Печатные платы что это и их назначение?

Исторический путь печатной платы

Электронные печатные платы отметили начало пути становления и развития системами электрических соединений, разработанных в середине XIX века.

Металлические полосы (стержни) изначально применялись для подключения громоздких электрических компонентов, смонтированных на древесном основании.

Постепенно металлические полосы вытеснили проводники с винтовыми клеммными колодками. Деревянную основу тоже модернизировали, отдав предпочтение металлу.

КЛЕММНАЯ

Примерно таким выглядел прототип современного производства ПП. Подобные решения конструирования применялись в середине XIX века

Практика применения компактных, малых по размерам электронных деталей, требовала уникального решения по базовой основе. И вот, в 1925 году некто Чарльз Дюкасс (США) нашёл такое решение.

Американский инженер предложил уникальный способ организации электрических связей на изолированной пластине. Он использовал электропроводящие чернила и трафарет для переноса принципиальной схемы на пластину.

Чуть позже — в 1943 году, англичанин Пол Эйслер также запатентовал изобретение травления токопроводящих контуров на медной фольге. Инженер использовал пластину-изолятор, ламинированную фольгированным материалом.

Однако активное применение технологии Эйслера отметилось лишь в период 1950-60 годов, когда изобрели и освоили производство микроэлектронных компонентов — транзисторов.

Технологию изготовления сквозных отверстий на многослойных печатных платах запатентовала фирма Hazeltyne (США) в 1961 году.

Так, благодаря увеличению плотности электронных деталей и тесному расположению связывающих линий, открылась новая эра дизайна печатных плат.

Сервис по заказу печатных плат из Китая

Какие у него есть положительные стороны?
Это;

•    Сайт может отображаться на русском языке;
•    На сайте имеется калькулятор расчёта стоимости заказанных печатных плат, цену которых можно сразу рассчитать;
•    Цена за 10 плат размером 100х100 мм и меньше — 5$ (без стоимости доставки)
•    Купон на 5$ за первый заказ (то есть платы получаются бесплатно, оплата только доставки)
•    Хорошее качество плат, изготовление за несколько дней

Ну понятно, что для заказа плат на сайте нужно зарегистрироваться. Затем заполнить в таблице на сайте необходимые значения для заказа своих плат. То есть размер платы в мм, необходимое кол-во плат, кол-во слоёв (сторон). Да, количество плат в заказе здесь выбирается кратно пяти, то есть минимум пять, десять, пятнадцать и т.д., и если Вам нужно меньше пяти, то можно с кем нибудь скинуться. Что интересно пять и десять плат (100х100 мм) стоят одинаково — 5$. Так что если хотите поделиться платами с коллегами, или подарить им свою разработку, то заказывайте 10 штук, хотя возможно при этом может немного увеличится стоимость доставки, так как увеличится вес посылки.
Если Вам нужно больше десяти плат, то лучше сделать через некоторое время второй аналогичный заказ на 10 плат, так как если Вы укажете в заказе количество плат, например — 15, то стоимость изготовления плат сразу подскочит в несколько раз. То есть было 5$ 10 плат, за 15 станет около 40-ка и плюс доставка. Дешевле будет сделать второй аналогичный заказ.
Такие вот тонкости заказов у этой фирмы.

Да, загружать на сайт файлы для заказа плат, нужно в формате Gerber, ну а создавать и рисовать свои платы можно в Sprint-layout, в DipTrace в Eagle, в Topor. Естественно профессиональная программа PCAD. Так же любые другие программы, где есть возможность конвертации проекта платы в формат Gerber.

Какой вывод следует из всего написанного выше?
В Китайской фирме лучше всего и дешевле, заказывать платы, размеры которых по любой стороне не превысят 100 мм. То есть если Ваша конструкция не очень большая, постарайтесь вместить её на печатную плату не превышая размера 100х100 мм, тогда стоимость изготовления Ваших печатных плат не будет больше 5$.
Если Вам нужны печатные платы, размеры которых больше, чем 100х100 мм, то выгоднее уже будет заказывать их в России.
Мне понадобились печатные платы гораздо больших размеров, чем сто на сто. Я перелопатил н-ное количество сайтов, пока не нашёл для себя более-менее подходящий вариант, с которым и хочу с Вами поделиться.

