ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ МПП

Рекомендуемые конструкторско-технологические нормы.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящая инструкция является дополнением к ГОСТу 23751-86 и устанавливает рекомендуемые конструктивно-технологические нормы проектирования многослойных печатных плат, изготавливаемых методом металлизации сквозных отверстий.

Инструкция распространяется на все печатные платы, разрабатываемые и изготавливаемые.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Для обеспечения производительности, качества и надежности при проектировании и изготовлении МПП следует руководствоваться рекомендациями, приведенными ниже.

1. Метод изготовления - металлизация сквозных отверстий;

2. Метод установки и пайки компонентов- автоматизированный, технология поверхностного монтажа компонентов (ТПМК);

3. Соответствия стандартам МПП- ГОСТ 23752-79, 3 группа жесткости, или ANSI/IPC, класс точности до 5-го класса по ГОСТ 23751-86

4. Габариты МПП (мм) максимум - 450 X 545 (золочение 400 х 300)

5. Допуск механообработки - 12 квалитет ISO

6. Шаг координатной сетки - метрическая или дюймовая (допускается на одной плате использование метрической и дюймовой координатной сетки). Основной- 2,5 мм или 2,54 MM(100mil), дополнительный 0,05 мм или 0,05 (2mil)

7. Класс точности изготовления МПП 5-тый по ГОСТ 23751-86 включительно

8. Слойность МПП (лог.слои - сумма слоев) 4-4; 4-6; 4-8; 6-8; 8-10

9. Материал для изготовления МПП - тип FR-4, марка DURAVER-E-Cu-104-ML, толщина фольги - О, 035-0, 018мм, толщина изоляции - 0,36мм; 0,46мм; 0,51мм; 0,2мм; 0,25мм; 0,125мм. Для МПП: имеющих диаметр 0,5мм и менее рекомендуется применять фольгированный диэлектрик с мелкоячеистой стеклотканью (например толщиной 0,125; 0,15; 0,25; 0,3 по каталогу на Dura-ver E-Cu Qualitaet 104ML).

10. Стеклоткань прокладочная - тип FR-4, марка DURAVER-E-104 ML PREPREG 1080 05 AT 01, толщина 0,063 мм.

11. Паяльная маска- сухая пленочная 0,075мм (3mil) или жидкая по IPC/ANSI-SM-840

12. Маркировка- краска маркировочная белая ф.Coats (Англия) или аналогичная, min толщина линии - 200мкм, min шрифт - 1,4, типовой 2,0/300.

Рекомендуемое оформление требований
в конструкторской документации на печатную плату.

1. Многослойная печатная плата из N слоев (структура) с травленными проводниками, Компоненты поверхностного монтажа расположен на (одной/двух) сторонах платы. Компоненты со штыревыми выводами- расположены на одной стороне платы. Защитная паяльная маска с двух сторон платы.

Припойное покрытие олово-свинец на двух сторонах платы и в монтажных отверстиях, сеткографическая маркировка на (одной/двух) сторонах платы.

2. Плату изготовить методом металлизации сквозных отверстий.

3. Готовая плата должна соответствовать требованиям ГОСТ 23752-7 9, 3 группа жесткости.

4. Основной шаг координатной сетки - 1,25 мм в обоих направлениях. Используется специальная модульная сетка сопряженная (совпадающая) с основной. Шаг специальной модульной координатной сетки - 0,05 мм.

5. Материал для изготовления МПП термостойкий негорючий стеклоэпоксидный диэлектрик класса FR-4 "DURAVER" фирмы "ISOLA", тип и марка приведены в таблице, либо аналогичный классу FR-4.

6. Материал припойного покрытия ПОС-61 ГОСТ 9.314-86, либо материал покрытия контактных площадок и ламелей химический никель 5 мкм, химическое золото 0,2 мкм (xим. Ni - 5, хим. Au - 0,2).

7. Припойное покрытие на КП для компонентов поверхностного монтажа, на КП для элементов со штыревыми выводами и в отверстиях, на закрытых паяльной маской, выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 9.301-86. Припой должен быть расплавлен и выровнен.

