Урок "Выполнение графической работы "Чертеж печатной платы электронного устройства"

Для упрощения графики платы отверстия показывают окружностями одинакового диаметра с обозначе­нием по таблице 2 (по ОСТ 27-72-694-834).

При выполнении отверстий таким способом на поле чертежа помещают таблицу отверстий (рис. 2). Раз­меры граф и форма таблицы ГОСТ не устанавливаются.

Все монтажные отверстия долж­ны иметь контактные площадки.

Фор­ма контактной площадки может быть произвольной, круглой, прямоуголь­ной или близкой к ним. Центр кон­тактной площадки симметричной формы должен совпадать с центром монтажного отверстия, для контакт­ных площадок прямоугольной и овальной форм центр монтажного от­верстия может быть смещен (рис. 3). Круглые контактные площад­ки и отверстия с зенковкой изображают одной окружностью, диаметр которой должен соответствовать ми­нимальному размеру контактной пло­щадки. Размер диаметра контактных площадок следует указывать в тех­нических требованиях чертежа. При наличии на плате контактных пло­щадок, не оговоренных размерами, или по форме, отличных от круглых, допускается все контактные площад­ки изображать окружностью, равной диаметру отверстия. Форму и раз­меры следует задавать записью в технических требованиях «Форма контактных площадок произвольная».

Таблица 2

Рисунок 3 - Изображение контактных площадок

Рисунок 4 - Изображение контактной площад­ки с проводником

Для простановки размеров груп­повых контактных площадок реко­мендуется вынести изображение кон­тактной группы в увеличенном масштабе с простановкой необходимых размеров на поле чертежа (рис.5). Рекомендуется делать плавный пере­ход контактной площадки в провод­ник. При этом ось симметрии печат­ного проводника должна быть пер­пендикулярна касательной к контуру контактной площадки или самому контуру контактной площадки (рис. 4). Расстояние между краем про­водника, контактной площадки, неметаллизированного отверстия и краем платы должно быть не менее тол­щины платы Т. Печатные проводни­ки следует изображать в виде отрез­ков линий, совпадающих с линиями координатной сетки, или под углом» кратным 15°. Допускается выполне­ние проводников произвольной кон­фигурации и скругление перегибов проводников (рис. 7).

Печатные проводники следует вы­полнять одинаковой ширины на всем протяжении. В узких местах сужают проводники до минимально допу­стимых значений на возможно мень­шей длине. Взаимное расположение проводников не регламентируется. При необходимости прокладки про­водников шириной 0,3—0,4 мм на всем протяжении рекомендуется че­рез 25—30 мм предусматривать рас­ширение проводника типа контакт­ной площадки.

Рисунок 5 – Изображение контактной группы

Проводники шириной менее 2,5 мм изображают одной линией, являю­щейся осью симметрии проводника, более 2,5 мм — двумя линиями и штрихуют под углом 45⁰ или зачер­няют. Проводники шириной более 5 мм следует выполнять как экран (рис. 6).

Рисунок 6 - Изображение проводников шири­ной более 5 мм

Рисунок 7 – Чертеж печатной платы с проводниками произвольной формы

Форма вырезов в широ­ких проводниках и экранах должна быть показана на чертеже и опре­делена размерами (см. рис. 7). В целях упрощения чертежа допус­кается выполнять проводники любой ширины одной линией, при этом в технических требованиях чертежа указывают ширину проводника.

При прокладке печатных провод­ников следует по возможности избе­гать ответвлений проводников (рис. 8); концы печатных проводников, предназначенные для подключения печатной схемы, рекомендуется рас­полагать с учетом удобства приме­нения переходных элементов (рис. 9). Границы участков печатной платы, которые не допускается зани­мать проводниками, ограничивают штрихпунктирной утолщенной ли­нией.

Рисунок 8 - Изображение печатных проводни­ков: а — правильное; б — неправильное

Рисунок 9 - Изображение контактов для под­ключения печатной платы: а — правильное; б — неправильное

Габаритные размеры печатной платы, диаметры и координаты от­верстий, контактных площадок и их относительное расположение показы­вают на чертеже одним из следую­щих способов:

а) в соответствии с требования­ми ГОСТ с помощью раз­мерных и выносных линий;

б) нанесением координатной сет­ки;

в) комбинированным способом при помощи размерных и выносных линий и координатной сетки;

г) с помощью таблицы коорди­нат.

На рисунке 10 приведен пример вы­полнения чертежа двусторонней пе­чатной платы. Размеры всех элемен­тов нанесены при помощи размерных и выносных линий. При таком спо­собе выполнения чертежа координат­ную сетку не наносят. За начало от­счета в данном примере принят центр левого нижнего отверстия платы. От­верстия различного диаметра обоз­начены в соответствии с данными таблицы 2. Контактные площадки и отверстия с зенковкой упрощенно изображены одной окружностью.

