По российским стандартам (ГОСТ 23751-86) существует 5 классов точности выполнения элементов печатного монтажа.
Таблица 11
Условные обозначения элементов печатного монтажа | Класс точности | ||||
t (мм) | 0,75 | 0,45 | 0.25 | 0,15 | 0,10 |
S (мм) | 0,75 | 0,45 | 0.25 | 0,15 | 0,10 |
b (мм) | 0,30 | 0,20 | 0,10 | 0,05 | 0,025 |
d\H | 0,4 | 0,4 | 0,33 | 0,25 | 0,20 |
(мм) без покрытия | +0,15 | +0,10 | +0,05 | +0,03 | +0.03 |
(мм) без покрытия | -0,15 | -0,10 | -0,05 | -0,03 | -0.03 |
(мм) с покрытием | +0,25 | +0,15 | +0,10 | +0,05 | +0,03 |
(мм) с покрытием | -0,20 | -0,10 | -0,10 | -0,05 | -0,03 |
(мм) | 0,20 | 0,10 | 0,05 | 0,03 | 0,02 |
t- наименьшая номинальная ширина проводника,
S-наименьшее номинальное расстояние между проводниками,
b-минимально допустимая ширина контактной площадки,
d\H-отношение минимального диаметра контактной площадки к толщине платы,
(мм) –верхнее предельное отклонение ширины печатного проводника или контактной площадки от номинального значения,
(мм) - нижнее предельное отклонение ширины печатного проводника или контактной площадки от номинального значения,
- позиционный допуск на размещение проводника.
Указанные допустимые значения необходимо соблюдать в узких местах платы. Узкое место ПП- это участок ПП, на котором элементы печатного проводящего рисунка выполняются с минимально допустимыми значениями. На остальных участках ширина печатных проводников и расстояния между ними могут выполняться большего размера, чем указанный размер по данному классу.
Основными критериями при выборе класса точности являются:
-конструктивная сложность (для малой и средней сложности выбирают 1-3 классы точности, для высокой сложности -3-5 классы точности);
-элементная база (наличие БИС, СБИС, бескорпусных микросхем требует применения 3-5 классов точности),
-шаг выводов компонент (При плотной компоновке класс точности выбирают таким образом, чтобы между контактами микросхемы можно было проложить один проводник. При отсутствии жестких требований по плотности это условие не обязательно);
-быстродействие. (чем выше тактовая частота работы устройства, тем выше требования к длине связей и тем выше класс точности ПП);
-массо-габаритные характеристики (для получения более компактных ПП необходимо применять более высокий класс точности);
-стоимость (высокий класс точности требует более дорогостоящего оборудования, что приводит к повышению стоимости изделия);
-условия эксплуатации (для более жестких условий эксплуатации требуется более высокий класс точности);
При выборе класса точности также решающее значение имеют уровень технологического обеспечения производства, на котором будет изготавливаться печатная плата, объем производства и область применения готового изделия. Для специализированной техники обычно используют более высокий класс точности.
Расчет габаритов ПП
Расчет габаритов ПП ведется в несколько этапов. Сначала выявляются конструкторско – технологические зоны на печатной плате для размещения разных элементов, потом определяются размеры этих зон и выполняется их компоновка на плоскости печатной платы. После компоновки выбираются габаритные размеры платы в соответствии с требованиями стандарта. После этого осуществляется размещение компонент на ПП. После размещения компонент при необходимости проводится корректировка габаритных размеров ПП.
На ПП могут быть следующие зоны:
-зона для размещения компонент,
-зона для размещения соединителя,
-зона для размещения элементов контроля функционирования.
-зона для размещения элементов крепления модуля,
-зона для маркировки,
-краевые поля ПП.
Зона для размещения компонент.
Площадь зоны рассчитывается по формуле:
Где -установочная площадь i элемента.
-коэффициэнт, зависящий от типа кострукции платы и приоритетных требований к конструкции. Он выбирается в интервале (1…3). Для ОПП берется в интервале (2…3), для ДПП – в интервале (1,5 …2,5), для МПП в интервале (1…2). При приоритетных требованиях: минимальные габариты его следует взять меньше.
n-количество компонент.
При расчете площади, занимаемой компонентом, берется площадь прямоугольника, включающая корпус элемента и монтажные площадки. Площадь определяется по формуле:
Где Li и Bi стороны прямоугольника (в мм).
При установке габаритных элементов, имеющих форму отличную от прямоугольника, площадь берется равной площади, занимаемой компонентом с учетом зоны по периметру в 0,5 мм.
Примечание. Если компоненты устанавливаются на радиаторы, то берутся зоны для установки радиаторов. Если при установке компонента используются элементы крепежа, то зону необходимо рассчитывать с учетом элементов крепежа.
Зная площадь для установки компонент зону можно представить в форме прямоугольника, задавшись размером по одной из сторон.
Зона для размещения соединителя определяется исходя из габаритов соединителя и краевых полей для соединителя. Дело в том, что около соединителя со стороны подвода печатных проводников обычно создается высокая концентрация печатных проводников, особенно для соединителей с большим числом контактов. Для этого необходимо с данной стороны соединителя предусмотреть поле с расстоянием до зоны размещения компонент 10-20 мм. Расчет площади зоны для соединителя с прямоугольным корпусом осуществляется по формуле:
для разъёма, размещаемого на краю платы
для разъема, размещаемого внутри площади платы.
Где Lc и Bc габаритные размеры соединителя.
Зона для элементов управления и контроля функционирования. Если элементы управления и функционирования размещаются на субпанели, то площадь определяется площадью, необходимой для установки субпанели. Предположим, что субпанель выполняется в виде уголка с размером Lп*Hп, где Lп длина уголка, а Hп –ширина уголка. Тогда площадь с учетом краевого поля в 5 мм будет равна:
Если в качестве элементов управления и контроля используются отдельные колодки, контакты и прочее, то площадь для их установки учитывается при расчете площади для установки компонент.