Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 54
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
капитальный финансирование прибыль
Введение 3
1 Типы печатных плат 4
1 Односторонние (ОПП). 4
1.2 Двусторонние (ДПП). 4
1.3 Многослойные (МПП). 4
1.4 Гибкие. 5
1.5 Гибко-жесткие. 6
1.6 Алюминиевые. 6
1.7 Сверхвысокочастотные (СВЧ). 7
2 Этапы проектирования печатных плат 8
3 Специальное программное обеспечения для создания печатных плат 10 10
3.1 Fritzing 10 11 12
3.2 LibrePCB 11
3.3 Altium Designer 11
3.4 DipTrace 12
4 Технология изготовления печатных плат 14
5 Этапы производства печатных плат 25
6 Материалы для печатных плат 31
7 Анализ производственных и опасных факторов 36 28
Заключение 39
Список литературы 40
ВВЕДЕНИЕ
Печатные платы применяются практически во всех отраслях народного хозяйства, и потребность в них постоянно возрастает.
Опережающие темпы развития микроэлектроники требуют непрерывного повышения их технического уровня, который определяется ростом плотности монтажа электрорадиоизделий, повышения требований к надежности, увеличением частоты следования импульсов. Обеспечение этих требований зависит от достижений в области конструирования и развития технологии производства печатных плат.
Печатные платы широко применяются в бытовой технике, аппаратуре средств связи, вычислительной технике, в системах автоматизации. Они также используются в контрольно измерительной аппаратуре, в медицинском приборостроении, в автомобильной промышленности, в других областях промышленной электроники, в авиационной, космической промышленности. Известно применение печатных плат в спецтехнике, в городском коммунальном хозяйстве (для средств контроля расхода воды, газа, электричества, топлива и пр., экологического контроля воды, воздуха, земли по радиационным, физическим, механическим и химическим параметрам).
Технологический процесс изготовления печатных плат является сложным и многооперационным Он требует не только узких специалистов в области химии, физики, схемотехники, программирования, организации производства, но и специалистов широкого профиля, представляющих все проблемы и пути комплексного решения вопросов, стоящих в настоящее время в производстве печатных плат.
1.Типы печатных плат
В зависимости от особенностей производства и назначения продукта выделяют следующие типы печатных плат:
1 Односторонние (ОПП).
2 Двусторонние (ДПП).
3 Многослойные (МПП).
4 Гибкие.
5 Гибко-жесткие.
6 Алюминиевые.
7 Сверхвысокочастотные (СВЧ).
Рассмотрим более подробно каждую из разновидностей продукции.
1 Односторонние (ОПП) ОПП – плата, конструктивно состоящая только из одного слоя диэлектрика. Одна из ее сторон – металлизированная. На нее и будут наноситься токопроводящие дорожки, выполняться монтаж компонентов. Преимущественно используется медное покрытие, ведь оно имеет отменные электропроводящие свойства. Обязательно металлизированная поверхность покрывается паяльной маской. Для фиксации и вывода компонентов применяются металлизированные отверстия. Присоединение элементов выполняется на контактных площадках. Основная проблема – конфликт пересекающихся трасс (трассировка).
2 Двусторонние (ДПП). В ДПП металлизированное покрытие наносится уже на обе наружные стороны диэлектрической основы. Межсоединения рабочих элементов, установленных на разных сторонах, выполняется через сквозные отверстия (монтажные), предварительно покрытие слоем меди или ее сплава. Проблема пересекающихся трасс здесь минимизируется путем переноса конфликтующей на другую сторону. Выполняется это также через сквозное отверстие, но уже переходное.
3 Многослойные (МПП). Представляют собой сложный блок из нескольких двуслойных печатных плат. Между собой они соединяются специальным клеем, который также выполняет и функцию изоляционного материала. Благодаря этому исключается вероятность расплавки одного из компонентов под воздействием избыточного теплового потока, выделяемого другим. Наибольшее применение МПП получили в высокоскоростных цепях. Предоставляют больше площади для нанесения токопроводящих дорожек и питания.