Рисунок 10 - Чертеж двусторонней печатной платы

При задании размеров нанесе­нием координатной сетки линии сет­ки должны нумероваться. Шаг нуме­рации определяют конструктивно с учетом насыщенности и масштаба изображения. Координатную сетку в зависимости от способа выполнения документации наносят на все поле платы (см. рис. 5) или риска­ми по периметру платы (рис. 11). Допускается наносить не все линии координатной сетки, при этом на по­ле чертежа помещают запись типа «Линии координатной сетки нанесе­ны через одну» (рис. 12).

За нуль в прямоугольной системе координат на главном виде платы принимают центр крайнего левого нижнего от­верстия, левый нижний угол платы, левую нижнюю точку, образованную построениями, например продолже­нием линии контура платы, углы ко­торого срезаны.

Рисунок 11 - Вариант нанесения координатной сетки

На рисунке 12 приведен пример вы­полнения чертежа печатной платы комбинированным способом проста­новки размеров — при помощи раз­мерных и выносных линий и коорди­натной сетки. Линии координатной сетки нанесены через одну, и поэто­му приведена соответствующая за­пись в технических требованиях чер­тежа. На поле чертежа выполнена таблица отверстий. Все недостающие данные относительно печатного монтажа указаны в технических тре­бованиях чертежа.

Рисунок 12 – Чертеж печатной платы с проводниками произвольной формы

Пример выполнения чертежа пе­чатной платы с указанием размеров в таблице координат приведен на рисунке 7. Размеры диаметров отверстий указаны на чертеже, относи­тельное расположение отверстий — в таблице координат; все отверстия обозначены арабскими цифрами со­гласно ГОСТ 2.307-68.

На чертеже печатной платы ука­зывают габаритные размеры платы, ширину проводников, имеющих стро­го определенную или переменную ши­рину (при этом расчетную ширину следует указывать на каждом участ­ке между двумя соседними контакт­ными площадками, переходными или монтажными отверстиями); диамет­ры и координаты крепежных, техно­логических и других отверстий, несвязанных с печатным монтажом.

На поле чертежа указывают ме­тод изготовления платы, технические условия (если не все данные содер­жатся на чертеже), шаг координат­ной сетки, ширину проводников и расстояния между ними, расстояния между контактными площадками, между контактной площадкой и про­водником, допуски на выполнение проводников, контактных площадок, отверстий и расстояний между ними, особенности конструкции, технологии и другие параметры печатных плат.

Технические требования распола­гают над основной надписью, фор­мулируют и излагают в следующей последовательности:

1. Плату изготовить ……….. методом.

2. Плата должна соответствовать (ГОСТ, ОСТ).

3. Шаг координатной сетки ...... мм.

4. Конфигурацию проводников выдерживать по координатной сетке с отклонением от чертежа ..... мм.

5. Допускается скругление углов контактных площадок и проводни­ков.

6. Места, обведенные штрихпунктирной линией, проводниками не за­нимать.

7. Требования к параметрам эле­ментов платы — в соответствии с конструктивными данными.

8. Ширина проводников в свободных местах ... мм, в узких ... мм.

9. Расстояние между двумя проводниками, между двумя контактны­ми площадками или проводником и контактной площадкой в свободных местах ... мм, в узких— ... мм.

10. Форма контактных площадок произвольная, b_min =.... мм.

11. Допускается занижение кон­тактных площадок металлизирован­ных отверстий: на наружных слоях до зенковки, на внутренних слоях ...

12. Предельные отклонения расстояний между центрами отверстий, кроме оговоренных особо, в узких местах ± .......мм, в свободных местах ± .... мм.

13. Предельные отклонения рас­стояний между центрами контакт­ных площадок в группе ± ... мм.

14. Маркировать эмалью...... ГОСТ..., шрифт ….... по ГОСТ…....

На изображении платы допуска­ется указывать маркировку (рис. 12) в соответствии с требованиями ГОСТ 2.314-68. Маркировка может быть основной и дополнительной.

Основная маркировка включает ус­ловное обозначение платы; порядко­вый номер изменения чертежа; дату изготовления, порядковый или заводской номер платы и партии плат. Условное обозначение платы следует выполнять травлением фольги. В ка­честве условного обозначения прини­мают последние три цифры обозначения чертежа платы или буквенно-цифровое обозначение функциональ­ной группы, например ЛОГ 2. Ос­тальная маркировка выполняется краской.

Дополнительная маркировка включает позиционные буквенно-цифровые обозначения навесных эле­ментов по электрической принципи­альной схеме, изображение контура навесных элементов, цифровое обо­значение выводов навесных элемен­тов, точек контроля, обозначение по­ложительного вывода (+) полярных навесных элементов.

Символы дополнительной марки­ровки следует выполнять травлением фольги при наличии свободного мес­та на стороне печатного монтажа платы или краской способом сетко-графической печати со стороны пе­чатного монтажа платы, а при необ­ходимости — и со стороны пайки.

