Современная электроника №4/2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 65 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2020 Рис. 13. Пример типового теплового барьера Медь Минимальное значение Минимальное значение Максимальное значение Рис. 14. Правило Polygon Connect токовой нагрузки с учётом увеличения толщины проводника. Конкретные зна- чения увеличения толщины внешних слоёв зависят от требований к толщине стенок переходных отверстий, соотно- шения диаметра отверстий к толщине печатной платы и возможностей про- изводства. Следующее покрытие, которое применяется на печатных платах, – финишное покрытие. Выбор финиш- ного покрытия зависит от различных факторов. В таблице [2] показан спи- сок самых популярных финишных покрытий с характеристиками, кото- рые позволят выполнить сравнение и сделать окончательный выбор. Учёт финишных покрытий выполня- ется в менеджере слоёв печатной пла- ты, который входит в состав Altium Designer. Менеджер слоёв поддержи- вает все основные сегодняшние типы финишных покрытий. Менеджер сло- ёв автоматически выполнит коррек- тировку толщины печатной платы и учтёт влияние финишных покрытий на импеданс сигнальных проводников. Тепловые барьеры Наличие тепловых барьеров на печатной плате зачастую играет реша- ющее значение при пайке волной, пай- ке в отверстия и ручной пайке. Как след- ствие, тепловые барьеры влияют на ремонтопригодность и оказывают зна- чительное влияние при использовании других технологий пайки. Тепловые барьеры особенно важны для печатных плат с большим количеством медных слоёв и для слоёв с высоким процен- том заполнения медью. Медь высту- пает в качестве радиатора и отводит существенную часть тепла из обла- сти пайки. Последнее, в свою очередь, может сильно затруднить контроль тер- мопрофиля при пайке. Введение тепло- вых барьеров значительно облегчит пайку компонентов в сквозные отвер- стия, замедляя скорость оттока тепла через металлизированные отверстия. Отсутствие теплового барьера может привести к недостаточному заполне- нию отверстия припоем или холод- ному контакту. Вот основные преиму- щества тепловых барьеров: ● упрощённый контроль размеров от- верстий; ● больше равномерности толщины по- крытия внешних слоёв; ● быстрая и простая проверка паяных соединений. Общая рекомендация – использовать тепловой барьер для любого сквозно- го металлизированного отверстия, под- ключённого к слою земли или питания. Однако стоит учитывать, что тепловой барьер нельзя использовать на отвер- стиях для деталей, устанавливаемых прессованием. Учитывается и нали- чие отверстий для деталей при расчё- те плотности тока в высокоскоростных проектах. На рисунке 13 показан типо- вой тепловой барьер. Во время проектирования печатной платы для автоматической установ- ки тепловых барьеров и контроля их наличия в менеджере правил и огра- ничений Altium Designer установле- но дополнительное правило Polygon Connect, определяющее стиль подклю- чения полигонов к монтажным отвер- стиям, поверхностным КП и переход- ным отверстиям. Имеется несколько вариантов способа задания параме- тров теплового барьера (см. рис. 14). Заключение В процессе подготовки стратегии проектирования печатной платы, пригодной для производства, помимо информации, изложенной во второй части [3] данного цикла статей, стоит уделить особое внимание размеще- нию переходных отверстий, распо- ложению проводников и способам их присоединения к контактным площад- кам компонентов. Также учитывается тип покрытия внешних слоёв печатной платы, нужно следить за симметрично- стью проводящего рисунка, и стоит не забывать использовать тепловые барье- ры там, где это необходимо. Информация, изложенная во вто- рой и третьей частях цикла статей, закладывает фундамент для понима- ния процесса проектирования печат- ной платы и позволяет построить стратегическую основу компонов- ки платы. Выполнить корректное подключе- ние проводников к контактным пло- щадкам, установить тепловые барье- ры, учесть дополнительные покрытия, влияющие на последующее изготов- ление платы, поможет набор инстру- ментов, входящих в состав САПР Altium Designer. В следующей статье цикла будет рас- смотрено размещение компонентов на печатной плате. Также для успешного изготовления печатной платы автор статьи даст конкретные рекоменда- ции по местоположению и ориента- ции компонентов. Будут рассмотрены особенности размещения компонентов для пайки волной, компонентов в кор- пусах типа BGA и PTH, даны рекомен- дации для установки конденсаторов и чип-компонентов. Литература 1. Поэтапная технология изготовления многослойных печатных плат в картин- ках (метод сквозной металлизации, ООО «Резонит»). URL: https://www.pcblab.ru. 2. Final Plating Finish Comparisons (n.d.): n. pag. Final Plating Finish Comparisons. Advanced Circuits. 2016. URL: www.4pcb. com/media/plating-comparison-chart.pdf. 3. Зырин И., Марракчи Д. Проектирование для производства (DFM). Часть 2. Подго- товка стратегии конструирования печат- ного узла. Современная электроника. 2020. №3.