Разработка печатного узла микшера

5.Выбор размера ПП и шага координатной сетки

Размеры, конфигурацию и места крепления ПП выбирают в зависимости от установочных размеров, элементной базы, эксплуатационных характеристик, использования автоматизированных методов установки навесных элементов, пайки, контроля и технико-экономических показателей.

Размеры сторон ПП должны соответствовать ГОСТ 10317-79.

Размеры каждой стороны ПП должны быть кратными:

2,5мм при длине стороны до 100мм;

5мм при длине до 350мм;

10 мм при длине более 350мм.

Максимальный размер любой из сторон должен быть не более 470мм.    Рекомендуемое соотношение линейных размеров сторон печатной платы - 3:1. Количество типоразмеров печатных плат следует ограничивать. Рекомендуется разрабатывать платы прямоугольной формы.

При определении размеров предпочтение отдают меньшим габаритам, даже если общее количество плат в блоке обычно увеличивается. При производстве плат больших размеров усложняется технологическое оборудование, увеличивается брак, связанный с некоторой нестабильностью качества исходного материала по полю заготовки, уменьшается допустимая плотность проводящего рисунка и непропорционально возрастает трудоемкость изготовления.

Допуски на линейные размеры сторон ПП должны соответствовать ГОСТ 25347-82: предельные отклонения на сопряженные размеры контура  ПП не должны быть более 12 квалитета; предельные отклонения на несопрягаемые размеры контура ПП не должны быть  более 14 квалитета.

    Размеры на чертеже печатной платы указывают одним из следующих способов:

1 - нанесением координатной сетки в прямоугольной системе координат;

2 - нанесением координатной сетки в полярной системе координат;

3 - комбинированным способом: при помощи размерных и выносных линий и координатной сетки в прямоугольной или полярной системе координат.

     Координатную сетку на чертеже следует наносить на все поле печатной платы или рисками по периметру контура печатной платы.

    При задании размеров нанесением координатной сетки все линии сетки должны нумероваться. Допускается не наносить линии координатной сетки или наносить их через определенные интервалы (не более 5). Допускается наносить линии координатной сетки через одну, при этом в технических требованиях чертежа записывают пояснения типа: «Линии координатной сетки нанесены через одну».

    В соответствии с ГОСТ 10317-79 основной шаг координатной сетки 2,5 мм, дополнительные – 1,25мм; 0,625мм (0,5мм).

Диаметры монтажных, переходных, металлизированных  и не металлизированных отверстий должны быть выбраны 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 и так далее до 3мм.

6.Маркировка печатных плат

Маркировка, наносимая на печатную плату, подразделяется на основную и дополнительную. Основная маркировка наносится обязательно и должна содержать:

- обозначение печатной платы или ее условный шифр;

- порядковый номер изменения чертежа, относящийся только к изменению проводящего рисунка;

- буквенно-цифровые обозначение в слоях МПП.

Дополнительная маркировка наносится при необходимости и может содержать:

- порядковый или заводской номер ПП или партии ПП;

- позиционное обозначение навесных элементов;

- цифровое обозначение первого вывода навесного элемента, точек контроля;

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

Основная маркировка может выполнятся способом, которым выполняется проводящий рисунок.

Дополнительная маркировка обычно выполняется краской.

Толщина печатной платы соответствует толщине фольгированых диэлектриков и в большинстве случаев не превышает 3,0 мм. По периферии печатной платы располагаются выемки и пазы,  контуры которых необходимо совмещать с линиями координатной сетки. Все центры монтажных, переходных и крепежных отверстий следует располагать  в узлах координатной сетки.  Если в конструкции элемента отсутствуют выводы, расстояния между которыми кратно шагу координатной сетки, то  в узлы сетки располагают центр одного, принятого за основание. Отверстия на печатной плате  располагают так, чтобы минимальное расстояние  между внешним контуром платы и краем отверстия было не менее толщины платы.

Переходным элементом к печатному проводнику является контактная площадка. Минимальные размеры контактных площадок определяются исходя из номинального диаметра отверстия (табл. 1).

Табл.1. Диаметры отверстий и контактных площадок

На чертеже печатной платы отверстия показывают для упрощения одной окружностью без окружности и контактной площадки. Отверстия диаметром 0,8 мм используют как монтажное и переходное наиболее часто. Это отверстие должно быть незачерченным.

Проводники  шириной менее 2,5 мм изображают сплошной основной линией, которая является осью симметрии проводника. Действительная ширина проводника  оговаривается в технических требованиях. Проводники шириной более 2,0-2,5 мм изображают двумя линиями. Их либо располагают симметрично координатной сетке, штрихуют и подставляют к сетке, а если он совпадает с координатной сеткой, то штрихуется, но размер не ставится.

7.Материалы оснований печатных плат

В качестве материалов оснований ПП используют:

фольгированные и нефольгированные диэлектрики (гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, стеклоткань, лавсан, полиимид, фторопласт и др.);

керамику;

металлические пластины.

