Печатные платы

      Материалы, применяемые для  изготовления печатных плат 

      В качестве конструкционных материалов для изготовления печатных плат используют фольгированные и нефольгированные слоистые диэлектрики различного типа и толщины. Фольгированные диэлектрики  – это электроизоляционное основание с приклеенной к нему металлической фольгой. Фольгу делают из меди т.к. она обладает хорошей электропроводностью Нефольгированные диэлектрики предназначены для производства плат методом химического и гальванического осаждения металла (аддитивным).

      В качестве основы слоистых пластиков  используют гетинакс и стеклотекстолит.

      Гетинакс  представляет собой спрессованные  слои электроизоляционной бумаги, пропитанные фенольной смолой. Гетинакс легко поддаётся механической обработке, но уступает стеклотекстолиту по электроизоляционным свойствам и стойкости к температурным воздействиям и подвержен короблению при повышенной влажности. Применяется в бытовой аппаратуре невысокой сложности, работающей в закрытых отапливаемых помещениях.

      Стеклотекстолит представляет собой спрессованные слои стеклоткани, пропитанные эпоксифенольной смолой. Стеклотекстолиты отличаются широким диапазоном рабочих температур, низким влагопоглощением, высокими значениями поверхностного и объёмного сопротивлений, стойкостью к короблению. Но он хуже, чем гетинакс поддается механической обработке, при его сверлении выделяется стеклянная пыль, он несколько дороже гетинакса.

      Сравнительные характеристики гетинакса фольгированного (ГФ) и стеклотекстолита фольгированного (СФ) приведены в таблице.

      Для многослойных печатных плат кроме фольгированного  диэлектрика применяют изоляционные прокладки из стеклоткани и медную фольгу.

      В качестве основания платы могут  использоваться керамические материалы. Они имеют хорошую теплопроводность, согласованный коэффициент термического расширения с корпусами ИМС, стабильность электрических и геометрических параметров. Недостатками керамических материалов являются хрупкость и высокая стоимость.

      Хороший теплоотвод от элементов обеспечивают платы на металлическом основании. Между металлическим основанием и печатным рисунком таких плат наносится тонкая изоляционная плёнка. На стальные основания плёнку из специальных эмалей, в состав которых входят оксиды магния, кальция, кремния, бора, алюминия и связка – поливинилхлорид, поливинилацетат, наносят путём прокатки между валиками с последующим вжиганием. Изолирующий слой на поверхности алюминия получают анодным оксидированием.

      В качестве основы для печатных плат СВЧ-диапазона используются неполярные (фторопласт, полиэтилен, полипропилен) и полярные (полистирол) полимеры.

      Для изготовления гибких печатных кабелей  используются полиимидные плёнки.

      На  чертеже печатной платы в графе  «Материалы» основной надписи указывают  наименование материала, его марку  и нормативно-технический документ на него:

 
 
 

      Правила выполнения чертежа  ПП

      (ГОСТ 2.417-91) 

      Чертеж ПП должен иметь наименование «Плата печатная».

      На  МПП выпускается сборочный чертеж. Изображение каждого слоя МПП  размещают на отдельных листах сборочного чертежа с указанием порядкового  номера слоя. Материал печатных слоев  следует записывать в спецификацию в раздел «Материалы» с указанием их размеров и количества слоев или в раздел «Детали», как детали без чертежа. 

      На  чертеже ПП размеры должны быть указаны  одним из следующих способов:

      1) в соответствии с требованиями  ГОСТ 2.307 (с помощью размерных  и выносных линий);

      2) нанесением координатной сетки  в прямоугольной системе координат;

      3) нанесением координатной сетки  в полярной системе координат  (применяется для чертежей ПП  с определенной последовательностью  расположения повторяющихся печатных  проводников с радиальной ориентацией);

      4) комбинированным способом при  помощи размерных и выносных  линий и координатной сетки  в прямоугольной или полярной  системе координат;

      5) в виде таблицы координат элементов  проводящего рисунка (проводников,  контактных площадок и т.п.) 

      При нанесении размеров с помощью  координатной сетки линии сетки  должны нумероваться. Шаг нумерации  определяется с учетом насыщенности и масштаба изображения и может  быть выражен в миллиметрах или  в количестве линий сетки.

      Допускается выделять на чертеже отдельные линии координатной сетки, чередующиеся через определенные интервалы, при этом в технических требованиях чертежа следует помещать указания типа: «Линии координатной сетки нанесены через одну».

      Координатную  сетку наносят на все поле чертежа или рисками по периметру контура ПП. Допускается риски наносить по периметру ПП или на некотором расстоянии от него. 

      За  начало отсчета в прямоугольной  системе координат на главном  виде чертежа ПП следует принимать:

1. центр крайнего левого или правого нижнего отверстия;
2. левый или правый нижний угол печатной платы;
3. левую или правую нижнюю точку, образованную линиями построения.