№ 8 — Используйте правило 3W для минимизации связи между дорожками

Связанные линии передачи могут сыграть дурную роль при сохранении целостности сигнала при его передаче. Для минимизации этого риска существует обязательное общее правило как можно дальше разносить дорожки друг от друга, хотя при конструировании реальной платы это правило выполнить трудновато.

Если вы когда-либо задумывались, насколько вообще далеко друг от друга нужно располагать дорожки для минимизации связи между ними, то воспользуйтесь правилом 3W. Оно гласит о том, что расстояние между дорожками, измеренное между продольными осями дорожек, должно быть в три раза больше, чем ширина отдельной дорожки. Вы можете также увеличить расстояние с 3 до 10 раз, чтобы получить куда меньшее влияние сигнала одной дорожки на сигнал другой дорожки и уменьшить перекрестные помехи.

Правило 3W говорит о том, что дорожки необходимо разносить на достаточное расстояние друг от друга для минимизации взаимного воздействия сигналов.

Процесс производства материнских плат

Процесс производства материнской платы по существу разбит на четыре части:

Технология поверхностного монтажа (SMT)
Включает припайку мелких компонентов на материнскую плату. Процесс начинается с того, что печатные платы укладываются и проталкиваются машиной одна за другой в усовершенствованный принтер, который, следуя указанной схеме, припаивает компоненты на места.
Затем материнские платы проверяют вручную и помещают на встроенный чип-тестер, чтобы убедиться, что печать компнентов была выполена достаточно точно. Если испытание завершается успешно, процесс сборки продолжается.

DIP
Этот процесс начинается с установки материнских плат в машину, которая устанавливает небольшие конденсаторы. После этого устанавливаются более крупные компоненты, такие как 24-контактные разъемы и порты ввода-вывода, – это делают вручную.
Прежде чем материнская плата будет готова к тестированию, она должна пройти ручную проверку, чтобы убедиться, что компоненты установлены правильно.
После ручного осмотра они отправляются в термокамеру, которая нагревает её до 265° по Цельсию, чтобы усилить недавно припаянные компоненты

После этого она будет готова к тестированию.

Тестирование, как легко понять, важно для контроля качества. Все порты ввода/вывода, PCI Express Lanes и т.д

должны пройти серию тестов, прежде чем они будут помечены готовыми к упаковке.

Упаковка и распространение
Процесс упаковки и распространения – это объединение в одной коробке кабелей SATA, руководства, экрана ввода/вывода, установщика драйвера и почти всего, что вы найдёте вместе с недавно приобретенной материнской платой.
Материнская плата также будет упакована в антистатический пакет. Теперь материнская плата готова к распространению.

Слой 31-32: tCream/bCream

Указанные слои содержат данные о нанесении паяльной пасты для пайки компонентов поверхностного монтажа. Как правило, этот слой используется изготовителями печатных плат в качестве шаблонов для нанесения паяльной пасты перед монтажом деталей.

При размещении компонентов поверхностного монтажа вся информация о том, куда следует наносить паяльную пасту, формируется автоматически. Однако если вам необходимо самостоятельно определить место нанесения паяльной пасты, обязательно сделайте область нанесения паяльной пасты меньше, чем область паяльной маски, чтобы два материала не перекрывали друг друга.

Правила обращения с платами

Фольга приклеивается к основанию достаточно прочно – но со временем выполненные из фольги дорожки могут отслаиваться – особенно, если менять на них отдельные детали.

При обращении с печатными платами следует соблюдать несколько простых правил:

• на платы не должна попадать жидкость, которая может привести к их выходу из строя;
• при попадании воды устройство следует отключить от питания (извлечь аккумулятор), извлечь плату, почистить (например, изопропиловым спиртом) и попытаться высушить – после этого деталь может работать без проблем, но иногда для ремонта приходится обращаться в сервис;
• ремонтом плат следует заниматься только специалистам или людям, имеющим опыт пайки – попытка сэкономить на ремонте может привести к ещё большим повреждениям;
• если вода попала на плату мобильного телефона (прочность которой обычно заметно ниже, чем у аналогичных деталей другой техники), в сервис стоит обратиться как можно быстрее.

