Рисунок печатной платы. Элементы проводящего рисунка печатной платы: полное руководство

Что такое элементы проводящего рисунка печатной платы. Какие бывают виды элементов проводящего рисунка. Как рассчитать минимальные размеры элементов. Какие факторы влияют на проектирование проводящего рисунка печатной платы.

Содержание

Что представляют собой элементы проводящего рисунка печатной платы

Элементы проводящего рисунка печатной платы — это основные компоненты токопроводящего слоя, которые обеспечивают электрическое соединение между установленными на плате радиоэлементами. К основным элементам проводящего рисунка относятся:

  • Печатные проводники
  • Контактные площадки
  • Переходные отверстия
  • Монтажные отверстия
  • Межслойные соединения (для многослойных плат)

Правильное проектирование элементов проводящего рисунка критически важно для надежной работы электронного устройства. Рассмотрим подробнее каждый из основных элементов.

Печатные проводники: ключевой элемент проводящего рисунка

Печатные проводники выполняют функцию электрического соединения между компонентами схемы. Их основные характеристики:


  • Ширина проводника
  • Толщина медного слоя
  • Длина проводника
  • Форма трассировки (прямолинейная или с изгибами)

При проектировании печатных проводников необходимо учитывать следующие факторы:

  1. Токовая нагрузка — ширина проводника должна обеспечивать пропускание требуемого тока без перегрева.
  2. Волновое сопротивление — для высокочастотных сигналов важно согласование импедансов.
  3. Электромагнитная совместимость — необходимо минимизировать взаимные наводки между проводниками.

Контактные площадки: обеспечение надежного монтажа компонентов

Контактные площадки предназначены для пайки выводов электронных компонентов к печатной плате. Основные параметры контактных площадок:

  • Форма (круглая, прямоугольная, овальная)
  • Размеры
  • Зазор между краем площадки и отверстием

Правильный выбор размеров и формы контактных площадок обеспечивает:

  • Надежное механическое крепление компонентов
  • Качественное паяное соединение
  • Удобство монтажа и ремонта

Переходные и монтажные отверстия: соединение слоев и установка компонентов

Переходные отверстия обеспечивают электрическое соединение между слоями многослойных печатных плат. Монтажные отверстия предназначены для установки выводных компонентов. Ключевые характеристики отверстий:


  • Диаметр
  • Толщина металлизации
  • Зазор между краем отверстия и контактной площадкой

При проектировании отверстий важно учитывать:

  • Требования к токовой нагрузке
  • Технологические ограничения производства
  • Механическую прочность соединения

Расчет минимальных размеров элементов проводящего рисунка

Минимальные размеры элементов проводящего рисунка ограничиваются конструкторско-технологическими и электрическими факторами. Основные расчетные соотношения:

  1. Минимальная ширина печатного проводника (b):
  2. b > max[bтехн, bнагр] где bтехн — минимальная ширина по технологии изготовления bнагр — минимальная ширина по токовой нагрузке
  3. Минимальный диаметр переходного отверстия (d):
  4. d > h / γ где h — толщина платы γ — отношение диаметра к толщине (обычно 0.2-0.4)
  5. Минимальный размер контактной площадки (D):
  6. D > d + 2bmin где d — диаметр отверстия bmin — минимальная ширина пояска вокруг отверстия

Факторы, влияющие на проектирование проводящего рисунка

При разработке топологии печатной платы необходимо учитывать множество факторов, влияющих на качество и надежность конечного изделия:


  • Электрические параметры схемы (токи, напряжения, частоты)
  • Требования к электромагнитной совместимости
  • Тепловые режимы работы
  • Механические нагрузки
  • Климатические условия эксплуатации
  • Технологические возможности производства
  • Требования к надежности и ремонтопригодности

Комплексный учет всех факторов позволяет спроектировать оптимальный проводящий рисунок печатной платы, обеспечивающий надежное функционирование электронного устройства.

Современные тенденции в проектировании элементов проводящего рисунка

Развитие электроники предъявляет все более жесткие требования к проектированию печатных плат. Основные современные тенденции:

  • Уменьшение размеров элементов для повышения плотности монтажа
  • Применение новых материалов для улучшения электрических характеристик
  • Использование специальных форм проводников для управления импедансом
  • Внедрение 3D-моделирования для оптимизации топологии
  • Автоматизация проектирования с применением искусственного интеллекта

Следование современным тенденциям позволяет создавать высокотехнологичные печатные платы с оптимальными характеристиками.