 

      Черт.1 – За начало отсчета принят центр  крайнего левого нижнего отверстия, координатная сетка нанесена рисками  на некотором расстоянии от контура ПП, шаг нумерации линий сетки выражен в количестве линий сетки, требуется указание в тех. требованиях «Линии координатной сетки нанесены через одну».

      Черт.3 – За начало отсчета принят левый  нижний угол ПП, координатная сетка  нанесена на все поле чертежа, шаг нумерации линий сетки выражен в количестве линий сетки, требуется указание в тех. требованиях «Линии координатной сетки нанесены через одну».

      Черт.4 - За начало отсчета принята левая нижняя точка, образованная линиями построения, координатная сетка нанесена на все поле чертежа, шаг нумерации линий сетки выражен в количестве линий сетки, требуется указание в тех. требованиях «Линии координатной сетки нанесены через одну». Левый нижний угол платы срезан. Это может быть сделано для правильного позиционирования ПП при сверлении отверстий и установке элементов. Этой же цели могут служить пазы или вырезы в контуре платы или несимметричное расположение относительно краёв платы крепежных отверстий. 

      Участки ПП, которые не допускается занимать печатными проводниками и контактными площадками, на чертеже необходимо обводить штрих-пунктирной утолщенной линией. Размеры участков определяются по координатной сетке или наносятся на чертеже.

      Круглые контактные площадки с отверстиями, в том числе имеющими зенковку, и контактные площадки произвольной формы, размеры которых не указаны, изображают на чертеже одной окружностью. Допускается контактные площадки, в т.ч. круглые, в зависимости от их размеров изображать на чертеже условно в виде квадрата, прямоугольника, многоугольника и т.д. Размеры и форму контактных площадок указывают в технических требования чертежа.

      Отверстия, близкие по диаметру, изображают окружностью  одного диаметра с обязательным указанием  условного знака.

      Диаметр отверстия, его условный знак, диаметр контактной площадки, наличие металлизации, количество отверстий следует объединять в таблицу. Таблицу помещают на свободном месте поля чертежа, а ссылку на нее – в тех. требованиях чертежа.

      

      Проводники  на чертеже должны обозначаться одной  линией, являющейся осью симметрии проводника. На чертеже следует указывать числовое значение ширины проводника. Проводники могут изображаться двумя линиями (см. черт. 4), при этом если они совпадают с линиями координатной сетки, числовое значение ширины на чертеже не указывают.

      Отдельные элементы рисунка ПП (проводники, экраны, изоляционные участки и т.п.) допускается выделять на чертеже штриховкой или зачернением.

      Указания  о маркировке печатной платы составляют в соответствии с ГОСТ 2.314-68. Маркировку располагают с одной или с двух сторон на свободном месте платы.

      Маркировка  подразделяется на основную и дополнительную. Основная маркировка наносится обязательно  и содержит:

• обозначение ПП или ее условный шифр;
• дату изготовления (год, месяц);
• порядковый номер изменения чертежа, относящийся только к изменению проводящего рисунка;
• буквенно-цифровое обозначение слоя многослойной платы.

      Дополнительная  маркировка наносится при необходимости  и содержит:

      - порядковый или заводской номер  ПП или партии плат;

      - позиционное обозначение навесных ИЭТ;

      - изображение контуров указанных  навесных изделий;

      - цифровое обозначение первого  вывода навесного ИЭТ, точек  контроля;

      - обозначение положительного вывода  полярного ИЭТ (знак «+»).

      Обозначение ПП должно быть выполнено шрифтом  размером не менее 2,5 мм, остальные маркировочные символы – не менее 2,0 мм.

      При маркировке способом, которым выполняется  проводящий рисунок, допускается применять  любой шрифт, при этом в технических  требованиях чертежа способ маркировки не указывают. 

        
 

        

      Обозначение шероховатостей поверхности на чертеже  ПП (ГОСТ 2.309-73 с изменениями от 12.06.2003)

 
 

      Печатные  узлы, установка ЭРЭ  и ИМС на ПП 

      Печатным  узлом называется ПП с установленными и запаянными на ней ЭРЭ.

      Если  ЭРЭ имеют штырьковые выводы, то их устанавливают в отверстия ПП и запаивают. Если корпус ИЭТ имеет планарные выводы, то их припаивают к соответствующим контактным площадкам.

      Для каждого вывода ИЭТ, устанавливаемого на плату, должно быть предусмотрено  отдельное монтажное отверстие  или контактная площадка.

      ЭРЭ со штырьковыми выводами устанавливают  на плату с одной стороны. На ОПП – на стороне, где нет фольги. ИЭТ с планарными выводами можно устанавливать с 2 сторон ПП. При этом обеспечивается большая плотность монтажа.

      При размещении ЭРЭ на ПП необходимо учитывать следующие правила:

      1) полупроводниковые приборы и  микросхемы не следует располагать  близко к элементам, выделяющим  большое количество теплоты, а  также к источникам сильных  магнитных полей (постоянным магнитам, трансформаторам и др.);