Практические рекомендации по разработке печатных плат (стр. 4 )

Оформление конструкторской документации ПП заключается в изготовле­нии чертежей слоев ПП с выводом на чертеж штампов и всех регламенти­рованных ГОСТом сопроводительных надписей и пояснений, а также под­готовке пакета необходимых для производства документов.

Для вычерчивания печатных проводников и расположения деталей необхо­димо использовать координатную сетку. Шаг координатной сетки в прямо­угольной системе координат должен быть кратным 0,625 мм. За основной принимается шаг 2,5 мм.

Координатную сетку наносят либо на все поле платы, либо рисками по пе­риметру, либо фрагментарно в левом нижнем углу. При задании размеров ПП нанесением координатной сетки линии нумеруются.

За начало отсчета в прямоугольной системе координат следует принимать:

o  левый нижний угол ПП;

o  левую нижнюю точку, образованную линиями построения (для ПП со срезанными углами);

o  центр крайнего левого нижнего отверстия ПП.

Центры монтажных, переходных и крепежных отверстий должны быть рас­положены в узлах координатной сетки. Если устанавливаемый на ПП эле­мент имеет выводы, расстояние между которыми не кратно шагу коорди­натной сетки, то один, чаще первый, вывод следует располагать в узле, а центры отверстий под другие выводы на горизонтальной или вертикальной линиях координатной сетки. Конденсаторы, резисторы и другие навесные элементы должны располагаться параллельно линиям координатной сетки. При этом формовка выводов может быть различной.

Диаметры отверстий (табл. 2.5) в ПП выбираются в зависимости от диамет­ров выводов навесных элементов, устанавливаемых в эти отверстия.

Таблица 2.5. Диаметры отверстий в платах

Максимальный диаметр вывода, мм	Номинальный диаметр неметаллизированных отверстий, мм	Номинальный диаметр монтажных и переходных металлизированных отверстий, мм
0,4—0,6 включительно	0,9	0,8
0,6-0,8	1,1	1,0
0,8-1,3	1,6	1,5
1,3-1,7	2,1	2,0

При автоматизированной установке компонентов на плату диаметр отвер­стия берется на 0,4 мм больше диаметра вывода.

Условные обозначения диаметра отверстий в платах выполняются на черте­жах ПП в соответствии с ОСТ 27—72—694—834.

При выполнении обозначения отверстий на ПП таким способом на поле чертежа ПП приводится таблица отверстий, в которой указывается:

o  условное обозначение отверстий;

o  диаметры отверстий, мм;

o  диаметры зенковок с двух сторон, мм;

o  наличие металлизации;

o  размеры контактных площадок;

o  количество отверстий.

Размеры, количество граф и форма таблицы ГОСТом не устанавливаются.

Рекомендуется на одной ПП иметь не более трех различных диаметров от­верстий, хотя это относится скорее к платам, изготавливаемым на старом оборудовании, однако следует стремиться к уменьшению номенклатуры от­верстий.

Расстояние между краями любых отверстий или между отверстием и краем ПП не должно быть меньше толщины ПП для обеспечения достаточной механической прочности.

Необходимость зенковки монтажных и переходных отверстий диктуется конкретными особенностями и количеством выводов элементов, а также методом изготовления и комплектации ПП.

Все монтажные отверстия должны иметь контактные площадки правильной формы, центр которых совпадает с центром отверстий. Переход контактной площадки в печатный проводник выполняется плав­ным. При этом ось симметрии печатного проводника должна быть по воз­можности перпендикулярна касательной к контуру контактной площадки или к самой контактной площадке.

В современных САПР для этих целей используют специальные утилиты. В Р-САD 2002 для сглаживания сопряжений проводников и контактных площадок в виде капли используют утилиту Теardrop (см. приложе­ние 14).

Следует заметить, что применение подобных утилит возможно только при наличии современного фотоплоттера, способного воспроизводить сложные элементы топологии печатного монтажа.

Для исключения ошибок при комплектации ПП на контактной площадке, к которой будет припаиваться вывод № 1 ИС, делается "усик" или какой-либо другой заметный ключ или обозначение. Полезно использование слоя шел-кографии для облегчения монтажа вручную.

Печатные проводники следует изображать на чертеже в виде отрезков ли­ний, совпадающих с линиями координатной сетки или под углом, кратным 15°. Допускается выполнение проводников произвольной конфигурации, о чем делается запись в технических требованиях. Печатные проводники не должны иметь резких перегибов и острых углов. Обычно радиус закругления не менее 2 мм.

Печатные проводники следует выполнять одинаковой толщины на всем протяжении. В узких, местах их сужают до минимально допустимой для данного класса ширины на возможно меньшей длине.

Печатные проводники шириной менее 2,5 мм изображают на чертеже одной линией, являющейся осью симметрии проводника, более 2,5 мм - двумя линиями (расстояние между которыми штрихуется или зачерня­ется).