8. Материал паяльной маски - (жидкий фотополимер или сухой пленочный фоторезист) должен соответствовать требованиям IPS/AN-SI-SM-840. Защитная паяльная маска по чистой меди выполняется в соответствии с ANSI-SM-840 В, класс 3. Зоны контактных площадок паек должны быть свободны от защитной маски.

9. Сеткографическая и ручная маркировка выполняется белой маркировочной краской AQXZ500T фирмы "Коутс" (или эквивалентной).

10. Крепежные отверстия не металлизируются. Под элементами крепления, металлическими отверстиями корпусов соединителей, сопрягающихся с МПП, не должно быть элементов печатного монтажа.

11. Допустимое отклонение от номинала расстояний между осями любых отверстий +/-0,10 мм. Обеспечивается инструментом.

12. Ремонт печатных плат по ГОСТ 27200-87 {количество допустимых ремонтов печатных проводников п. ГОСТ 27700-87 на внутренних слоях до б, на внешних - до 3-х.

13. Параметры элементов печатной платы приведены в справочной таблице.

14. Размеры для справок.

15. Размеры обеспечиваются инструментом.

16. Маркировка компонентов выполняется на сеткографических слоях по схеме электрической. Шрифт не менее 2,0 мм. Виртуальный зазор между линией сеткографической маркировки и КП не менее 0,5 мм.

17. На наружных слоях МПП: Маркировать травлением по ГОСТ 26.020-80 или шрифтами САПРа соответствующего размера;
1) наименование платы шрифт 2,5-ПрЗ,
2) децимальный номер сборочного чертежа МПП, шрифт 2,5-ПрЗ,
3) идентификатор проводящего рисунка платы, шрифт 2,0-ПрЗ,
4) децимальный номер сборочного чертежа панели, шрифт 2,5-ПрЗ,
5) версия МПП, шрифт 2-ПрЗ,
6) версия панели, шрифт 2-ПрЗ,
7) № заказа, (заводской № платы).

Маркировать сеткографией по ГОСТ 26.020-80 или шрифтами САПРа соответствующего размера:
1) переменную часть заводского номера МПП, шрифт 2,5-ПрЗ,
2) переменную часть заводского номера панели, шрифт 2,5-ПрЗ,
3) контур установки компонентов,
4) ключ ориентации компонентов,
5) идентификатор сборки панели, шрифт 2-ПрЗ,
6) контур места клейма представителя заказчика и ОТК для МПП и панели,
7) контур места знака предприятия-изготовителя.

18. Клеймить клеймо ОТК.

19. Клеймить клеймо представителя-заказчика.

20. Маркировка клейма приемки и ОТК по п.9.

21. Маркировать переменную часть заводского номера по п.9.

Указания по проектированию
Микропроцессорных Печатных Плат

2.1. Минимальное расстояние от линии маркировки до паяемой поверхности 0,5 мм.

2.2. Не рекомендуется использовать замкнутые контуры маркировки вокруг отдельных КП и ламелей.

2.3. Предельные отклонения толщины МПП (Н), при толщине плат (Нмпп) при- ведены в таблице 2.

Таблица 2

2.4. Минимальная ширина проводников в РСВ файле 0,2 мм (8 mil).

2.5. Зона запрета трассировки от края платы ( в т.ч. края экранов) 0,5 Нмпп + 0,5 допуска на механообработку

2.6. Наименьшее номинальное значение зазора между элементами печатного монтажа слоя, S (мкм) ( в РСВ - файле) указано в таблице 3

Таблица 3

В узких местах допускается зазор - 150 мкм. Узким место трассировки считается такое место на плате, когда зазор в PCB-файле между одной контактной площадкой и другой контактной площадкой равен 0,15 мм, либо зазор в РСВ-файле между контактной и проводником равен 0,15 мм.

2.7. Минимальный допустимый зазор Smin (мкм) в особо оговоренных случаях - приемо-cдаточный параметр при номинальных значениях по п.2.6 указан в таблице 4

Таблица 4

2.8. В целях повышения качества и надежности изделия, в зависимости от области применения, рекомендуется минимальную разность диаметра контактной площадки (Дк.п.) и диаметра сверла (d сверла) выполнять в pcb-файле согласно таблице 5.

