Раздел: Документация
0 ... 37 38 39 40 41 42 43 ... 252 Таблица 4.11
Как указывалось выше, диаметр сверления металлизированного отверстия обычно в чертеже не задается и определяется технологией печатных шат. Для двухслойных ПП это не имеет существенного значения, но для многослойных плат данный диаметр важен, поскольку именно он определяет зазор между стволом металлизированного отверстия и транзитным проводни-ikom, проходящим рядом с этим отверстием по внутреннему слою. В расчетах можно принять величину металлизации равной 0,05±0,025 мм плюс гальваническое покрытие (0,005 мм) и дополнительно учесть допуск на сверление самого отверстия (обычно плюсовой, напрямую зависящий от технического уровня производства). В простейшем случае можно полагать, что диаметр сверления на 0,1 мм больше, чем номинальное значение диаметра металлизированного отверстия. Для многослойных плат с критическими размерами разрешается в документации указывать диаметр сверления, но следует помнить, что контролируется этот размера только в процессе производства (на промежуточном этапе). Можно, конечно, распилить готовую плату и измерить размеры на шлифе под микроскопом (разрушающий контроль), однако плата после этого становится не пригодной для монтажа. Диаметры переходных отверстий выполняют аналогично монтажным, но во всех случаях стараются сделать эти отверстия с минимальными размерами, допустимыми для конкретной толщины печатной платы. Часто минимальный диаметр отверстия определяется диаметром сверла или возможностями оборудования. В данном случае вступают в силу технологические ограничения. При хорошем оснащении производства могут быть выполнены отверстия с диаметрами 0,3 или 0,4 мм. Для многослойных печатных плат, не ограниченных по слойности и толщине (для объединительных плат, кросс-плат), переходные и монтажные отверстия следует выбирать исходя из других принципов. Дело в том, что трассировочная способность многослойной платы повышается с ростом числа слоев, а это связано с наращиванием толщины платы. Но более толстые платы, согласно ГОСТ 23751-86, требуют пропорционального увеличения диаметра отверстий чтобы обеспечить их металли- зацию, что, наоборот, ведет к уменьшению количества проводников, прокладываемых на каждом слое и соответственно к снижению трассировочной способности платы. Явное противоречие разрешается нахождением некоторого оптимального варианта (экстремума функции), который обеспечивает максимальную трассировочную способность платы. Формула, описывающая суммарное число трасс многослойной платы, не приводится из-за ее сложности. Используя эту формулу можно найти экстремум функции. В результате, после соответствующих преобразований получены формулы для расчета оптимальных значений диаметров отверстий: d = 0,5 m - 0,48 (для 3-го класса), d = 0,5 m - 0,33 (для 4-го класса), d = 0,5 m - 0,225 (для 5-го класса), где d - диаметр металлизированного отверстия; m - шаг между соседними металлизированными отверстиями. Расчеты по данным формулам, с округлением размеров, позволяют определить параметры многослойных плат с максимальной трассировочной способностью. Эти параметры представлены в табл. 4.15. Некоторые фирмы дают рекомендации относительно параметров металлизированных отверстий, предназначенных для установки производимых ими электронных компонентов. Обычно эти рекомендации относятся к 3-5 классам точности. Но проблема состоит в том, что номинальные значения рекомендуемых диаметров не соответствуют отечественным стандартам. В связи с этим необходимо хорошо понимать степень влияния размера отверстия на качество монтажа. Например, фирма AMP выпускает соединители, устанавливаемые на объединительные печатные платы без пайки. Надежный электрический контакт между платой и выводом соединителя в этом случае достигается использованием расщепленного вывода (Fit-Contact), который за счет пружинящих свойств надежно «распирается» в печатном отверстии. Для этих выводов фирма советует отверстие 01,09...0,13. Данный диаметр отверстия в ГОСТ 10317-79 отсутствует. В подобных ситуациях лучше заложить в документацию параметры отверстий, рекомендуемые фирмой, и уточнить эти размеры (или допуски) с предприятием-изготовителем ПП. Параметры проводников и зазоров Основные параметры (размеры и допустимые отклонения) проводников и зазоров между элементами проводящего рисунка оговорены в ГОСТ 2375186 и непосредственно зависят от принятого класса точности ПП. Минимальная ширина проводников и величина зазоров являются определяющими факторами, влияющими на трассировочную способность печатной платы. Однако это относится только к слаботочным цепям, для которых сечение печатных проводников, исчисляемое значением порядка 0,005 мм2, не станет ограничением. Но на ПП часто присутствуют цепи, несущие доста- точно большие токовые нагрузки. Их следует конструировать не с минимальными значениями печатных проводников, а с учетом конкретной токовой нагрузки из условий исключения опасного перегрева этих проводников. Кроме того, не исключено, что смежные проводники будут находиться под высоким потенциалом, поэтому зазоры между ними должны выдерживать максимальное возможное напряжение между такими проводниками. ГОСТ 23751-86 устанавливает допустимую токовую нагрузку на элементы проводящего рисунка, выполненные из медной фольги. Это значение лежит в интервале 100...250 А/мм2. Обычно нижний предел принимается для внутренних проводников многослойных печатных плат, а верхний - для наружных слоев. Считается, что теплообмен проводников на наружных слоях лучше, и они способны пропускать большие токовые нагрузки без опасного перегрева. Конкретные размеры печатных проводников в зависимости от токовой нагрузки либо рассчитывают, используя приведенные данные, либо выбирают по номограмме (см. рис. 4.21), в которой представлены различные значения перегрева в условиях естественной конвекции для одиночных печатных проводников постоянной ширины, расположенных на наружных слоях и на расстоянии, равном ширине проводника. Значение допустимой токовой нагрузки, полученное по номограмме, следует скорректировать: •для печатных проводников, расположенных на расстоянии больше своей ширины, увеличить на 15%; •для печатных проводников на платах, выполненных по полуаддитивной технологии, уменьшить на 25%; •для печатных проводников на платах, выполненных по аддитивной технологии, уменьшить вдвое. В ряде случаев, чтобы оценить нагрузочную способность печатных проводников, достаточно помнить, что проводник толщиной 35 мкм (а это наиболее распространенная толщина) и шириной 1 мм при перегреве в 20 °С пропускает ток 3 А. С помощью этих данных легко рассчитать нагрузочную способность проводников любой ширины. Но повторяем, что это оценочный расчет. Минимальные зазоры между элементами проводящего рисунка (т.е. зазоры между любыми металлизированными элементами печатной платы) определяются в основном технологией ПП и допустимым напряжением между соседними (смежными) элементами. Значения максимального допустимого рабочего напряжения между элементами проводящего рисунка в зависимости от условий эксплуатации для ПП, изготовленных из фольгированного стеклотекстолита, представлены в табл. 4.12. Более полные данные по допустимым напряжениям для других условий эксплуатации вы найдете в ГОСТ 23751-86. В слаботочной и низковольтной аппаратуре (а это большинство устройств, построенных с применением цифровых и аналоговых микросхем) ширина печатных проводников и зазоры выбираются минимальными для принятого класса точности, которые приведены в табл. 4.13. 0 ... 37 38 39 40 41 42 43 ... 252
|
