Описание печатных плат
Печатная плата подразумевает под собой структуру электрических межсоединений, которые выполнены на изоляционном основании (диэлектрике – стеклотекстолите, гетинаксе, керамическом основании и др.). Печатная плата в совокупности с установленными и смонтированными на ней электронными компонентами (изделиями) образует печатный узел. Проводники печатной платы, лежащие в одной плоскости, называют печатным рисунком, слоем. По выполняемым ими функциям слои ПП делятся на: сигнальные (информационные), потенциальные (заземление, питание), экранирующие и технологические слои проводников; по конструктивному расположению на плате – внутренние и внешние слои. Помимо проводников (называемых дорожками) платы содержат:
- установочные элементы монтажа: контактные площадки и монтажные отверстия;
- фиксирующие (базовые) элементы для совмещения выводов корпусов электронных компонентов с контактными площадками или монтажными отверстиями на печатной плате;
- печатные ламели для контакта с разъемами;
- теплоотводящие и тепловыравнивающие участки;
- маркированные слои;
- технологические контактные площадки;
- паяльные маски – термостойкое электроизоляционное пленочное покрытие;
- элементы схем, выполняемые методами печати: индуктивности, емкости, сопротивления.
В зависимости от назначения и от возможностей производства печатные платы выполняют односторонними, двусторонними или многослойными, на жестком или гибком основании.
Односторонние печатные платы
Односторонние печатные платы представляют собой изоляционное основание, на одной стороне которого выполнен проводящий рисунок. Для механической фиксации выводов штыревых компонентов в плате служат сквозные неметаллизированные отверстия, а для присоединения – контактные площадки, которыми заканчиваются все печатные проводники. Трассировка проводников на одной поверхности (в одном слое, в одном уровне) не позволяет разрешить конфликт пересекающихся трасс иначе, как установкой навесных проводных перемычек.
Двусторонние печатные платы
Двусторонняя печатная плата имеет одно основание, на обеих сторонах которого выполнены проводящие рисунки, и все требуемые электрические соединения двух сторон, соединяются преимущественно сквозными металлизированными отверстиями. Конфликт пересекающихся соединений здесь решается возможностью переноса конфликтующей трассы в обход на другую сторону печатной платы с использованием металлизированных отверстий. Такое отверстие для переноса трассы называют переходным, в отличие от монтажного. При этом конструкция переходного отверстия может быть произвольной, а монтажного – по нормам формирования паяного узла.
Тем не менее, полностью конфликтность трасс не разрешается: цепи питания и земли, монтажное поле для присоединения выводов многовыводных компонентов (микросхем) мешают свободному размещению сигнальных трасс. Эта конфликтность частично разрешается в четырех слоях межсоединений.
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.
Гибкие печатные платы
Гибкие печатные платы, по реализации межсоединений подобны односторонним, двусторонним и многослойным с той разницей, что изоляционные и металлические слои выполняются тонкими, для гибкости из материалов, выдерживающих многократные изгибы.
