски на линейные размеры платы должны соответствовать установленным стандартами ГОСТ 25346–82 и ГОСТ 25347–82. Количество типоразмеров ПП в одном изделии следует ограничивать. Рекомендуется разрабатывать ПП прямоугольной формы. Стандарт ОСТ 4.070.010–78 «Платы печатные под автоматическую установку элементов. Конструкция и основные размеры содержит специальные указания для выбора диаметров отверстий и контактных площадок под выводы устанавливаемого элемента (табл. 2), а также другие сведения.

Таблица 1 – Линейные размеры, мм, ОПП, ДПП и МПП

Стандарт ГОСТ 23751–86 устанавливает пять классов точности ПП и гибких печатных кабелей в соответствии со значениями основных параметров и предельных отклонений элементов конструкции (оснований ПП, проводников, контактных площадок, отверстий

Таблица 2 – Диаметры отверстий и контактных площадок

При любой установке элементов диаметры монтажных, переходных металлизированных неметаллизированных отверстий следует выбирать из ряда: 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; 3,0. Центры отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки.

Для других диаметров металлизированных отверстий по ГОСТ 10317–79 разница между диаметром металлизированного отверстия и диаметром вывода должна быть не более 0,4 мм для выводов диаметром 0,4…0,8 мм; 0,6 мм для выводов диаметром свыше 0,8 мм. Монтажные отверстия для плоских выводов следует выбирать аналогично, как и для круглых, образуемых диаметром окружности, описанной вокруг сечения вывода.

Шероховатость поверхностей монтажных неметаллизированных отверстий и торцов ПП должна соответствовать ГОСТ 2789–73 Rz < 80, а для металлизированных поверхностей Rz < 40. Металлизированные отверстия следует выполнять без зенкерования.

Отверстия, соединенные печатными проводниками, и отверстия под выводы навесных элементов, а также металлизированные отверстия на наружных слоях ДПП и МПП со стороны фольги должны иметь контактные площадки.

Контактные площадки служат переходным звеном от отверстия, в которое впаивается вывод устанавливаемого элемента, к печатному проводнику. Контактные площадки выполняют прямоугольной, круглой или близкой к ним форме.

Установочные размеры и варианты установки навесных элементов выбирают в соответствии с действующими стандартами на установку навесных элементов.