Типы печатных плат и элементы конструкции
Цель: После урока ученик должен различать основные типы печатных плат и понимать назначение дорожек, площадок, отверстий, переходов, маски, шелкографии и полигонов.
3 часа теоретический разбор, рабочий пример, производственная ситуация, практический алгоритм, самопроверка и тест.
Объяснение темы
Печатная плата механически удерживает компоненты и электрически соединяет их медными проводниками. Она может быть односторонней, двухсторонней, многослойной, гибкой или комбинированной.
На поверхности видны контактные площадки, дорожки, паяльная маска и шелкография. Металлизированные отверстия соединяют вывод компонента или слои, а переходные отверстия via связывают проводники между слоями.
На многослойной плате значительная часть соединений скрыта внутри, поэтому внешний осмотр не показывает всю схему. Полигон меди может использоваться для земли, питания, теплоотвода или экранирования.
Подробный разбор
Площадка. Участок меди для пайки вывода или контакта.
Дорожка. Медный проводник между узлами.
Via. Переход между слоями платы.
Металлизированное отверстие. Имеет проводящее покрытие стенок и может соединять слои.
Паяльная маска. Защищает медь и ограничивает область пайки.
Шелкография. Наносит позиционные обозначения и подсказки; не является электрическим проводником.
Полигон. Большая область меди для питания, земли или тепла.
[шелкография] подписи R1, C5, pin 1 [паяльная маска] защищает медь, открывает pad [медь] дорожки / площадки / полигоны [диэлектрик] основа платы [медь] внутренний/нижний слой [паяльная маска]
Pad — площадка для соединения компонента; track — дорожка; via — переход между слоями; полигон — большая область меди; маска — защитное покрытие поверх меди.
Практический пример
Пример. Вывод разъёма проходит через металлизированное отверстие. При повреждении стенки отверстия связь между верхним и внутренним слоем может исчезнуть, хотя припой сверху выглядит нормально.
Поэтому конструкцию платы нужно понимать, чтобы правильно оценивать механическое повреждение.
Как применять в работе
Порядок работы:
- Определить тип платы.
- Найти площадки, дорожки, via и металлизированные отверстия.
- Определить сторону компонентов и пайки.
- Сверить позиционные обозначения.
- Проверить видимые повреждения меди и маски.
- Не сверлить и не царапать плату вне разрешённой технологии.
Типичные ошибки
- Считать любое отверстие электрическим переходом.
Почему это ошибка: Крепёжные и неметаллизированные отверстия могут не иметь электрической функции.
Как правильно: Определять назначение по документации. - Считать шелкографию точной геометрией соединений.
Почему это ошибка: Она служит маркировкой и может быть смещена относительно меди.
Как правильно: Ориентироваться по площадкам и чертежу. - Повреждать маску при случайной зачистке.
Почему это ошибка: Открытая медь становится уязвима к замыканию и коррозии.
Как правильно: Снимать маску только там, где это требует утверждённый ремонт.
Самопроверка
- Почему неверно считать шелкографию единственным источником требований?
- Как нужно действовать вместо того, чтобы считать шелкографию единственным источником требований?
- Почему нельзя путать переходное отверстие с монтажным отверстием под вывод?
- Как нужно действовать вместо того, чтобы путать переходное отверстие с монтажным отверстием под вывод?
- Что можно пропустить или исказить, если игнорировать возможность внутренних слоёв?
- Как нужно действовать вместо того, чтобы игнорировать возможность внутренних слоёв?
Что нужно запомнить
- Плата соединяет компоненты медными проводниками.
- Via и металлизированные отверстия связывают слои.
- Маска защищает медь и ограничивает пайку.
- Шелкография — маркировка, а не проводник.
- Многослойная плата имеет скрытые внутренние соединения.
- Повреждение отверстия может нарушить связь между слоями.