Рис. 7 .платы мобильных телефонов.

Телефонные платы следует особенно тщательно беречь от попадания внутрь жидкости.

Многослойные печатные платы

Четырехслойные печатные платы содержат на внутренних слоях потенциальные цепи (питания и земли), а на внешних (наружных) слоях сигнальные трассы и монтажное поле присоединения компонентов. Конструкции четырехслойных печатных плат выгодно выполнять так, чтобы их можно было изготавливать по технологии двусторонних.

Многослойные печатные платы (МПП) содержат чередующиеся слои тонких изоляционных подложек с нанесенными на них проводящими рисунками, физически соединенными в одно многослойное основание. Электрические соединения в многослойной структуре МПП осуществляются сквозными (преимущественно) или глухими отверстиями. Каждый из внутренних слоёв может представлять собой одностороннюю плату или двустороннюю с межслойными переходами.

Описание слоёв многослойных печатных плат

Слои в МПП имеют определенное функциональное назначение:

• наружные монтажные слои конструируются и используются для монтажа электронных компонентов;
• сигнальные слои, несут на себе топологическую схему сигнальных межсоединений;
• слои земли и питания выполняют, как правило, большими полигонами с минимальным омическим и индуктивным сопротивлениями, они одновременно служат электрическими экранами, заземленными по высокой частоте развязывающими емкостями;
• теплоотводящие или тепловыравнивающие слои.

Увеличение плотности компоновки, связанное с этим увеличением количества межсоединений обычно решались увеличением слоев. Существуют примеры создания 40 и более слойных печатных плат.

Приоритеты по увеличению количества межсоединений многослойных печатных плат

Сегодня преимущественное направление увеличения количества межсоединений:

• увеличение плотности трасс за счет уменьшения шага трассировки с одновременным уменьшением ширины проводников;
• выполнения межслойных переходов в шаге трасс, то есть в размерах тонких проводников;
• выполнением многоуровневых межсоединений в многослойных структурах: сквозных, слепых, глухих.

Слой 27-28: tValues/bValues

И вновь, согласно своим названиям, на этих двух слоях размещены номинальные значения каждого компонента на плате. Например, у резистора будет указано номинальное сопротивление, например 10К, а рядом с конденсатором можно увидеть значение емкости, например 0.1uF.

Многие разработчики решают не включать этот слой в физическую реализацию печатной платы, предпочитая вместо этого иметь спецификацию (Bill of Materials, BOM), к которой можно обратиться для того, чтобы уточнить номинальное значение по позиционному обозначению того или иного компонента. Однако если вы планируете разрабатывать печатную плату, которая будет частью набора для сборки, или которая будет собираться вручную, то будет чрезвычайно полезно представить на плате и позиционные обозначения, и номиналы компонентов. Это сделает процесс сборки более понятным.

Какое отношение к этому имеют бутерброды?

Честно говоря, аналогия с бутербродами не совсем идеальна, но чем больше я пытался придумать идеальное физическое представление о том, как изготавливается печатная плата, тем больше подходил именно бутерброд. У вас есть верхние и нижние слои (это хлеб), ваши внутренние слои (это мясо, сыр и приправы), и все это в итоге объединяется в единое целое.

Типичный набор слоев печатной платы выглядит своего род как бутерброд (картинка слева)

Прежде чем мы начнем, важно знать, что печатные платы производятся на больших панелях, которые содержат

множество других печатных плат. Может быть, они все ваши, а иногда несколько разработок объединяют в одну панель, чтобы сэкономить деньги. Процесс, о котором мы поговорим ниже, заключается в создании полноценной многослойной платы, а если вы просто имеете дело с 1-2 слойными платами, тогда этапов будет меньше.

Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей

Следующий шаг, это подготовка печатной платы к монтажу радиоэлементов. После снятия с платы краски, дорожки нужно обработать круговыми движениями мелкой наждачной бумагой. Увлекаться не нужно, потому что медные дорожки тонкие и можно легко их сточить. Достаточно всего нескольких проходов абразивом со слабым прижимом.

Далее токоведущие дорожки и контактные площадки печатной платы покрываются и лудятся мягким припоем эклектрическим паяльником. чтобы отверстия на печатной плате, не затягивались припоем, его на жало паяльника нужно брать немного.