Заключение

Элементы проводящего рисунка печатной платы играют ключевую роль в обеспечении работоспособности электронных устройств. Грамотное проектирование печатных проводников, контактных площадок, переходных и монтажных отверстий с учетом всех влияющих факторов — залог надежной работы электроники. Постоянное совершенствование технологий и методов проектирования открывает новые возможности для создания все более сложных и миниатюрных устройств.


Элементы проводящего рисунка печатной платы Конструирование и…

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про элементы проводящего рисунка печатной платы, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое элементы проводящего рисунка печатной платы , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Конструирование и проектирование электронной аппаратуры.

Проводящий рисунок образуют: печатные проводники, контактные площадки, межслойные соединения, переходные и монтажные отверстия.

Минимальные размеры элементов проводящего рисунка могут быть ограничены конструкторско-технологическими или электрическими факторами. Технологический разброс воспроизведения линейных размеров, минимальная ширина печатных проводников Ь и расстояния между краями соседних элементов s для различных видов плат и способов их изготовления приведены в соответствующих стандартах, например для ПП—в ГОСТ 23751—86.

 

В случае больших токов через печатный проводник его поперечное сечение ограничивает условие

  (15.1)

где b, hn — ширина и толщина проводника, мм; I — ток через проводник, А; Iдоп — допустимая токовая нагрузка, А/мм2.

Значение I

доп, задаваемое допустимым перегревом печатного проводника, зависит от технологии изготовления печатного рисунка и изменяется в пределах 50…250 А/мм2

Если через bнагр обозначить минимальную ширину проводника, ограниченную нагрузочной способностью и найденную из (7.1), а Ьтехн—технологию изготовления, то ширина проводника – b>max[bтехн. bнагр].

Наименьшее номинальное расстояние l для прокладки n печатных проводников шириной b (рис . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 7.1) рассчитывают по формуле

 (15.2)

где s—расстояние между краями соседних элементов, мм; D1,D2—диаметры контактных площадок, мм; Tl-регламентированное стандартами значение позиционного допуска расположения печатного проводника относительно соседнего элемента, мм.

Минимальные размеры элементов многослойного рисунка, кроме воспроизводимости линейных размеров элементов в слоях, ограничивают возможные смещения слоев относительно Друг друга. В этом случае должно быть обеспечено гарантированное перекрытие слоев на участках, испытывающих влияние смещений.

Конструкция контактных площадок определяет качество элект­рического соединения и механическую прочность сцепления выводов ИЭТ с основанием платы. Контактные площадки выполняют квадратной, круглой или близкой к ним формы. Для установки ИЭТ со штыревыми выводами в контактных площадках предусмотрены монтажные отверстия (см. рис. 7.1,а). Диаметр монтажного отверстия dm0 выбирают больше диаметра выводов do для получения зазора ? = 0,1…0,6 мм, обеспечивающего капиллярное проникновение припоя во время пайки:

 (15.3)

где  — погрешность диаметра отверстия, мм; hm

—средняя толщина слоя металлизации, мм.

Минимальный диаметр круглой или меньший размер прямоугольной контактной площадки выбирают из условия получения гарантированного пояса металла Ьmin вокруг отверстия, обеспечивающего качественное соединение при заданных предельных отклонениях размеров и позиционных допусках для площадки и отверстия.

Минимальные размеры контактных площадок при монтаже ИЭТ на поверхность определяют из условия гарантированного качества присоединения при учете возможных смещений. Переходные отверстия должны иметь малое сопротивление, а для получения высокой плотности печатного рисунка—и малые размеры. Однако при малом диаметре отверстий и большой толщине плат трудно обеспечить хорошее качество металлизации, поэтому минимальный диаметр переходного отверстия выбирают из условия

 (15.4)

где h — толщина платы, мм; ? — отношение номинального зна­чения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине платы, оговоренное в стандартах на конструирование плат. Обычно ? = 0,2…0,4. При многослойном монтаже переходные отверстия могут соединять как внешние, так и промежуточные слои.