Таблица 5

2.9. Основная шкала сквозных трассировочных отверстий (мм) в таблице 6. Рекомендуется использование трассировочных переходных отверстий 0,4 или 0,5мм.

Трассировочные переходные отверстия 0,3 мм использовать в технически обоснованных случаях (только в узких местах). Допускается на одной плате использование трассировочных переходных отверстий диаметром 0,3 и 0,4 мм.

Таблица 6

*) Примечание: при отношении H/D не более 7. Диаметр трассировочных переходных отверстий не контролируется.

2.10. Основная шкала сквозных монтажных металлизированных отверстий указана в таблице 7.

Таблица 7

2.11. Рекомендуется при трассировке расширять место соединения проводника с контактной площадкой путем впечатывания в геометрический центр соединения проводника и контактной площадки дополнительной контактной площадки диаметром 0,5 мм (пример см.рисунок 1 ).

Рис. 1

2.12. Рекомендуемый приемо-сдаточный параметр - гарантийный поясок сквозных металлизированных отверстий по ГОСТ 23752-79 п.2.3.31 для наружных слоев, не менее 25 мкм (см.рис.2).

Рис. 2

Примечание. В соответствии с ГОСТ 204096-75 "Платы печатные. Термины и определения." Гарантийный поясок контактной площадки. Минимально допустимая ширина контактной площадки отверстия печатной платы в узком месте (см. справочное приложение 2, черт. 5 и б). min 25 мкм

2.13. Допускается смещение отверстия за пределы контактной площадки внутреннего слоя, не превышающее дуги 90 (см. рисунок 3, 4), и при условии сохранения максимально допустимого зазора до ближайшего печатного проводника. Касание отверстия с проводником не допускается (см. рисунок 4).

Рис. 3

Рис. 4

2.14. Приемку по параметру величины гарантийного пояска по наружным слоям производить до операции нанесения паяльной маски (СПФз).

2.15. Рекомендуется с целью уменьшения коробления платы расположение слоев металла делать симметричным относительно поперечного сечения. Не рекомендуется конструировать двухсторонние слои со слоем "земли" (питания) с одной стороны и слоем логических проводников с другой стороны.

2.16. В контактных площадках вокруг крепежных отверстий осуществляется металлизация с помощью переходов диаметром 0,4; 0,5 мм.

Требования к пайке

3.0. Требования к слою паяльной маски. Экраны {земля, питание) рекомендуется выполнять в виде сетки или решетки. Минимальная ширина проводников 0,3 мм, максимальная - 5 мм. Минимальная величина зазора 0,3 мм.

3.1. Сухую паяльную маску (СПФ-з) рекомендуется применять в случае разработки (разводки) платы для монтажа микросхем в корпусах с планарными выводами с шагом выводов не менее 0,625 мм. При применении сухой паяльной маски диаметр сверла переходного отверстия, которое подлежит защите сухой паяльной маской ("тентированию"), не должен превышать 0,6 мм.

3.2. Жидкую паяльную маску применять в случае разработки (разводки) платы, предназначенной для монтажа на плате микросхем в корпусах с планарными выводами с шагом выводом 0,5 мм и менее, и в случае необходимости золочения контактов печатного разъема.

Примечание: в случае если микросхема с шагом выводов 0,5 мм имеет фактический размер вывода 0,27 мм возможны два варианта технического решения.

1. Применяется жидкая паяльная маска (с учетом требований по п.2.15) с шириной К.П. - 0,27 мм, шириной зазора - 0,23 мм, величиной освобождения - 0,33 мм.

2. Освобождается весь ряд ламелей от перемычек, заполненных паяльной маской (возможно применение сухой паяльной маски).

3.3. Освобождения в паяльной маске (припуск на размер А элементов рисунка паяльной маски относительно элементов рисунка металла наружного слоя ПП). Для не металлизированных отверстий и контура мех. обработки Апм_= Д н.мет.отв. + 0,4 (0,2 по контуру).