К числу особенностей печатного монтажа относятся плоское располо­жение печатных проводников, что не позволяет осуществлять переход с одной платы на другую без перемы­чек, переходных колодок или разъе­мов; установка навесных элементов н крепление выводов только путем пропускания их в отверстия; одно­временная пайка всех элементов, ус­тановленных на печатной плате.

Рисунок 13 - Размещение навесных элементов на печатной плате: а — рекомендуемое; б — не рекомендуемое

Рисунок 14 – Сборочный чертеж печатной платы

Навесные элементы следует раз­мещать правильными рядами, парал­лельно один другому, на той стороне платы, где отсутствуют печатные проводники (рис.13). Такое разме­щение позволяет устанавливать и закреплять навесные элементы на автоматических линиях и выполнять пайку погружением, исключая воз­действие припоя на навесные элемен­ты.

Все навесные элементы крепятся на плате с помощью выводов, кото­рые вставляют в монтажные отвер­стия и подгибают. Не рекомендуется в монтажном отверстии размещать два и более выводов. Некоторые эле­менты, например маломощные тран­зисторы, крепят клеем.

Сборочный чертеж печатной пла­ты при минимальном количестве изо­бражений должен давать полное представление о расположении и вы­полнении всех печатных и навесных элементов и деталей. Сборочный чер­теж выполняют в соответствии с тре­бованиями ГОСТ 2.109-73 с учетом требований ГОСТ 2.413-72. Кон­струкции навесных элементов вычер­чиваются в виде упрощенных изобра­жений, им присваивается буквенно-цифровое позиционное обозначение в соответствии с электрической прин­ципиальной схемой, по которой вы­полняют электрический монтаж пла­ты (рис.14).

На сборочном черте» же печатной платы должны быть ука­заны номера позиций всех состав­ных частей, габаритные и присоеди­нительные размеры, должны содер­жаться сведения о способах присо­единения навесных элементов к пе­чатной плате.

В технических требованиях сбо­рочного чертежа должны быть ссыл­ки на документы (ГОСТ, ТУ и т.п.), уста­навливающие правила подготовки и закрепления навесных элементов, сведения о припое и др.

Основным конструкторским доку­ментом сборочного чертежа печат­ной платы является спецификация, оформляемая в виде таблицы по пра­вилам ГОСТ 2.108-68.

При записи в спецификацию составных частей, являющихся элементами электриче­ской принципиальной схемы, в графе «Примечание» указывают буквенно-цифровые позиционные обозначения этих элементов (рис. 14 и 15).

Рисунок 14 – Спецификация СБ печатной платы

Разработка конструкторской до­кументации печатных плат может осуществляться ручным, полуавто­матическим или автоматизирован­ным методами.

Ручной метод предусматривает разбивку навесных элементов на функциональные группы, размеще­ние групп элементов на площади платы, трассировку печатных про­водников и обеспечивает оптималь­ное распределение проводящего ри­сунка.

При ручном методе конструи­рования разрабатывается чертеж платы, содержащий изображение платы с проводящим рисунком и от­верстиями, а также, при необходи­мости, дополнительное отдельное изображение части платы, требую­щей графического пояснения или нанесения размеров, координатную сетку, выполненную в соответствии с требованиями ГОСТ 2.417-78, раз­меры всех элементов проводящего рисунка и их предельные отклоне­ния; технические требования. Чертеж платы должен выполняться в мас­штабе не менее 2:1, максимальный формат А1.

Полуавтоматизированный метод предусматривает размещение навес­ных элементов при помощи ЭВМ при ручной трассировке печатных про­водников или ручное распределение навесных элементов при автоматизи­рованной трассировке проводников, обеспечивает ускорение процесса конструирования при оптимальном размещении проводящего рисунка. Чертеж платы должен содержать все сведения, необходимые для ее изго­товления и контроля. Изображение слоев платы получают с расчерчи­вающего устройства в виде чертежа-схемы, фотосхемы, фотоотпечатка в масштабе 1:1 или 2:1. На чертеже-схеме и фотосхеме контактные площадки могут быть изображены ус­ловно одной окружностью. Чертеж-схему, фотосхему или фотоотпечаток наклеивают на оригинал чертежа платы.

Постоянные данные чертежа, например, технические требования, таблицу отверстий, следует впечаты­вать с оригинала чертежа постоян­ной части. Формат конструкторско­го документа должен быть не более А2.

Автоматизированный метод пред­полагает кодирование исходных дан­ных, размещение навесных элемен­тов и трассировку печатных провод­ников производить при помощи ЭВМ. Такой метод обеспечивает высокую производительность труда при изго­товлении чертежей. При автомати­зированном методе конструктор раз­рабатывает чертеж-схему кодирова­ния, содержащий номинальные зна­чения размеров элементов конструк­ции платы.

Рисунок 15 – Продолжение спецификации СБ ПП