Пространственное расположение печатных проводников, контактных площадок и отверстий привязывают к координатной сетке, наносимой на чертежи плат. В подавляющем большинстве случаев используют сетки с прямоугольной системой координат, шаг которых зависит от вида плат и шага выводов устанавливаемых ИЭТ. Центры контактных площадок и отверстий следует располагать в узлах координатной сетки. Если шаг выводов не совпадает с шагом координатной сетки, то необходимо соблюдать следующее правило: центр контактной площадки или отверстия, в которое впаивают первый вывод, должен совпадать с узлом сетки, а других—находиться на одной из горизонтальных или вертикальных координатных линий.

Статью про элементы проводящего рисунка печатной платы я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развии теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое элементы проводящего рисунка печатной платы и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Конструирование и проектирование электронной аппаратуры

Из статьи мы узнали кратко, но емко про элементы проводящего рисунка печатной платы

Изготовление печатной платы. «Карандашный» метод.

Изготовление печатных плат методом травления для радиолюбителей не является чем-то новым, но начинающие любители электроники порой сталкиваются с проблемой изготовления качественной печатной платы для своих самодельных радиоустройств.

Стоит заметить, что обычно новички стремятся изготовить какую-либо несложную схему, с небольшим количеством радиоэлементов и низкой плотностью монтажа.

Основной сложностью при изготовлении печатной платы остаётся процесс формирования устойчивого к травлению слоя, который не позволяет раствору хлорного железа вступить в реакцию с будущими медными проводниками.

Сейчас в ходу так называемая лазерно-утюжная технология, которая позволяет изготавливать очень качественные печатные платы. Но для этого метода нужно соответствующее оборудование и материалы. Например, лазерный принтер, специальная бумага и прочие мелочи.

Но можно ли обойтись минимумом инструментов для производства простой с точки зрения размеров и плотности монтажа печатной платы? Да! Читайте далее.

«Карандашная» технология изготовления печатных плат.

Суть данной технологии заключается в использовании корректирующего карандаша. Данный карандаш служит для исправления помарок и корректировки ошибок при письме. Но этот же карандаш можно с лёгкостью использовать и для нанесения рисунка проводников на поверхность фольгированного стеклотекстолита или гетинакса.


Корректирующий карандаш

В широкой продаже есть также «замазка» – аналог корректирующего карандаша, в котором есть специальная кисточка и маленький тюбик с белой корректирующей жидкостью. Карандаш же замечателен тем, что он позволяет наносить рисунок в виде тонкой дорожки, шириной около 2 миллиметров, что в большинстве случаев вполне пригодно для нанесения рисунка печатной платы.

Процесс изготовления печатной платы «карандашным» методом.

Покажу наглядно весь процесс нанесения устойчивого к травлению слоя на заготовку при изготовлении печатной платы для усилителя на микросхеме TDA2822.

Для начала понадобиться рисунок (разводка) соединительных дорожек, который необходимо перенести на поверхность фольгированного текстолита, стеклотекстолита либо гетинакса. Рисунок можно нарисовать самому, а можно взять готовый из описания устройства, которое планируется собрать. Далее можно поступить таким образом. Если есть принтер – подойдёт любой – распечатываем рисунок на листе бумаги. Затем вырезаем шаблон.


Заготовка печатной платы и шаблон рисунка соединительных дорожек

Далее приклеиваем бумажный шаблон с рисунком на заготовку из фольгированного текстолита со стороны медной фольги. Перебарщивать с клеем не нужно, необходимо лишь 4-6 капель, чтобы зафиксировать шаблон рисунка на заготовке. Клей можно применять в принципе любой – от обычного ПВА до «Момента». Всё равно, заготовку потом придётся шлифовать.

Далее необходимо просверлить отверстия под установку радиодеталей. Для этого понадобится миниатюрный сверлильный станок и свёрла диаметром 0,8 – 0,9 мм. Перед началом сверления отверстий рекомендуется сделать шилом небольшие углубления в местах сверления. Если этого не сделать, то сверло будет уводить. Стоит отметить, что широко распространённые в продаже свёрла плохо сверлят медную фольгу. Поэтому проделывая небольшие углубления в медной фольге, мы уменьшаем нагрузку на свёрла и облегчаем процесс сверления.


Печатная плата после сверления отверстий

После того, как отверстия просверлены – аккуратно отделяем шаблон от заготовки. Если бумажный шаблон не повреждён, то его лучше сохранить. Далее он нам ещё может понадобиться. Кроме всего прочего, его можно использовать повторно при изготовлении платы для такого же устройства.

