Проектирование печатных плат


Документы, необходимые для разработки печатных плат, проектирование печатных плат


1.     Проектирование печатных плат:

 

1.1.  Документы, необходимые для разработки печатной платы.

Документы должны быть представлены в электронном виде:

  1. Схема электрическая принципиальная.

  2. Чертеж печатной платы с указанием:

2.1.             Толщины печатной платы;

2.2.             Пространства, где запрещено размещать компоненты;

2.3.             Расположение крепежных отверстий;

2.4.             Максимальных габаритов собранной печатной платы;

2.5.             Желательного количества слоев.

  1. Перечень элементов с указанием типов корпусов каждого компонента.

 

1.2. Проектирование печатных плат.

Тяжело подобрать слово, которое  охарактеризовало бы темпы развития современной электроники. Для примера возьмем одну из составляющих любого современного электронного устройства - печатную плату (далее по тексту PCB - более распостраненное название печатных плат, от англ. Printed Circuit Board ). Взгляните на материнскую плату компьютера, который находится на Вашем рабочем месте. Или на Фото1 - фотографию четырехслойной печатной платы, покрытой иммерсионным золотом и имеющую толщину 0,5 мм.

 

Фото1.  Пример печатной платы, которую невозможно изготовить в домашних условиях.

 

Если 10 лет назад проектирование и изготовление печатных плат не представляло большой сложности даже для начинающего радиолюбителя, то сегодня печатная плата это такой же сложный компонент электронного устройства, как микропроцессор или микросхемы памяти.

Скорость передачи информации растет, а вместе  с ней возрастают и требования к печатным платам по топологии, помехоустойчивости, равномерности покрытия оловом или золотом, физическим и химическим свойствам материала печатной платы,:

Есть области электроники, где правильность проектирования печатной платы - один из главных критериев работоспособности устройства.

В современной электронике один человек (даже очень талантливый) не может разработать серьезный проект от начала до конца: собрать информацию, составить ТЗ, разработать электрическую схему, спроектировать корпус и оснастку, изготовить PCB, оформить документацию, выпустить опытную партию, протестировать и доработать недостатки, передать в производство. Если это возможно, то срок разработки изделия будет составлять несколько лет, а это никого не устроит! Темп нашей жизни и развития электроники не дает таких сроков. Поэтому по ряду вопросов целесообразно обратится к помощи профессионалов.

 

К  сожалению, еще с советских времен сложилось отношение к разработке PCB как к чему-то второстепенному. С первого взгляда проектирование PCB - несложная  задача. На самом деле при проектировании PCB необходимо учитывать массу нюансов.

Если ваша компания собирается выпускать и продвигать на рынок новое изделие в достаточно большом количестве (сотни или тысячи штук), то во главу угла ставится вопрос себестоимости и технологичности изделия. Себестоимость изделия должна быть минимальной, а технология производства должна предусматривать выпуск изделий с наименьшими затратами.

В большинстве случаев, стоимость PCB не превышает 5% от себестоимости законченного электронного устройства. Однако, роль печатной платы в технологическом цикле изготовления электронного устройства одна из ключевых. Зачастую на PCB фокусируется большая часть всех технологических проблем, связанных с производством электронных устройств и оборудования.

Поэтому, при проектировании печатной платы, ее технологичность должна стоять на втором месте после функциональности. Необходимо правильно выбрать Footprint-ы компонентов. Для автоматической и ручной пайки - они отличаются. Необходимо правильно выбрать расположение компонентов на печатной плате. Например, если планируется автоматизированный монтаж, компоненты желательно располагать на печатной плате с одной стороны. В этом случае Вам удастся существенно снизить стоимость монтажа. Необходимо помнить, что качество проектирования и изготовления печатных плат существенно влияет на качество и скорость монтажа электронных компонентов. Необходимо учитывать качество материала для изготовления печатных плат (обычно это стеклотекстолит FR4), его доступность, тип, толщину самого материала и медной фольги, диэлектрическую проницаемость материала, тангенс угла потерь, финишное покрытие и др. технические характеристики. В высокочастотных электронных устройствах, например, физические и технологические характеристики материала PCB настолько критичны, что могут послужить причиной невозможности применения того или иного материала PCB в этих устройствах.

Также необходимо учитывать технологические возможности производителей печатных плат. В противном случае стоимость печатных плат может оказаться существенно выше запланированной.

 

Таблица. Обобщенные технологические возможности изготовителей печатных плат.

 

№ пп

Характеристики

Изготовление

Украина

Юго-Восточная Азия, Европа

1

максимальный размер печатной платы

450 мм * 550 мм

500 мм * 600 мм

2

минимальная ширина проводника       

0,25 мм

0,13 мм = 5 mil

3

минимальный зазор                            

0,25 мм

0,13 мм = 5 mil

4

минимальный гарантийный поясок      

0,25 мм

0,15 мм = 6 mil

5

минимальный диаметр металлизированного отверстия                                           

0,50 мм

0,30 мм = 12 mil

6

обработка контура

фрезерование, скрайбирование

фрезерование, скрайбирование

 

Нельзя не учитывать технологические возможности и особенности оборудования производителей, у которых Вы будете производить сборку печатных плат (монтаж компонентов).

При монтаже SMD компонентов на автоматической линии, печатная плата должна иметь по периметру платы (групповой заготовки) зону, свободную от SMD компонентов, шириной не менее 5 мм. Это связано с тем, что в автоматизированном монтажном оборудовании эта зона используется для фиксации и транспортировки платы в процессе монтажа и, следовательно, недоступна для установки компонентов.

На печатной плате (групповой заготовке) необходимо разместить не менее 2-х реперных знаков, использующихся  автоматическими установщиками, в качестве точек отсчета при установке электронных компонентов.

 

Фото 2. Пример правильного размещения реперных точек.

 

На фотографии представлены две групповые заготовки печатных плат. Правильно расположены реперные точки на левой групповой заготовке. Они ассиметричны при взгляде с любой стороны, что делает почти невозможной ошибку оператора при первоначальной установке групповой заготовки на конвейер автоматической линии.

 

Выше были перечислены только некоторые детали, которые необходимо учитывать до начала или в процессе проектирования печатной платы, а не  после его окончания, чтобы избежать проблем на этапах производства печатной платы и последующей сборки, ведущих к потере денег, времени и качества конечного изделия.

 

Следующая глава









Copyright © РКС Компоненти - РАДІОМАГ Усі права захищені.

Опубліковано: 2006-04-20 (3571 раз прочитано)

[ Повернутись назад ]