4 Гибкие. Особенность гибкой платы – тонкое и гибкое диэлектрическое основание. Такие печатные изделия многослойные, могут быть одно- и двусторонними. Они состоят из подложки диэлектрика (преимущественно из полиамидных составов и другого пластика), адгезива, токопроводящего материала, защитной пленки. Такие платы можно сгибать по краям, заворачивать. Они отличаются более компактными размерами в сравнении с жесткими аналогами, что существенно расширяет их область применения. В некоторых соединениях одна гибкая плата может заменить несколько жестких.
Рисунок 1 – Гибкая плата
5
Гибко-жесткие. Гибко-жесткая печатная плата – это совмещение жесткой и гибкой конструкции. Преимущественно это несколько слоев гибких изделий, закрепленных на жестком внутреннем основании. Такие платы изготавливаются с повышенной точностью, что делает их оптимальными для применения в приборах медицинского назначения, в военной, космической технике и пр. Также они отличаются минимальным весом и габаритами. А вот это уже расширило их область применения: цифровые камеры, сотовые телефоны, электроника автомобилей, кардиостимуляторы.
Рисунок 2 – Гибко-жесткая плата
6 Алюминиевые. Алюминиевые печатные платы разделены на 2 группы:
1.Представляют собой элемент из листового алюминия с оксидированной поверхностью, на которую нанесена медная фольга. Они не подлежат сверлению, то есть выпускаются исключительно односторонними. Их обработка выполняется в соответствии со стандартизированными технологиями химического нанесения изображения.2.Здесь токопроводящие дорожки формируются в алюминиевой основе. Заготовка оксидируется, не только поверхностно, а на всю глубину пролегания токопроводящего проводника. Их можно делать многослойными Особенность таких плат – эффективное отведение тепла (алюминий обладает высокой теплопроводностью) в комплексе с повышенной жесткостью и стойкостью к механическим повреждениям. Поэтому по назначению алюминиевая печатная плата относится к особо мощным. Они используются в системах, работающих под большим напряжением и требующих очень жестких допусков: светофоры, источники п
итания, сильноточные схемы, контроллеры двигателей и пр.
Рисунок 3 – Алюминиевая плата
1.7 СВЧ печатные платы. В этой категории представлены печатные платы, способные работать в диапазоне частот от 0,5 до 2 ГГц. Они применяются в частотно-критических узлах: элементы связи, микрополосковые платы, микроволновые и прочих высокочастотных элементах. Изготавливаются преимущественно из ламината (класс FR4), армированного стекловолокном, полифениленоксидной смолы, тефлона. Наиболее дорогостоящий компонент – тефлон. Но ему нет аналогов по стабильной и невысокой диэлектрической проницаемости, минимальным диэлектрическим потерям, стойкости к воздействию влаги (не поглощает воду)
2 Этапы проектирования печатных плат
1 Подготовительный этап
На данном шаге потребуется подготовить библиотеки компонентов и принципиальных схем. Прежде чем приступать к основной части процесса, следует подготовить схемную библиотеку составляющих SCH. Кроме того, на данном этапе готовится и пакет компонентов самой платы.
2 Разработка дизайна структуры
Отталкиваясь от габаритов изделия и позиционирования механического плана потребуется создать каркас в среде проектирования, выбрав расположение всех клавиш и разъёмов. Также понадобится определиться, где будут расположены отверстия для крепления. В данном случае в учёт нужно брать требования к размещению. На этом же шаге выбирается и площадь проводки, наряду с областью без неё.
3 Выбор дизайна макета
Посредством дизайна компоновки понадобится расположить все составляющие в рамке платы, отталкиваясь от требований, выдвигаемых к проекту. После импортируется перечень соединений в ПО PCB. Это достаточно важный этап во всём процессе по созданию печатной платы. Нужно понимать, что чем сложнее она будет, тем качественнее окажется компоновка.
4 Выбор схемы подключения.