После завершения изготовления печатной платы, останется только вставить в предназначенные позиции радиодетали и запаять их выводы к площадкам. Перед пайкой ножки деталей нужно обязательно смочить спирто-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то их нужно перед пайкой обрезать бокорезами до длины выступания над поверхностью печатной платы 1-1,5 мм. После окончания монтажа деталей нужно удалить остатки канифоли с помощью любого растворителя — спирта, уайт-спирта или ацетона. Они все успешно растворяют канифоль.

Подробно о технологии пайки на примерах пайки деталей, о марках припоев и флюсов, устройстве и ремонте паяльников Вы можете узнать из цикла статей раздела «Как паять паяльником».

На воплощение этой простой схемы емкостного реле от разводки дорожек для изготовления печатной платы до создания действующего образца ушло не более пяти часов, гораздо меньше, чем на верстку этой страницы.

5 Материал основания ПП

Выбор материала
основания (табл. 5) производят с учетом обеспечения физико-механических и
электрических параметров ПП после воздействия механических нагрузок (ГОСТ
10316-78).

Для изготовления ПП с
металлизированными отверстиями следует использовать материалы с гальваностойкой
фольгой. Для ПП, предназначенных для эксплуатации в условиях 1 и 2-й групп
жесткости по ГОСТ 23752-79, рекомендуется применять материалы на основе бумаги,
для 3 и 4-й групп жесткости – на основе стеклоткани.

Таблица
5 – Некоторые материалы, применяемые для изготовления ПП

Просто интегрируйте

Микросхемы (ICs) предлагают огромный функционал в одном небольшом компактном корпусе. Но помимо прочего, они имеют набор собственных проблем, которые также необходимо разрешать. Вот несколько рекомендаций, как сделать размещение и маршрутизацию микросхем проще:

Дайте им немного пространства

Микросхемам, которые содержат множество контактов, да и если уж на то пошло любым микросхемам, нужно предоставить достаточно пространства для удобной маршрутизации. Многие начинающие разработчики совершают ошибку, размещая микросхемы слишком близко друг к другу, оставляя ограниченную площадь для расположения всех необходимых контактов. Старайтесь сохранять расстояние 0,350” – 0,500” между микросхемами и еще больше пространства для более крупных деталей.

Микросхема BGA требует много пространства, чтобы произошли

все шариковые соединения (картинка сверху)

Размещайте их на одной линии

Для того чтобы микросхемы были систематизированы и упорядочены, разместите их по направлению вверх/вниз или влево/вправо. Сделав это, вы разместите первый контакт микросхем в одном направлении, что значительно облегчит процесс маршрутизации и проектирования.

Держите микросхемы в одной ориентации, чтобы контакты были выстроены в линию — это облегчит маршрутизацию. (картинка сверху)

Энергия по общим магистралям

Для правильного питания микросхем, рекомендуем использовать общую магистраль для каждого источника энергии. Кроме того, обязательно используйте сплошные и широкие дорожки для того, чтобы энергия легко попадала к энергоемким микросхемам, и избегайте цепочечного подключения между компонентами во избежание возникновения проблем с перепадами напряжения.

Что нужно хорошей материнской платой?

На этом этапе вы должны иметь достаточное понимание того, как создаются материнские платы и какие части их составляют. Но что нужно, чтобы материнская плата считалась «хорошей»?

VRM (модуль регулятора напряжения)

Прежде чем вы сможете определить материнскую плату с хорошими VRM, вам необходимо сначала ознакомиться с несколькими компонентами, составляющими весь VRM, а именно MOSFET и Chokes:

• MOSFET или полевые транзисторы – металл-оксидные полупроводники, представляющие собой плоские прямоугольные компоненты, обычно расположенные вокруг разъема центрального процессора. Они отвечают за снабжение процессора точным объёмом напряжения, в котором он нуждается
• Chokes обычно расположены рядом с МОП-транзисторами и отвечают за стабилизацию токов и конденсацию в случае внезапного скачка напряжения

Найти материнскую плату с хорошим VRM звучит сложно, но, на самом деле, это проще, чем вы думаете, потому что всё, что вам нужно сделать, это подсчитать количество Chokes. Каждый Chokes соответствует одной фазе, а большее количество фаз означает лучшую стабильность.

