32. Проектирование контактных площадок для кмп. Типовые посадочные места кмп
При определении монтажной площади КМП необходимо знать не только физические размеры компонента, но и размеры посадочного места, а также минимальные зазоры между компонентами, обеспечивающие отсутствие замыканий между ними, возможность работы оборудования и инструментов при монтаже узла, его контроле и ремонте. Таким образом, монтажная площадь всегда больше проекции компонента на плату. Для большинства выпускаемых типов корпусов КМП монтажные площадки определены в стандарте IPC-SM-782A.
33. Рекомендации по расположению и ориентации компонентов на плате
Стремление повысить плотность монтажа на печатную плату наталкивается на ряд ограничений:
-необходимость обеспечения работы монтажного оборудования;
-обеспечение необходимых условий для пайки;
-снижения взаимного влияния различных полей компонентов (тепловых, электромагнитных и др.);
-возможность выполнения контрольно-измерительных и ремонтных работ.
Рабочие головки монтажных автоматов имеют специальные захваты и ориентаторы для КМП, которые выступают за пределы проекции компонента на 1,5 – 2,5 мм.
При разработке топологии рекомендуется совмещать с узлами координатной сетки ось симметрии компонента (посадочного места). Шаг координатной сетки при проектировании печатных плат с монтажом на поверхность обычно выбирается равным 1,25 мм или же 0,5 мм при высокой топологической сложности платы.
C
другой стороны, стремление повысить
плотность монтажа неизбежно приводит
к ухудшению теплового режима печатного
узла. Рассмотрим ограничения по плотности
монтажа для чип-резисторов, связанные
с мощностью рассеяния и температурой
окружающей среды. Максимальная температура
на плате в процессе работы не должна
превышать 110°С. Для определения количества
чип-резисторов на единицу площади служит
номограмма. Рассмотрим пример: максимальная
температура на плате 95°С, максимальная
температура окружающей среды 50 °С,
следовательно, максимальное увеличение
температуры за счет тепловой мощности,
выделяемой резисторами, не должно
превышать 45 °С. Точка А на рисунке
соответствует 95°С. Проведем прямую из
точки А до пересечения с линией,
соответствующей Тс = 50°С и получим точку
В. Из точки В проводим прямую до пересечения
с кривой, соответствующей рассеиваемой
мощности чип-резисторов (например, 0,125
Вт) и получаем точку С. Опустив перпендикуляр
из точки С на ось абсцисс, получим точку
D
и определим, что максимальная плотность
монтажа в этом случае составляет 19
резисторов на 25 см2.
Для распайки КМП применяют различные виды пайки: пайка волной припоя, пайка в паровой фазе, инфракрасная пайка, лазерная пайка и пайка световым лучом. Некоторые из видов пайки критичны к расположению компонентов и зазоров между ними. Так, пайка лазерным и световым лучом зачастую выполняется под углом примерно в 45° к плоскости платы (для обеспечения пайки безвыводных компонентов и в корпусах с J-образными выводами). При этом на пути луча не должны находиться какие-либо высокие компоненты или детали, затеняющие область пайки. Минимально допустимые расстояния в этом случае могут быть определены простым геометрическим построением (т.е. расстояние между компонентами рекомендуется делать не менее высоты большого компонента).
Неудачное расположение и ориентация компонентов при пайке волной припоя может также привести к эффекту тени, когда достаточно высокие и плотно расположенные корпуса компонентов будут препятствовать омыванию припоем контактных площадок и выводов элементов.
Следует соблюдать определенные правила расположения компонентов на плате по отношению к движению волны припоя. Компоненты должны располагаться так, чтобы их выводы легко смачивались припоем. Следует избегать преград на пути движения припоя, которые возникают, если, например, расположить элемент малых размеров (чип-резистор или чип-конденсатор) за элементом с большими размерами (микросхемой, электролитическим конденсатором или же КМО). Близкое расположение элементов может привести к возникновению перемычек из припоя.