Для шлифовки желательно использовать наждачную бумагу или ленту с мелкой зернистостью. От неё на медной фольге не останется глубоких царапин.

Шлифуем заготовку со стороны медной фольги до тех пор, пока поверхность не будет очищена от грязи, окисла и остатков клея. Также шлифовка необходима, чтобы убрать острые медные края у отверстий, образовавшиеся от сверления фольгированного стеклотекстолита.

Производить сверление отверстий рекомендуется до нанесения рисунка дорожек карандашом и последующего травления. Причина проста. При сверлении отверстий можно легко испортить уже готовые соединительные дорожки и «пятаки». Например, при сверлении или шлифовке очень легко повредить медную окантовку вокруг отверстий.

Вот теперь настало время применения корректирующего карандаша. Наносим рисунок будущих проводников на фольгированную поверхность в соответствии с рисунком. Это довольно легко, так как отверстия служат своего рода координатами. Кстати, здесь может понадобиться наш бумажный шаблон, ведь на нём указана трассировка всех соединений.


Заготовка печатной платы после нанесения рисунка дорожек

Форму дорожек можно подкорректировать с помощью лезвия безопасной бритвы, скальпелем. Далее необходимо подготовить раствор хлорного железа. Для травления понадобиться небольшой пластиковый резервуар, но, ни в коем случае не металлический!


Корректировка дорожек

В резервуар для травления заливаем немного тёплой, чуть горячей воды. Температура увеличивает скорость протекания химических процессов, и медь вытравится быстрее. Добавляем в резервуар хлорного железа. При этом следует засыпать порошок хлорного железа медленно и держаться от резервуара на расстоянии. Растворение хлорного железа в воде сопровождается выделением пара и брызг.

В процессе травления время от времени рекомендуется покачивать резервуар либо помешивать раствор с целью очистить реагирующую медную поверхность от нерастворимого осадка, который появляется в результате химической реакции. Процесс травления может занять несколько часов, всё зависит от температуры раствора, концентрации реагирующих веществ, конвекции жидкости в резервуаре, чистоты поверхности заготовки.


Заготовка после травления

После того, как ненужные участки вытравились, печатную плату нужно промыть под струёй воды и очистить медные дорожки от защитного покрытия. Затем заготовку нужно ещё раз отшлифовать до блеска. Далее нужно облудить медные дорожки – покрыть их тонким слоем припоя. Чтобы процесс лужения проводников был быстрее и качественнее, рекомендуется покрыть их нейтральным паяльным флюсом, таким как ЛТИ-120. Также можно применить паяльный жир.


Очищенная печатная плата

Далее с помощью паяльника покрываем дорожки тонким слоем припоя. Если в процессе лужения отверстия под выводы деталей «закрыло» припоем, то берём деревянную зубочистку или остро заточенную спичку. Прогреваем место рядом с отверстием и «прокалываем» зубочисткой отверстие.


Готовая печатная плата

И ещё маленький совет. После того, как монтаж деталей в печатную плату будет произведён, протрите или отмойте места пайки тряпкой (или кусочком ваты), смоченной в растворителе (Уайт-спирите) или изопропиловом спирте, чтобы удалить остатки канифоли в местах пайки. Чтобы процесс пошёл быстрее, сначала очищаем от канифоли те места, где её особенно много обычным пинцетом. А оставшуюся канифоль отмываем растворителем.

Как уже говорилось, данная технология годиться для быстрого изготовления печатных плат с низкой плотностью монтажа радиоэлементов. Но, несмотря на это, с её помощью можно изготавливать огромное количество электронных устройств или небольших совместимых модулей.

Также изготовить печатную плату можно с помощью маркера для печатных плат или с применением цапонлака.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

  • Способы соединения элементов питания.

  • Научись паять! Подготовка и уход за паяльником.

  • «Мультирозетка» Собираем многофункциональную розетку.

  • Разновидности конденсаторов по типу диэлектрика. Электролитические конденсаторы.

 

Circuit Board Art — Etsy.

de

Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.

Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.

Найдите что-нибудь памятное, присоединяйтесь к сообществу, делающему добро.

(817 релевантных результатов)

PCB to Принципиальная схема — Производство печатных плат и сборка печатных плат

Преобразование схемы в компоновку печатной платы или печатной платы в сервисы схематических диаграмм