Материнская плата начального уровня, которая имеет, по крайней мере, четыре chokes, считается нормальной, в то время как материнские платы среднего и высокого качества имеют от шесть chokes.

Если вы планируете разгонять процессор, необходимость выбора высококачественного VRM становится более важной. Стоит отметить, что многие из материнских плат, которые позволяют разгон, по умолчанию имеют лучшие VRM; аналогично, материнские платы, которые не предназначены для разгона, часто имеют упрощенный VRM

Дизайн

Хорошая материнская плата должна иметь хорошо продуманный дизайн, так как плохо размещенные компоненты могут оказать негативное влияние на работоспособность вашей системы.

Расположение ОЗУ – это то, что мы все должны учитывать при покупке кулера для процессора. Иногда оперативная память и громоздкий процессорный кулер могут блокировать друг друга.

Дизайн в наши дни – это не только размещение компонентов. Современные материнские платы подсвечиваются яркой RGB-подсветкой, имеют ЖК-экраны и элементы ручного управления!

Набор микросхем

Вы должны обратить пристальное внимание на чипсет материнской платы, потому что, как многие согласятся, вам нужны совместимые компоненты!

Чипсеты определяют совместимость с различными компонентами, особенно с процессором. Фактически, чипсеты работают только в пределах определенного семейства процессоров. Например, новые чипы Ryzen 3000 будут совместимы только с материнскими платами x470 и x570.

Чипсеты обладают различными функциями, такими как лучшая разгонная способность и дополнительная фаза питания. Так что, если вы не собираетесь разгонять компьютер, вероятно, можете обойтись более дешевой материнской платой.

Если вам нужна материнская плата с поддержкой SLI и возможностями разгона, вам нужно найти подходящую материнскую плату для ваших нужд. Сосредоточьтесь на хорошем VRM и надежном чипсете, но помните – дорого не всегда значит лучше.

Конденсаторы

Никогда не приобретайте материнскую плату с нетвердыми алюминиевыми электролитическими конденсаторами, потому что они часто заправлены проводящей жидкостью. Даже если всё сделано правильно, материнские платы, которые используют дешевые конденсаторы, очень подвержены проблемам, таким как утечки или разрывы.

Вот почему всегда замечательно иметь материнскую плату, которая использует твердотельные конденсаторы, потому что, в отличие от конденсаторов, которые содержат проводящую жидкость, они содержат твердый органический полимер.

Твердотельные конденсаторы могут выдерживать более высокий пульсационный ток, что означает, что они делают материнскую плату более стабильной. Конденсаторы этих типов также могут справляться с большим количеством тепла, делая плату более надежной и продлевая срок её службы.

Теперь вы не только знаете, из чего состоит материнская плата, но и узнали о процессе производства и о том, что именно делает материнскую плату хорошей.

Требования к печатным платам, материалы для их изготовления, классы точности по ГОСТ.

Печатная плата (printing circuit board, PCB) — изделие, предназначенное для размещения и электрического соединения между собой электронных компонентов и функциональных узлов. Печатная плата состоит из основания с отверстиями или без них и проводящего рисунка (тонких проводников). Дополнительно могут выполняться пазы и вырезы.

Правильный выбор материалов, технологических процессов и элементной базы при разработке современных печатных узлов во многом определяет уровень работоспособности и надежность электронного устройства. От этого же зависит и рациональность экономических затратах в производстве.

Платы делятся на односторонние, двусторонние и многослойные. Разновидностями многослойных плат являются попарно-двухслойные и платы со скрытыми отверстиями. Платы также можно разделить по другому признаку — на жесткие, гибкие и гибко-жесткие.

Все методы изготовления плат можно расположить в следующий ряд возрастания плотности печатного монтажа:

• односторонние печатные платы (ОПП);

• двусторонние печатные платы (ДПП) комбинированным позитивным методом и тентинг методом;

• многослойные печатные платы (МПП), изготовленные методом металлизации сквозных отверстий.

Основные требования к печатным платам сформулированы:

(Требования к многослойным печатным платам «PERFAG 3С».)

