Печатные платы. Основные требования

Приступая к работе ПП, конструктор должен учитывать следующее:

1. Если нет каких-либо ограничений, ПП должна быть квадратной или прямоугольной, а линейные размеры ее сторон – кратными (ГОСТ 10317-79):

2,5 – при длине 100 мм;

5,0 – при длине 350 мм;

10,0 – при длине более 350 мм.

Максимальный размер любой из сторон должен быть не более 470 мм, а соотношение линейных размеров сторон ПП не более 3:1.

2. Размеры монтажной зоны можно определить:

а)найти суммарные установочные площади S_мг, S_сг, S_кг соответственно для малогабаритных (все миниатюрные элементы), среднегабаритных (ИМС в прямоугольных корпусах, постоянные резисторы мощностью выше 0,5 Вт, конденсаторы в круглых корпусах и т.п.) и крупногабаритных ЭРЭ (конденсаторы в прямоугольных корпусах, переменные резисторы, полупроводниковые приборы на радиаторах и др.);

б) рассчитать площадь монтажной зоны S_м для низкой плотности монтажа по формуле

а для высокой плотности монтажа по формуле

в) полагая монтажную зону квадратной, найти ее линейные размеры;

г) скорректировать размеры, если монтажная зона не должна быть квадратной.

Установочной площадью ЭРЭ понимается площадь прямоугольника (квадрата), в которую вписывается ЭРЭ вместе с выводами и контактными площадками при установлении его на ПП.

Суммарная площадь малогабаритных ЭРЭ S_мг=13,8 см², а среднегабаритных S_сг=8,9 см². По формулам (2.1.) и (2.2.) находим, что площадь зоны при низкой плотности монтажа 82 см², а при высокой плотности – 51см². Отсюда размеры квадратной зоны соответственно 9,1х9,1 и 7,1х7,1 см.

2. Толщина ПП должна соответствовать одному из чисел ряда: 0,8; 1,0; 1,5; 2,0. Толщина ПП малой площади должна соответствовать числам начала ряда, а большой площади – числам конца ряда. При недостаточной жесткости основания в печатных проводниках могут возникать микротрещины, приводящие в ряде случаев к разрыву электрической цепи.

3. Чтобы ПП была технологичной, разработку конструкции следует вести, ориентируясь на конкретный промышленный процесс ее изготовления.

4. Осуществление на ПП монтажа высокой плотности (ширина печатных проводников 1-2 мм, зазор между проводниками 0,4-1,0 мм) всегда сопряжено с большими конструкторскими и технологическими трудностями. Поэтому следует предпочитать более свободный монтаж.

4. При размещении ЭРЭ на ПП необходимо иметь в виду паразитные связи, возникающие через емкости между печатными проводниками и самими ЭРЭ. Например, для предотвращения самовозбуждения усилителя элементы его входной цепи желательно располагать возможно дальше от элементов его выходных цепей.

При заметном сопротивлении общего для схемы печатного проводника (общая шина) и неправильном выборе точки подключения его к аппаратной «земле», а также при заметном сопротивлении шины питания на этих проводниках могут возникать напряжения паразитных обратных связей, ухудшающие или даже нарушающие работу ЭУ.

5. Печатные проводники по возможности следует делать широкими, при этом в проводнике, если он шире 3 мм, предусматривают щелевидные, круглые или овальные вырезы (рис. 2.1.), снижающие температурные деформации ПП.

Рис. 2.1. Рекомендуемая форма вырезов (1) в печатных проводниках

6. Центры отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки. При применении ЭРЭ с жесткими выводами, имеющими шаг, не кратный шагу координатной сетки, в узле координатной сетки размещают отверстие, принятое за основное. Остальные отверстия располагают в соответствии с чертежом контактной группы ЭРЭ, который помещают на поле чертежа ПП. Диаметры монтажных отверстий, мм, выбирают из ряда: 0,7; 0,9;1,1; 1,3;1,5.

7. Каждое монтажное и переходное отверстие должно быть охвачено контактной площадкой. Для предотвращения отрыва контактной площадки от основания ПП в процессе травления или пайки ее минимальный диаметр должен быть не менее трех диаметров отверстий 0,5 – 0,8 мм и двух диаметров отверстий 1,6-2,0 мм. Во всех случаях зазор между кромкой ПП и контактной площадкой должен быть не меньше толщины ПП.

8. Минимальный изоляционный зазор между элементами проводящего рисунка при напряжении рисунка при напряжении между ними до 50 В и нормальном атмосферном давлении должен быть порядка 0,4 мм. Минимальные зазоры следует устанавливать только в тех местах, в которых физически невозможно их увеличить (узкое место).

9. По точности исполнения элементов конструкции ПП делят на четыре класса точности. ПП 1-го и 2-го классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость. ПП 1-го класса точности применяют при малой и средней плотности размещения дискретных ЭРЭ.