Основные принципы разработки печатных плат

Усовершенствование и миниатюризация электронных устройств привели к необходимости изготавливать печатные платы с большим количеством компонентов, сложной электрической схемой и высокой плотностью монтажа. Для моделирования современных печатных плат созданы специальные программы, включая OrCAD, Altium Designer, P-CAD и многие другие. Программы автоматического проектирования ускоряют работы по разработке ПП, позволяют избежать грубых ошибок, помогают соблюдать действующие правила и ограничения в отношении размещения компонентов и трассировки.

Этапы разработки современных печатных плат

Первый этап – подготовительный. На этом этапе принципиальную электрическую схему печатной платы импортируют в базу данных системы автоматизированного проектирования (САПР), добавляют схемы всех компонентов, их местоположение и предназначение выводов. Также определяется количество слоев ПП, диаметр отверстий, класс точности платы и т.д. Подбираются материалы для изготовления печатной платы.

Второй этап разработки печатных плат – конструирование. Разработчик определяет размеры и контур платы, предельно допустимую высоту компонентов, расположение отверстий для крепежа. На данном этапе:

• размещаются компоненты;
• выполняется трассировка (отрисовывание токопроводящих дорожек);
• проводится проверка на ошибки;
• рассчитываются механические свойства платы.

На третьем этапе разработки печатных плат создается выходная конструкторская документация. Формат файла должен соответствовать требованиям изготовителя ПП. В конструкторской документации указывается:

• тип диэлектрика, из которого изготавливается основание;
• диаметры отверстий;
• характеристики переходных отверстий (открытые/закрытые паяльной маской/луженые);
• количество и тип областей гальванических покрытий;
• тип, цвет паяльной маски;
• наличие/отсутствие необходимости в маркировке;
• принцип обработки контура (скрайбирование/фрезеровка).

Нюансы создания современных печатных плат

Разработка печатных плат ведется с учетом многих факторов, в список которых входит:

• Выбор диэлектрического материала основания в зависимости от типа и условий эксплуатации платы. Это может быть стеклотекстолит, слоистые пластики, керамика, алюминий, гибкие полимеры.
• Количество слоев металлизации. У сложных печатных узлов предусмотрены дополнительные внутренние слои.
• Электрические соединения. Для получения электропроводящих дорожек на поверхности платы удаляется лишняя медь металлизированного покрытия.
• Переходные отверстия. Соединяют металлизированные слои двухслойных и многослойных печатных плат. Отверстия могут быть сквозными, глухими, скрытыми. Для соединения внешнего слоя с внутренним могут использоваться микроотверстия.
• Паяльная маска. Защитный слой, предотвращающий растекание припоя.
• Реперные точки. Участки, не закрытые маской – служат для калибровки, корректной установки электронных компонентов на плату при автоматическом монтаже печатных узлов.
• Шелкография. Рисунок на поверхности платы, позволяющий визуально ориентироваться в схеме.
• Медные полигоны. Подсоединяются к питанию или земле, помогают отводить излишки тепла от мощных, активных компонентов, снижать уровень шума при работе устройства.

Современные печатные платы разрабатываются под конкретные задачи и полностью соответствуют условиям эксплуатации. Этому способствует широкий выбор материалов и компонентов.  Применение системы автоматизированного проектирования сокращает сроки подготовки ПП к производству.