Návrh dosiek s plošnými spojmi

Návrh DsPS môžeme v zásade rozdeliť podľa toho z akých podkladov vychádza a akými prostriedkami je prevádzaný a čo je jeho cieľom. Do návrhu DsPS bolo zaradené aj prekreslovanie hotového návrhu DsPS načrtnutého na papieri do CAD systému, pretože v konečnom dôsledku tiež vedie k generovaniu podkladov pre výrobu DsPS.

Podľa podkladov pre zadanie rozoznávame návrh zo:

  • schémy elektrického zapojenia nakreslenej na papieri
  • schémy elektrického zapojenia nakreslenej v OrCad SDT
  • náčrtu DsPS na rastrovom papieri.

Podľa cieľov návrhu:

  • získanie filmových predlôh DsPS
  • získanie vŕtacích dát DsPS
  • získanie dát DsPS pre fotoploter
  • získanie dokumentácie DsPS
  • kombinácie horeuvedených bodov

Metodika názvov a pojmov v oblasti výroby DPS sa riadi STN 35 9002 Plošné spoje - názvoslovie. Táto norma obsahuje všetky názvy a pojmy, ktoré sú v oblasti návrhu a výroby dosiek s plošnými spojmi štandartne používané aj s vysvetlením ich významu. Mimo tejto normy sú používané nasledovné pojmy:

Plošné spoje: všeobecný výraz popisujúci určitú techniku, pri ktorej spojenia medzi súčiastkami elektrotechn. zariadení, alebo ich časťami sú vytvárané tenkými vodivými páskami na základnom nevodivom materiále (spravidla neohybnom), pri ktorej sú všetky funkčné súčiastky od základného materiálu oddelené

DsPS: dosky plošných spojov -plátovaný materiál odpovedajúcich rozmerov, obsahujúci potrebné otvory a minimálne jeden vodivý obrazec

Jednostranná DsPS: doska u ktorej je obrazec vytvorený na jednej strane základného materiálu.

Dvojstranná DsPS: doska u ktorej sú na oboch stranách základného materiálu vytvorené dva vodivé obrazce a všetky potrebné prepojenia.

Strana pájkovania: strana DsPS na ktorej sa robí spájkovanie vývodov súčiastok.

Strana súčiastok: strana DsPS na ktorej je umiestnená väčšina súčiastok.

Izolačná medzera: priestor medzi hranami susedných vodičov v jednej vrstve dosky PS.

Návrhová dokumentácia: súbor podkladov obsahujúci elektrickú schému, alebo náčrt vodivých obrazcov spolu s ďaľšími údajmi definujúcimi konštrukciu výslednej dosky ako hrúka dosky, šírka vodičov, legenda popisujúca veľkosť otvorov, veľkosť plošiek, raster, izolačné vzdialenosti...

Základný raster: fiktívna sieť určujúca polohu prvkov vodivého obrazca DsPS v pravouhlom, alebo polárnom systéme.

Rozteč základného rastra: normalizovaná vzdialenosť dvoch rovnobežiek základného rastra.

Druhy návrhu:

Pod pojem "návrh PS" zahŕňame všetky činnosti, ktoré vedú k spracovaniu dát a následne tecnologických podkladov pre výrobu dosiek s plošnými spojmi. V zásade je možné túto činnosť zabezpečiť tromi spôsobmi:

1. Prekreslenie predlohy pomocou digitalizačného software - na tablete Táto metóda získania dát je v súčasnosti používaná v menšej miere, z dôvodu jej pracnosti, časovej náročnosti a nedostatočnej možnosti grafickej interpretácie dát.

Návrh musí byť zadaný na rastrovom papieri v mierke 2:1.V návrhu alebo v jeho legende musí byť uvedené:

  • základný raster návrhu(2.54,2.5...) - ak sú použité ďaľšie rastre tak uviesť ich-veľkosť ,oblasť použitia a polohu voči počiatku
  • pohľad z ktorej strany je návrh vykonaný (strana spojov, alebo strana súčiastok)
  • názov DsPS (dôležité pre identifikáciu a archváciu budúcich podkladov )
  • farebne rozlíšiť vodiče strany spojov a strany súčiastok
  • veľkosti plošiek
  • veľkosti dier
  • konečný rozmer DsPS
  • zakótovanie špeciálnych otvorov
  • zakótovanie neštandardného konečného tvaru DsPS (frézovanie)
  • požiadavky na zvýšené výkonové namáhanie (ktoré spoje majú byť hrubšie a koľko)
  • požiadavky na zvýšené izolačné medzery ako sú bežné v danej triede
  • požiadavky na povrchové úpravy s ktorými sa bude daný DsPS vyrábať (zlatenie, maska, popis...)
  • požiadavky na špeciálne otvory (neprekovené...)
  • požadovaný termín dokončenia návrhu
  • meno a telefón zadávateľa

2. Prekreslenie predlohy pomocou CAM software:

Tento spôsob spracovcania podkladov je v súčasnosti u nás najvyužívanejšou metódou na spracovanie predlôh motívou. Hlavne kôli rýchlosti a presnosti s akou je možné dané predlohy spracovať. V porovnaní s predošlou metódou je dôležitá určite aj možnosť okamžitej grafickej interpretácie dát a úplné odbúranie problémov spôsobených obmedzením plochy motívu na veľkosť tabletu, nutnosť zadávania predlohy v mierke 2:1, ako aj neobmedzená voľnosť v kombinácii rastrov.

3. Návrh pomocou CAD systému OrCad

Ako prvotný podklad pre návrh v Cad systéme OrCad, je schéma elektrického zapojenia elektr. súčiastok. Táto schéma môže byť vypracovaná buď ako náčrt, alebo ako datový súbor vypracovaný v OrCad SDT (Schematic design tools).

V prvom prípade musí náčrt obsahovať kompletné údaje o použitých typoch súčiastok. To znamená grafickú značku súčiastky podľa normy , referenčné označenie súčiastky (R1,... -nie je bezpodmienečne nutné) typ súčiastky (TR191,...),hodnotu súčiastky (100 ohmov), v prípade použitia neštandartnej súčiastky nákres rozloženia (použitý raster) a označenia vývodov puzdra súčiastky .

V druhom prípade musí byť priložený aj knižničný súbor (*.LIB) obsahujúcy všetky súčiastky použité v datovom súbore schémy (*.SCH) s adekvátne označenými pinmi (E,C,B; A,K; A1,A2; GND,UCC,VCC,VSS). Schéma musí byť nakreslená v súlade s zásadami pre kreslenie schém elektrického zapojenia v systéme OrCad uvedenými v softw. manuále.

V oboch prípadoch musia byť uvedené požiadavky na :

  • napájacie napätia
  • prechádzajúce prúdy
  • požadovanú veľkosť dosky plošného spoja, ako aj druh DsPS na ktorom má byť návrh realizovaný
  • požiadavky na základné rozvrhnutie niektorých prvkov
  • umiestnenie vývodov napájacích napätí a zemí
  • umiestnenie mechanických súčastí DsPS (chladiče,...)
  • umiestnenie mechanických otvorov
  • zakótovanie neštandardných tvarov obrysu ;DsPS -výrezy,priame konektory
  • požiadavky na požadované povrchové úpravy (nespájkovateľná maska, zlatenie, frézovanie,...)