При применении не очень качественных материалов и невысокой плотно­сти монтажа для предупреждения отслаивания узких печатных проводников (0,3—0,4 мм) через 25—30 мм желательно располагать металлизированные отверстия или контактные площадки для увеличения прочности сцепления проводника с основанием.

Печатный проводник, проходящий между двумя близко расположенными контактными площадками или любыми отверстиями, следует располагать перпендикулярно линии, соединяющей их центры.

Проводники шириной до 2 мм можно располагать с любой стороны ПП, а с большей шириной — желательно со стороны установки навесных эле­ментов.

Заземляющие проводники следует выполнять максимально широкими. Но для уменьшения паразитных емкостей и возможного вспучивания фольги газами, выделяющимися из основания при нагреве во время пай­ки, их делают "сетчатыми" или снабжают различными вырезами.

Прокладка входных и выходных печатных проводников рядом или парал­лельно на разных сторонах платы не рекомендуется во избежание возник­новения паразитных наводок.

Печатные проводники входных высокочастотных цепей и мощных выход­ных цепей прокладываются в первую очередь. Они должны быть разнесен­ными в пространстве и максимально короткими.

При проектировании ПП цифровых ЭУ шины питания для снижения помех делаются максимально широкими; предусматривается равномерное распре­деление конденсаторов в цепях питания ИС из расчета 0,01 мкФ на корпус (керамический, рядом с ИС) и 1—2 мкФ (электролитический) на 5—7 кор­пусов ИС.

В технических требованиях, располагаемых на поле чертежа ПП, могут ука­зываться особенности ее изготовления:

1. Плату изготовить методом.

2.  Плата должна соответствовать (ГОСТ, ОСТ, ТУ и т. д.).

3.  Шаг координатной сетки, мм.

4.  Конфигурацию проводников выдерживать по координатной сетке с от­
клонением от чертежа, мм.

5.  Допускается скругление углов контактных площадок и проводников (ра­
диус скругления, мм).

6.  Места, обведенные штрих-пунктирной линией, не занимать.

7.  Ширина проводников в свободных местах — мм, в узких — мм.

8.  Расстояние между двумя проводниками, между контактными площадка­
ми или между проводниками и контактными площадками: в свободных
местах — мм, в узких местах — мм.

9.  Форма контактных площадок — произвольная, максимальный размер
указать в мм.

10. Предельные отклонения между центрами отверстий в мм и т. д.

Сборочный чертеж ПП содержит изображение ПП со стороны навесных элементов (без печатного монтажа, ПО и координатной сетки), вид ПП слева с навесными элементами (габаритный размер), номера позиций всех составных частей ПП, габаритные и присоединительные размеры.

Конструкции навесных элементов вычерчиваются в виде упрощенных изо­бражений с сохранением максимальных габаритных размеров.

Номера позиций необходимы для связи сборочного чертежа ПП со специ­фикацией.

Спецификация является основным конструкторским документом сборочно­го чертежа ПП и должна содержать все сведения о составных частях сбо­рочного чертежа. Спецификация оформляется в виде таблицы по правилам ГОСТ 2.108—68 и может содержать следующие разделы: "Документация", "Стандартные изделия", "Детали", "Прочие изделия".

Например, в разделе "Стандартные изделия" указываются покупные или выполненные по стандартам (ГОСТ, ОСТ, СТП) изделия. Записывают их по группам стандартов в алфавитном порядке: в пределах одного наименова­ния — в порядке возрастания ГОСТ (ОСТ, СТП), затем — в порядке воз­растания номинала и т. д.

Современное электронное устройство невозможно представить без приме­нения так называемой технологии поверхностного монтажа. Преимущества, которые дает поверхностный монтаж, неоспоримы — высокая плотность компоновки, улучшение электромагнитной совместимости — все это позво­ляет сделать вывод о том, что даже в опытных разработках будущее за по­верхностным монтажом. Рассмотрим краткую историю технологии поверх­ностного монтажа. Первые корпуса для поверхностного монтажа появились в конце 50-х начале 60-х годов прошлого (уже!) века. Эти корпуса типа "flat раcк" представляли собой металлический корпус с двусторонним располо­жением выводов. Отечественному разработчику такие корпуса известны как корпуса "типа 4", в которых было выпущено огромное количество ИС для применений в специальной технике.

Сейчас применяется огромное число корпусов поверхностного монтажа с шагом между выводами до 0,5 мм, массивами шариковых выводов (ВGА).

Некоторые особенности имеет технологический процесс монтажа печатных плат с применением SМD-компонентов, представленный на рис. 2.73.

При использовании поверхностного монтажа дискретные компоненты и микросхемы с шагом выводов более 1 мм должны быть размещены так, чтобы выводы компонентов не выходили за пределы контактной пло­щадки (рис. 2.74). Оптимально симметричное расположение компонентов. Такие компоненты паяют методом групповой пайки в конвекцион ных печах.