Выделяют следующие группы требований к печатным платам:

• Геометрические размеры элементов топологии и точности их исполнения;

• Электрические параметры;

• Механические свойства (прочность и хрупкость платы, устойчивость к скручиванию, износостойкость контактов, адгезия проводящего слоя и маски;

• Тепловые параметры (термостойкость, разогрев при эксплуатации и теплопроводность, коэффициент термического расширения (КТР));

• Коррозионная стойкость (влагостойкость, стойкость в определенных средах).

Основными элементами топологии поверхности печатной платы являются (рисунок 1):

• t — ширина проводников;

• S — зазор между элементами рисунка;

• D — диаметр контактной площадки;

• d — диаметр отверстий;

• b — гарантированный поясок.

Рисунок 1 — Схема расположения основных элементов топологии поверхности печатной платы.

По ГОСТ 23751-86 важно, чтобы проводники во внешних слоях выдерживали 250А/мм2 течение 3х секунд, во внутренних — 100А/мм2 в течение 3х секунд. При токе 3А проводник шириной 1000 мкм и толщиной 35 мкм перегревается на 20 оС

при естественной конвекции.

KiCad —> Плата

Используем недавно вышедший KiCad 5, поскольку мне глубоко симпатична эта программа, её комьюнити (включающее CERN) и идея мультиплатформенного FOSS в целом.

Итак, алгоритм с лайфхаками:

1. Находим компонент в каталоге вашего любимого магазина электроники.
2. Находим соответствующий компонент в библиотеке KiCad.
   • Если это транзистор или другой компонент с тремя или более выводами, находим его корпус в библиотеке футпринтов в Pcbnew, смотрим нумерацию, сопоставляем с даташитом и выбираем в Eeschema компонент с правильной нумерацией выводов.
   • Если компонента нет в библиотеке KiCad, ищем в Интернетах. Если всё еще нет, находим в библиотеке похожий, экспортируем Symbol (в новую библиотеку), подключаем ее к проекту, открываем в Symbol library editor, дорабатываем, проделываем то же самое с футпринтом, если корпус тоже нестандартный.
   • Если есть ну совсем равнозначный выбор, отдаём предпочтение компонентам, у которых есть 3D-модель. KiCad умеет показывать как будет выглядеть девайс, это сильно помогает находить ошибки.
3. Помещаем компонент на схему, в поле Datasheet компонента помещаем ссылку на этот компонент из магаза.
4. Рисуем схему не забывая:
   • Использовать шины и метки, чтобы не перегружать схему кучей параллельных линий.
   • Давать имена цепям не входящим в шины и метки, чтобы на плате было проще ориентироваться.
   • Сохраняться.
   • Положить проект под git и комитить.
5. Ассоциировать компоненты с футпринтами, пронумеровать компоненты, сгенерировать Netlist, сгенерировать Bill of Materials (в котором будет список ссылок и количество элементов возле каждой ссылки, чтобы прям сразу никуда больше не обращаясь наполнить корзину и заказать элементы).
6. Открыть Pcbnew, загрузить Netlist.
7. Настроить DRC:
   • Для сигнальных цепей минимальная ширина дорожек 0.3 мм, clearance 0.3 мм.
   • Для силовых побольше, пропорционально силе тока. Есть онлайн калькуляторы.
   • Дефолтные Via — 0.8 с отверстиями 0.6.
   • Разумеется, если будет место на плате, все эти размеры (кроме отверстий) надо делать максимальными из возможных, ведь если Via 1 мм, то вероятность попасть в неё сверлом с другого слоя крайне высока ))
   • Ну и Via 0.8 — это вовсе не жестко минимальный размер: если к отверстию подходит толстенная дорожка, то можно хоть 0.5 ставить, там все равно будет к чему удобно припаяться.
8. Вручную нарисовать плату, следуя советам из статьи 7 правил проектирования печатных плат.
   • Мне тоже по началу казалось «фэ, это должна делать машина», но потом я однажды попробовал и мой мир больше не станет прежним. Ручная трассировка намного интереснее и увлекательнее, чем кажется. Всем советую, особенно любителям собирать паззлы.
   • К тому же, 7 правил проектирования печатных плат машина соблюдать не будет, а на исправление автотрассировки может уйти больше времени, чем на ручную трассировку.
   • Если не убедил, или у вас ОЧЕНЬ сложная плата, ну берите топор…
9. Добавить надписей и логотипов.
10. Добавить 4 габаритных отверстия 0.35/0.5 по углам платы на расстоянии ~5-10 мм от линий слоя Edge.Cuts

