Конструирование печатной платы

Проектирование всех печатных плат происходит при помощи специальных программ с соблюдением существующих норм и правил. В нашей стране конструирование данного элемента должно проводиться в строгом соответствии ГОСТам, при этом любая печатная плата проектируется по нижеприведенной схеме:

Подготовительный этап

Данный этап начинается с переноса графической схемы в базу данных системы автоматизированного проектирования. Далее вводится расположение и схемы всех компонентов, при этом в большинстве случаев используются готовые библиотеки, так как большая часть компонентов является стандартной. И в завершение данного этапа уточняются необходимые характеристики будущего элемента: материал, количество слоев, размеры отверстий и так далее.

Конструирование

В первую очередь вычерчиваются все элементы платы как в отдельности, так и в составе единой схемы со всеми соединениями и переходами. На данном этапе проектировщик старается расположить все элементы на одной стороне, так как в противном случае производство платы значительно возрастает в цене. И заключительный (наиболее важный) этап – отрисовка всех дорожек и проверка их работоспособности. Данные действия обычно проводятся несколько десятков раз, пока не будет достигнута максимально возможная точность.

Составление документации

То есть запись файла в подходящий формат и составления сопроводительной записки, в которой указаны все параметры схемы.

Изготовление печатной платы

Существует два способа создания печатных плат: аддитивный и субтрактивный. В первом случае фольгированный рисунок наносится на плату химическим способом, во втором – наоборот, вначале поверхность покрывается слоем фольги, затем из него удаляются ненужные места. В настоящее время применяется исключительно второй способ, так как с помощью него можно добиться максимальной точности рисунка.

Процесс производства печатных плат любого типа состоит из нескольких этапов:

1. Производство заготовки.

2. Подготовка заготовки путем ее обезжиривания и зачистки поверхности для удаления всех видов мусора и жира с поверхности для достижения максимального качества будущего покрытия.

3. Нанесение защиты на заготовку.

Данный этап является наиболее важным, так как именно от него зависит качество и долговечность будущей платы. Сделать это можно ручным способом или с использованием специального лазерного принтера. Первый способ подходит только для небольшого объема работ, так как данный процесс является достаточно трудоемким. При применении же второго способа достигается максимальная точность за минимальное время, поэтому в промышленных масштабах используется исключительно он.

1. Удаление лишней меди и защитного покрытия с заготовки.

2. Сверление отверстий и обработка заготовки с целью достижения необходимых электрических свойств.

Возможно химическое, механическое или лазерное нанесение рисунка.

1. Установка и закрепление всех компонентов.

2. Проверка работоспособности элемента.

Последний этап является достаточно важным, так как необходимо проверить все характеристики готового элемента. Ведь упустив хотя бы одну, конечное устройство будет работать некорректно. Проверка происходит с использованием стенда с камерой в несколько этапов:

1. Проверка рисунка и расположения отверстий.

2. Обследование количества и правильности нанесения паяльной пасты.

3. Правильность расположения элементов на плате.

4. Контроль качества пайки.

Многослойные печатные платы

В настоящее время не только в нашей стране, но и во всем мире широко распространены многослойные печатные платы (МПП). Крупные производства уже практически полностью отказались от изготовления однослойных и даже двухслойных элементов, так как промышленность не стоит на месте, и с каждым годом выпускаются все более технически сложные приборы, возможностей простых плат для которых недостаточно.

Сейчас при производстве многослойных (МПП), однослойных и двухслойных плат используется приблизительно одинаковое количество материалов, поэтому себестоимость таких элементов практически равна. Отличается лишь технология производства, из-за сложности которой МПП дороже в несколько раз. Однако с каждым годом производство все больше автоматизируется, разрабатываются новые методы изготовления элементов, благодаря чему происходит удешевление МПП.

Рисунок - Пример многослойных печатных плат (6 слоев).

Рекомендации по проектированию МПП

При проектировании многослойных печатных плат необходимо учесть следующие моменты:

• Не стоит выполнять все проводники минимальной толщины, нужно делать это только там, где есть такая необходимость.
• Необходимо контролировать расстояние от отверстия до металла во внутреннем слое.
• Обязательна проверка корректности подсоединения слоев на предмет наличия минимальных зазоров и изолированных областей.
• Необходимо выдержать расстояние от металла до края платы. То есть нужно оставить достаточный зазор с учетом погрешности фрезерования контура.