При выборе метода подключения нужно учесть 2 фактора:
1 компоновку;
2 удовлетворённость электрическими критериями.
Кроме того, нужно понимать, что даже если проводка будет аккуратной и красивой, но выполнена "грязно", это может привести к существенным трудностям при более поздних модификациях оптимизации. Ну и, конечно, это в существенной степени усложнит процесс обслуживания при возникновении такой необходимости
5 Оптимизируем проводки и располагаем шелкографию
На этом этапе выполняется шелкографический логотип. Символы его нижнего экрана нужно отражать по ходу проектирования, что в дальнейшем поможет обойти возможные трудности с верхней его частью.
6 Контроль DRC и структуры
Это один из самых важных этапов проектирования плат. По его ходу нужно проверить сам проект, а также провести ряд специальных проверок, для которых к процессу потребуется привлечь экспертов.
7 Обращение к поставщикам
Прежде чем завершить все процессы обработки и изготовления, разработчику понадобится обратиться к PE поставщику печатных плат. Это делается для того, чтобы рассказать производителю о подтверждении обработки самой платы. На этом этапе вносятся финальные правки.Именно из таких шагов и состоит проектирование печатных плат. Соблюдая их в полном объёме можно достичь финального результата, получив на выходе качественное и работоспособное изделие
3.Специальное программное обеспечение для создания печатных плат
Доступен широкий спектр бесплатных программ для проектирования печатных плат: от классических с открытым исходным кодом до полнофункционального платного ПО, предназначенного для профессиональных рабочих процессов. Ниже мы опишем лучшие бесплатные программы для проектирования печатных плат. Решение о том, что лучше, зависит от ряда факторов. К ним относятся практические соображения, например, на какой платформе работает программное обеспечение (например, ПК, Mac или Linux) или основано ли оно на браузере и, следовательно, доступно с нескольких устройств. Предполагаемое использование печатной платы имеет значение, как и предыдущий уровень владения электроникой и печатными платами пользователя. Другие соображения, которые могут повлиять на выбор инструмента, включают уровень поддержки специальных приложений, например, PCB Art или RF-решений, русификация интерфейса программы. К сожалению, программы для проектирования печатных плат на русском языке найти проблематично. В настоящий момент, на русский язык переведены только пособия для ознакомления с ними. В заключение следует отметить, что опытные разработчики печатных плат часто используют более одного инструмента в зависимости от выполняемой задачи.
3.1 Fritzing
Fritzing стремится сделать электронный дизайн доступным для всех
Тип: офлайн с неограниченной функциональностью
Операционные системы: Windows, Mac, Linux
Разработчики: Interaction Design Lab и IXDS
Fritzing включает в себя простые в использовании функции и поддерживает простые схемы с инструментами для перевода проектов на макеты без необходимости в пайке, паяные стрип-платы или печатные платы. По этой причине он нашел особую нишу в школах и институтах, используется в большом количестве образовательных ресурсов.
Fritzing имеет сильную поддержку и активный форум пользователей. Благодаря уникальному и простому подходу его стоит рассмотреть для простых проектов и, в частности, для использования в учебных заведениях.
3.2 LibrePCB
LibrePCB — это то, как может выглядеть EDA будущего с открытым исходным кодом (Источник: LibrePCB )
Тип: офлайн с неограниченной функциональностью
Операционные системы: Windows, Mac, Linux
Разработчик: LibrePCB
LibrePCB — один из наиболее известных бесплатных пакетов проектирования печатных плат «нового поколения». Программа зарекомендовала себя как простая в использовании с простым, интуитивно понятным интерфейсом. Хотя в настоящее время в ней отсутствуют такие функции, как 3D-визуализация. В ее основе лежит мощная поддержка современных библиотек компонентов, которая будет оценена теми, кто работает в передовых областях электроники. Учебный материал ограничен, хотя это компенсируется простотой использования. Небольшой, но активный форум может помочь с функциональными вопросами. Интернет-чат (IRC) и группы Telegram существуют для тех, кто хочет стать ближе к развитию функциональности программы.