№ 2 – Документируйте каждую деталь каждого слоя вашей платы для дальнейшего производства

Для создания плана, описанного в совете №1, самое время определить и тщательно задокументировать требования к слоям вашей платы. Это идеальный момент для взаимодействия с изготовителем, при котором выбирается материал вашей платы, и определяются ограничения, которые необходимо внести в проектные нормы. Поскольку речь зашла о материалах, скорее всего вы будете работать с одним из нижеперечисленных материалов:

• FR-4 – это великолепный материал при работе с тактовыми частотами < 5 Гбит/с. Он считается низкоскоростным материалом. FR-4 позволяет достаточно точно задавать полное сопротивление, также он широко известен благодаря низкой стоимости.

• Nelco, SI или Megtron – в царстве высокочастотных устройств, скорее всего, вы будете работать с этими материалами. Каждый из них пригоден для работы с тактовыми частотами 5-25 Гбит/с.

• Rogers – если ваше первое высокочастотное устройство работает на частоте свыше 56 Гбит/с, то скорее всего в конце концов вы остановитесь на многослойном материале Rogers. Этот материал способен работать на высоких частотах и при высоких температурах, он известен благодаря своей высокой равномерности полного сопротивления, но также он дорог в производстве.

Rogers немного отличается по внешнему виду от FR4, обратите внимание на толщину!

После того, как необходимый для производства платы материал выбран, пора определиться с другими стратегиями формирования слоев вашей платы.

• Во-первых, сигнальный слой Signal у вас всегда должен быть по соседству со слоем типа Plane, чтобы дать вашим сигналам эффективный путь обратного тока.

• Также стоит разместить все высокоскоростные сигнальные цепи на внутренних слоях между слоями типа Plane для обеспечения экранирования от всех внешних источников электромагнитных излучений.

• И, наконец, в наборе слоев печатной платы следует рассмотреть возможность использования несколько слоев заземления. Это поможет снизить номинальное полное сопротивление и уменьшить синфазное излучение, влияющее на вашу схему.

Текстолит с дорожками —> Плата

Осталось просверлить и соединить переходные отверстия.

Лайфхак: Если так получилось, что имеет место быть смещение слоёв, его можно компенсировать углом наклона сверла.

С первого отверстия сложновато поймать нужный угол, так что лучше сначала сверлить наименее требовательные к выходной точке отверстия (например, те, что выходят в область металлизации или объемные острова меди)

После просверливания, необходимо соединить отверстия. Разумеется, мы будем это делать с помощью резисторных/конденсаторных ножек и паяльника. Но иногда на переходное отверстие надо сверху поставить SMD-компонент, и в этом случае высокая плюшка припоя недопустима. Мы придумали следующий трюк:

1. Запаиваем штырь
2. Стачиваем гравёром всё лишнее
3. ….
4. Профит!

Также можно заказать и использовать клёпки, спасибо tretyakovmax за напоминание о них (Правда, с расклёпыванием жил пачкорда — это, похоже, тема отдельной статьи)

Если Вы всё-таки ошиблись и протравили слой с компонентами у которых более двух выводов отзеркаленным, попробуйте выгнуть ножки компонентов в обратную сторону и припаять их вверх ногами.

Типа всё ))

Можно запаивать компоненты и врубать питание.

А после тестирования и исправления, привести в порядок переходные отверстия, перенести текст и логотипы на слой шелкографии и заказать фиолетовые платы на OSHPark, или много плат на EasyEDA.

Вот еще годный видос для дальнейшего изучения всякого рода тонкостей (осторожно, залипательный канал, есть пострадавшие):

Что такое печатные платы?

Современные гаджеты не представляют своего существования без такого компонента, как печатная плата. Заготовка представляет из себя пластинку с диэлектрического материала, которая содержит цепи, проводящие электрический ток.