При выборе материала основания ПП обращают внимание на следующие обстоятельства:

предполагаемые МВ (вибрации, удары и т.д.);

класс точности ПП (расстояние между проводниками);

условия эксплуатации;

стоимость и др.

Выбор материала основания ПП рекомендуется осуществлять в соответствии с ОСТ 4.010.022-85.

Таблица  2

Некоторые материалы основания для ОПП И ДПП

Диэлектрическое основание платы представляет собой обычно бумажную (гетинаксы) или текстильную (текстолиты) основу, пропитанную фенольной либо эпоксидной смолой.

Преимущество гетинаксов в том, что они легко поддаются механической обработке, что важно при серийном и массовом производстве РЭС. Их недостаток – повышенная чувствительность к влажности и нестабильность размеров (прогибы и др.).

В стеклотекстолитах в качестве основы используют стеклоткань, пропитанную эпоксидной смолой. Этот материал более качественный, чем гетинакс, но более дорогой и труднообрабатываемый (быстро затупляет острые кромки инструментов – сверла и т.д.).

Фольгированные диэлектрики – электроизоляционные основания, плакированные (покрытые) обычно медной фольгой с оксидированным гальваностойким слоем, прилегающим к электроизоляционному основанию. Они могут быть односторонними и двусторонними.

Нефольгированные диэлектрики, предназначенные для аддитивного метода производства плат, имеют на поверхности специально нанесенный адгезивный слой, который служит для лучшего сцепления химически осаждаемой меди с диэлектриком.

По сравнению с гетинаксами стеклотекстолиты имеют лучшие механические и электрические характеристики, более высокую нагревостойкость, меньшее влагопоглощение. Недостатки стеклотекстолитов – худшая механическая обрабатываемость, более высокая стоимость, существенное различие (приблизительно в 10 раз) коэффициента теплового расширения меди и стеклотекстолита в направлении толщины материала, что может привести к разрыву металлизации в отверстиях при пайке или в процессе эксплуатации.

В качестве материалов основания для МПП также используют различные диэлектрические материалы – стеклотекстолит, полиимид, стеклоткань прокладочную и др.

Для изготовления ГПП и ГПК используют фольгированный лавсан, фторопласт, полиимид и др. ДПП на металлическом основании с нанесенным на него электроизоляционным покрытием применяются, когда нужно обеспечить отвод тепла при размещении на плате тепловыделяющих ЭРЭ, полупроводниковых приборов и ИМС большой мощности. Их другое достоинство – большая механическая прочность.

При повышенных требованиях к стабильности параметров используют керамические платы. На поверхность таких плат наносят проводящие и резистивные пасты и вжигают их при t = 600…700 ºC.

8.Печатный монтаж и методы его получения

Печатный монтаж может быть реализован на различных материалах и различными техническими способами (рис. 2).

Рис.2. Способы получения проводников

Из субтрактивных методов наибольшее применение нашли химический негативный и комбинированный позитивный. Первый используется для получения односторонних печатных плат, внутренних слоев многослойных печатных плат и гибких печатных шлейфов. Его достоинство – высокая точность геометрии проводников из-за отсутствия процессов гальванического осаждения меди. Вторым методом получают двусторонние печатные платы (ДПП) и многослойные печатные платы (МПП) из фольгированного травящегося диэлектрика. Способность диэлектрика к подтравливанию особенно важна для МПП, где от этого зависит надежность межслойных соединений. ДПП выполняются без использования травящегося диэлектрика.

Рассмотрим в  качестве примера последовательность основных операций изготовления ПП химическим негативным методом (рис 3).

Рис. 4.6. Основные операции изготовления печатных плат

химическим негативным методом:

а – заготовка из фольгированного диэлектрика; б – нанесение фоторезистивного печатного рисунка; в – травление печатного рисунка; г – удаление фоторезиста; д – механическая обработка монтажных отверстий; е – нанесение лаковой (эпоксидной) маски; ж – облуживание контактных площадок; з – пайка выводов ЭРЭ и других элементов

Технология формирования печатного рисунка обычно осуществляется с использованием процесса фотолитографии и веществ, обладающих специальными свойствами – фоторезистов.

Фоторезисты – вещества, устойчивые к агрессивному воздействию кислот и щелочей, предназначенные для защиты отдельных участков фольги печатной платы и изменяющие свои свойства под воздействием ультрафиолетового излучения. Технологический процесс получения контактной маски на поверхности печатной платы с помощью фоторезиста называется фотолитографией.

В зависимости от механизма протекающих в фоторезисте реакций фоторезисты бывают позитивные и негативные. При облучении негативного фоторезиста через фотошаблон в нем протекают реакции, приводящие к потере фоторезистом растворимости. После обработки в соответствующих растворителях на плате остается рисунок печатной платы, негативный по отношению к фотошаблону (рис. 4).

Рис. 4. Формирование фоторезистивной маски