3.4. Не допускается тентировать защитной паяльной маской отверстия с одной стороны.

При применении жидкой паяльной маски при разработке (разводке) печатной платы все монтажные и переходные отверстия следует открывать от паяльной маски (т.е. не делать покрытие отверстий паяльной маской).

а) Для микросхем с шагом 0,625 мм в PCB-файле ширина контактной площадки 0,375 мм, ширина зазора = 0,250 мм, величина освобождения под паяльную маску 0,475 мм (см. рисунок 5).

Рис. 5

б) Для микросхем с шагом 0,5 мм в РСВ - файле ширина контактной площадки 0,24 мм, ширина зазора - 0,26 мм, величина освобождения под паяльную маску 0,3 мм (см.рисунок 6).

Рис. 6

4.0. Требования к проектированию посадочных мест компонентов.

4.1. Компоненты поверхностного монтажа могут устанавливаться с двух сторон МПП.

4.2. Корпуса со штыревыми выводами рекомендуется устанавливать только со стороны одного слоя. Монтаж с загибом выводов.

4.3. КП посадочных мест проектируются под технологию поверхностного монтажа компонентов (ТПМК) и не рассчитаны на ручную пайку. КП проектируются с учетом методов пайки (ИК или волна) и должны быть различными для резисторов и конденсаторов одного типо-размера в соответствии с рекомендациями фирмы Phillips или IPC/ANS1-SM-782, а так же учитывать направление движения узла в процессе пайки и теневые эффекты.

4.4. При проектировании не допускается:
а) проектировать переходные отверстия в ламелях (КП) под установку элементов поверхностного монтажа, либо касательно их. Переходное отверстие должно быть отделено от ламелей под установку элементов поверхностного монтажа перемычкой паяльной маски шириной 0,2 мм min.
б) объединять в одну соседние ламели микросхем, а также рядом стоящих чип-компонентов. в) проектировать перемычки, соединяющие две ламели, в промежутках между ламелями микросхем поверхностного монтажа.

4.5. Корпуса элементной базы и других компонентов должны соответствовать всем требованиям ТПМК, в частности, выдерживать термоудар при нахождении в печи {Т = 24 С в течении 1,5 минут).

4.6. Любое отклонение от принятых норм должно согласовываться разработчиком с технологом.

4.7. Для КП элементов, монтируемых в отверстия или на поверхность, при соединенных к слоям земли, питания или большим полигонам необходимо предусматривать в этих слоях тепловые барьеры (утонения, рассечки).

4.8. Расстояние до ближайшего корпуса должно быть не менее высоты наивысшего из двух соседних корпусов.

5.0. Рекомендации по проектированию посадочного места под корпуса, имеющие в качестве выводов матрицу планарных металлических контактных площадок (КП) на дне корпуса (Bal Grid Array BGA) приведены в таблице 8 и на рисунке 7.

Рис. 7

Трассировочное отверстие удалено от соседних КП распайки корпуса PBGA.

Таблица 8

5.1. Разводку по наружным слоям (comp, sold) рекомендуется проводить только от внешних рядов ККП. Выбор конкретного варианта проводить по согласованию с изготовителем.

5.2. Для плат с посадочными местами под корпус BGA рекомендуется покрытие ламелей: хим. никель, иммерсионное золото. Для плат с посадочными местами под корпус BGA с шагом 1,27 и менее настоятельно рекомендуется покрытие ламелей: хим.никель, иммерсионное золото.

5.3. Для компонентов BGA в рисунке наружного слоя уголками обозначить габариты корпуса: ширина линии 0,2 мм, длина полок уголка - 1,5 мм.

5.4. Не допускается размещать с 2-х сторон, друг против друга, посадочные места для микросхем в корпусах EGA.

5.5. Не рекомендуется размещать с обратной стороны (относительно места установки м/схем в корпусе) платы, резисторы и конденсаторы в зоне установки этих корпусов.

А - наружный габарит корпуса BGA

Рекомендуется на каждом посадочном месте BGA делать 2 не металлизированных отверстия диаметром 2 мм в соответствии с рисунком. (Допускается делать 3 угловых репера).