Располагаться такие «жилки» могут либо на самой поверхности диэлектрика, либо же бывают внедрены во внутреннюю часть основы печатной платы.

Назначение плат – объединение компонентов электронных устройств в единую сеть. Они проводят электричество и соединяют элементы гаджета в цельную механическую структуру. Выводы на концах плат крепятся один к одному при помощи пайки.

Из чего состоит печатная плата:

Классификация плат для печати зависит от таких факторов, как температурный порог использования и отрасль применения.

Классификация печатных плат по количеству слоев:

• Односторонняя – покрытие из фольги для диэлектрика наносится лишь на одну сторону.
• Двухсторонние – покрытие из фольги для диэлектрика наносится на две стороны печатной платы.
• Многослойные – диэлектрическая основа имеет несколько слоев, на каждом из которых располагается покрытие из фольги.

При производстве различных электронных устройств могут возникать проблемы с функциональностью самой основы. Слишком хрупкий диэлектрик становится проблемой в смартфонах с гибким дисплеем, а работа типичной платы в условиях повышенных температур приводит к ее плавке и, соответственно, выходу из строя.

Увеличивающейся ассортимент продукции повлек за собой появление новых решений по реализации компонентов. Это заставило производство печатных плат внедрить еще одну классификацию на основании свойств материала диэлектрической основы. В технической литературе появились такие термины, как жесткие и гибкие платы для печати.

Существуют также отдельные технологические решения, учитывающие особенности применения плат для печати (высокая/низкая частота, температура и тому подобное).

Официальная документация по производству печатных плат состоит из 5 нормативных документов, перечень которых можете увидеть на рисунке:

8 Маркировка и ее расположение

Маркировка, наносимая на ПП
подразделяется на основную и дополнительную (ГОСТ
2.314-68).

Основная маркировка наносится
обязательно и должна содержать:

·обозначение
ПП или ее условный шрифт;

·дату
изготовления (год, месяц);

·буквенно-цифровое
обозначение слоя МПП и т.д.

Дополнительная маркировка наносится
при необходимости и может содержать:

·порядковый
или заводской номер ПП;

·позиционное
обозначение навесных ИЭТ;

·изображение
контуров навесных ИЭТ;

·цифровое
обозначение первого вывода навесного ИЭТ и т.д.

Обозначения ПП должно быть
выполнено шрифтом размером не менее 2,5 мм, а остальные маркировочные символы –
не менее 2,0 мм.

Подготовка текстолита

Берем в руки ножницы по металлу и вырезаем кусок текстолита по размеру нашей будущей печатной платы. Раньше я резал текстолит ножовкой по металлу, но это, оказалось, по сравнению с ножницами не так удобно, да и пыль текстолитовая очень докучала.

Полученную заготовку печатной платы хорошенько шкурим наждачной бумагой — нулевкой до появления равномерного зеркального блеска. Затем смачиваем кусочек ткани ацетоном, спиртом или каким еще растворителем, тщательно протираем и обезжириваем нашу плату.

Наша задача очистить нашу плату от окислов и «потных рук». Само собой после этого стараемся руками нашу плату не трогать.

Слои 2-15: Route (Токопроводящие дорожки)

Возможно, данных слоев не будет в вашем ПО (Visible Layers dialog). В некоторых ПО они доступны только при премиум подписке. Слои 2-15 служат для формирования множества внутренних слоев для размещения токопроводящих дорожек в многослойных печатных платах. Для того чтобы воспользоваться ими, вам нужно будет изменить структуру слоев с помощью вкладки Tools » DRC » Layers. (в Autodesk Eagle).

Если вы планируете разработать многослойную печатную плату, то способы организации верхнего/нижнего и среднего слоя будет немного отличаться от того, что вы ожидаете увидеть. Например, при создании 4-слойной платы будут не просто использоваться слои 1, 2, 3 и 4 по порядку. Вероятнее всего, в системе разработке будут в комплексе использоваться слои 1 (верхний), 2, 15 и 16 (нижний).

Похожие записи:

Активное, емкостное и индуктивное сопротивление. закон ома для цепей переменного тока Ретро проводка в современном доме Где используется фидерный кабель Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине