Как определить класс точности печатной платы
Информация для статьи взята с сайта [1].
Точность изготовления печатных плат зависит от комплекса технологических характеристик, и с практической точки зрения определяет основные параметры элементов печатной платы. В первую очередь это относится к минимальной ширине проводников, минимальному зазору между элементами проводящего рисунка (все это выполнено из меди) и к ряду других параметров.
ГОСТ 23.751-86 предусматривает пять классов точности печатных плат, и в конструкторской документации на печатную плату должно содержаться указание на соответствующий класс, который обусловлен уровнем технологического оснащения производства. Поэтому выбор класса точности всегда связан с конкретным производством. Попытка решить эту задачу в обратном порядке может привести к тому, что Ваш проект не будет реализован.
| Условное обозначение | Номинальное значение основных параметров для класса точности | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| t, mm (mil) | 0.75 (29.5) | 0.45 (17.7) | 0.25 (9.84) | 0.15 (5.9) | 0.1 (3.937) |
| S, mm (mil) | 0.75 (29.5) | 0.45 (17.7) | 0.25 (9.84) | 0.15 (5.9) | 0.1 (3.937) |
| b, mm (mil) | 0.3 (11.81) | 0.2 (7.874) | 0.1 (3.937) | 0.05 (1.97) | 0.025 (0.984) |
| f / min диаметр отверстия, mm (mil) для стандартного текстолита толщиной 1.5 мм |
0.4 / 0.6 (23.6) | 0.4 / 0.6 (23.6) | 0.33 / 0.495 (19.5) | 0.25 / 0.375 (14.76) | 0.2 / 0.3 (11.8) |
В таблице: t — ширина печатного проводника; S — расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка; b — гарантированный поясок; f — отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий, к толщине печатной платы.
Примечание: возможности современного производства см. на сайте компании JLCPCB [2].
Гарантированный поясок, или «гарантийный поясок» — номинальная ширина металлического ободка вокруг отверстия (этот ободок обычно минимален у переходного отверстия), то есть то, чему она равна в гербер-файлах. Приближенно вычисляется как разница между диаметром площадки и диаметром отверстия, деленная пополам.
Печатные платы 3-ro класса — наиболее распространенные, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой — для их производства требуется рядовое, хотя и специализированное, оборудование.
Печатные платы 4-го класса выпускаются на высокоточном оборудовании, но требования к материалам, оборудованию и помещениям ниже, чем для пятого класса. Изготовление печатных плат 5-ro класса требует применения уникального высокоточного оборудования, специальных (как правило, дорогих) материалов, безусадочной фотопленки и даже создания в производственных помещениях «чистой зоны» с термостатированием. Таким требованиям отвечает далеко не каждое производство. Но ПП небольшого размера могут выполняться по пятому классу на оборудовании, обеспечивающем получение плат четвертого класса. Комплексно решить все эти проблемы удается только на реальном производстве.
Выпуск печатных плат 2-го и 1-ro классов осуществляется на рядовом оборудовании, а иногда даже на оборудовании, не предназначенном для изготовления печатных плат. Такие ПП с невысокими (и даже с низкими) конструктивными параметрами предназначены для недорогих устройств с малой плотностью монтажа. К этому классу относятся печатные платы любительского и макетного уровня, часто единичного или мелкосерийного производства.
За рубежом принята другая классификация печатных плат по уровню точности (см. табл. 4.2: здесь регламентируются не только конструктивные параметры, но и шаг трассировки, что фактически связывает уровень производства с параметрами печатных плат и степенью интеграции элементной базы (в таблице указаны размеры в mm (mil)).
| Уровень | Ширина проводника и зазор mm (mil) |
Шаг проектирования mm (mil) | Шаг выводов mm (mil) | ||
| Наружные слои | Внутренние слои | Планарные | Матричные | ||
| 0 | 0.2 (7.874) | 1.25 (49.21) | 0.625 (24.6) | 0.625 (24.6) | 2.5 (98.4) |
| 1 | 0.15 (5.9) | 0.625 (24.6) | 0.625 (24.6) | 0.5 (19.7) | 1.25 (49.21) |
| 2 | 0.1 (3.937) | 0.625 (24.6) | 1 (39.37) | 0.5 (19.7) | 1 (39.37) |
| 3 | 0.075 (2.95) | 0.5 (19.7) | 1 (39.37) | 0.5 (19.7) | 1 (39.37) |
| 4 | 0.05 (1.97) | 0.5 (19.7) | 0.5 (19.7) | 0.25 (9.84) | 0.5 (19.7) |
| 0.05 | 0.25 (9.84) | 0.25 (9.84) | 0.25 (9.84) | 0.25 (9.84) | 0.5 (19.7) |
[Ссылки]
1. Точность печатных плат site:pcb.spb.ru .
2. JLCPCB Capabilities.
Классы точности печатных плат
В поисках, где купить печатные платы, важно учитывать класс точности печатных плат, если речь идет об изделиях со сложной трассировкой и высокой плотностью монтажа электронных компонентов.
Классом точности печатной платы называют цифровое обозначение, которое характеризует наименьшие номинальные размеров элементов рисунка ПП и определяет величину допусков на размеры данных элементов.
Классы точности печатных плат по ГОСТ
Согласно ГОСТ Р 53429-2009, различается семь классов точности исполнения печатных плат, относящихся к категории сложных. Классификация базируется на наименьших номинальных значениях:
- ширины проводника;
- расстояний между проводниками;
- гарантийного пояска контактных площадок.
Классы точности печатных плат также определяют позиционные допуски на расположение центров контактных площадок, осей отверстий, печатных проводников.
Класс точности и производство
Прежде чем определиться, где купить печатную плату, необходимо выбрать класс точности изготовления печатных плат в соответствии с поставленными задачами, параметрами трассировки и плотностью монтажа. Чем плата меньше и сложнее, тем класс точности выше.
Для изготовления ПП первого и второго класса точности хватает базового набора оборудования. Это платы просты по конструкции, характеризуются невысокой плотностью монтажа и низкой себестоимостью.
Более сложные по конструкции ПП третьего класса изготавливаются на специализированном оборудовании. При производстве печатных плат четвертого класса требуются прецизионные установки, способные обеспечить необходимую точность параметров.
Чем выше класс точности печатной платы, тем более высокие требования предъявляются к технологическому оснащению производства. Далеко не все производители ПП имеют в своем распоряжении высокоточное оборудование премиум-класса, необходимое для изготовления печатных плат пятого, шестого и седьмого классов точности.
Сфера использования сложных печатных плат:
- платы 5 класса точности широко используются в составе бытовых приборов и вычислительной технике;
- платы 6 класса точности требуются для сложной портативной электроники;
- платы 7 класса точности изготавливаются для аэрокосмческой и оборонной промышленности, для производства сложной медицинской техники, научных приборов.
Рекомендуется уже на этапе проектирования ПП учесть классы точности. Это поможет без затруднений решить вопрос, где купить печатную плату, выбрав завод-изготовитель с подходящим уровнем технологической оснащенности.
Другие статьи по теме:
В поисках, где купить печатные платы, важно учитывать класс точности ПП, если речь идет об изделиях со сложной трассировкой и высокой плотностью монтажа электронных компонентов.
Классы точности печатных плат
Класс точности печатной платы — условное цифровое обозначение, характеризующее наименьшие номинальные значения размеров элементов рисунка печатной платы и определяющее значения допусков на размеры этих элементов.
Классы точности печатных плат ГОСТ
Существует семь классов точности исполнения сложных печатных плат (по ГОСТ Р 53429-2009), они характеризуются наименьшим номинальным значением размеров следующих параметров:
- Ширина проводника;
- Расстояние между проводниками;
- Гарантийный поясок контактной площадки.
Класс точности, также определяет и позиционный допуск на расположение осей отверстий, центров контактных площадок и расположение печатного проводника.
Таблица 1. Предельные отклонения диаметров монтажных и переходных отверстий.
| Диаметр отверстия, мм | Наличие металлизации, мм | Предельное отклонение диаметра отверстия для класса точности, мм | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| До 0,3 включ. | Без металлизации | — | — | — | ± 0,02 | ± 0,02 | ± 0,02 | ± 0,02 |
| С металлизацией без оплавления | — | — | — | − 0,03 | − 0,03 | − 0,02 | − 0,02 | |
| − 0,07 | − 0,07 | − 0,06 | − 0,06 | |||||
| С металлизацией и с оплавлением | — | — | — | — | — | — | — | |
| Св. 0,3 до 1,0 включ. | Без металлизации | ± 0,10 | ± 0,10 | ± 0,05 | ± 0,05 | ± 0,05 | ± 0,025 | ± 0,02 |
| С металлизацией без оплавления | + 0,05 | + 0,05 | + 0 | + 0 | + 0 | − 0,025 | − 0,02 | |
| − 0,15 | − 0,15 | − 0,10 | − 0,10 | − 0,10 | − 0,075 | − 0,05 | ||
| С металлизацией и с оплавлением | + 0,05 | + 0,05 | + 0 | + 0 | + 0 | — | — | |
| Св. 1,0 | Без металлизации | ± 0,15 | ± 0,15 | ± 0,10 | ± 0,10 | ± 0,10 | ± 0,05 | ± 0,03 |
| С металлизацией без оплавления | + 0,10 | + 0,10 | + 0,05 | + 0,05 | + 0,05 | + 0 | − 0,02 | |
| − 0,20 | − 0,20 | − 0,15 | − 0,15 | − 0,15 | − 0,10 | − 0,08 | ||
| С металлизацией и с оплавлением | + 0,10 | + 0,10 | + 0,05 | + 0,05 | + 0,05 | — | — | |
| − 0,23 | − 0,23 | − 0,18 | − 0,18 | − 0,18 | ||||
Таблица 2. Наименьшие номинальные размеры элементов проводящего рисунка.
| Наименование параметра | Наименьшее номинальное значение размеров для класса точности, мм | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Ширина проводника | 0,75 | 0,45 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | 0,075 | 0,050 |
| Расстояние между проводниками | 0,75 | 0,45 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | 0,075 | 0,050 |
| Гарантийный поясок контактной площадки | 0,30 | 0,20 | 0,10 | 0,05 | 0,025 | 0,020 | 0,015 |
Таблица 3. Предельные отклонения размеров проводящего рисунка (ширины печатных проводников, размеров контактных площадок, концевых печатных контактов).
| Наличие металлического покрытия |
Предельное отклонение размеров проводящего рисунка для класса точности, мм | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Без покрытия | ± 0,15 | ± 0,10 | ± 0,05 | ± 0,03 | + 0 | + 0 | + 0 |
| − 0,03 | − 0,02 | − 0,015 | |||||
| С покрытием | + 0,25 | + 0,15 | ± 0,10 | ± 0,05 | ± 0,03 | ± 0,02 | ± 0,015 |
| − 0,15 | − 0,10 | ||||||
Таблица 4. Значения позиционных допусков расположения осей отверстий в диаметральном выражении.
| Размер большей стороны печатной платы, мм | Позиционный допуск на расположение осей отверстий для класса точности, мм | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| До 180 включ. | 0,20 | 0,15 | 0,08 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 0,03 |
| Св. 180 до 360 включ. | 0,25 | 0,20 | 0,10 | 0,08 | 0,08 | 0,05 | 0,05 |
| Св. 360 | 0,30 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | 0,10 | 0,08 | 0,08 |
Таблица 5. Значения позиционных допусков расположения центров контактных площадок в диаметральном выражении.
| Вид ПП | Размер печатной платы по большей стороне, мм | Позиционный допуск расположения центров контактных площадок для класса точности, мм | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| ОО ОПП. ДПП.МПП (наружный слой) |
До 180 включ. | 0,35 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | 0,05 | 0,03 | 0,02 |
| Св. 180 до 360 включ. | 0,40 | 0,30 | 0,20 | 0,15 | 0,08 | 0,05 | 0,03 | |
| Св. 360 | 0,45 | 0,35 | 0,25 | 0,20 | 0,15 | 0,10 | 0,08 | |
| МПП (внутренний слой) |
До 180 включ. | 0,40 | 0,30 | 0,20 | 0,15 | 0,10 | 0,08 | 0,05 |
| Св. 180 до 360 включ. | 0,45 | 0,35 | 0,25 | 0,20 | 0,15 | 0,10 | 0,08 | |
| Св. 360 | 0,50 | 0,40 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,15 | 0,10 | |
Таблица 6. Значения позиционных допусков расположения печатного проводника относительно сосед него элемента проводящего рисунка в диаметральном выражении.
| Вид печатной платы | Позиционным допуск расположения печатного проводника для класса точности,мм | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| ОПП. ДПП.МПП (наружный слой) |
0,20 | 0,10 | 0,05 | 0,03 | 0,02 | 0,01 | 0,005 |
| МПП (внутренний слой) |
0,30 | 0,15 | 0,10 | 0,08 | 0,05 | 0,02 | 0,01 |
Выбор класса точности печатной платы
Выбор класса точности печатной платы зависит от поставленных задач, плотности монтажа и параметров трассировки. Чем сложнее и меньше плата, тем выше класс точности.
При проектировании печатных плат необходимо заранее учитывать классы точности, так как они напрямую влияют на выбор завода-производителя в зависимости от его технологического оснащения. Чем выше класс точности печатной платы, тем более высоким требованиям должно соответствовать производство. При изготовлении печатных плат 1-го и 2-го классов точности достаточно минимального набора оборудования. Такие платы, как правило, отличаются простотой конструкции, небольшой плотностью монтажа и относительно низкой стоимостью.
Печатные платы 3-го класса имеют более сложную конструкцию и высокую плотность монтажа. При изготовлении плат данного класса требуется специализированное оборудование. Производство ПП 4-го класса осуществляется на прецизионных установках.
Печатные платы 5-го, 6-го и 7-го классов точности предъявляют самые высокие требования к технологическим возможностям производства, включая наличие высокоточного оборудования премиум-класса. Далеко не все производители имеют необходимое оснащение.
5 класс точности печатных плат
• Ширина проводника – 0,10 мм;
• Расстояние между проводниками – 0,10 мм;
• Гарантийный поясок контактной площадки – 0,025 мм.
Пятый класс точности печатных плат характеризуется высокой точностью и широко применим от производства бытовых приборов до вычислительной техники.
Для последующих классов точности используется травление прецизионного рисунка – наиболее сложный технологический этап: травление с большими значениями фактора травления и равномерность травления по всей площади заготовки. Возможность гарантированного параметра линия/зазор – 50/50 мкм и фактором травления 6-7 обеспечивается блоком интермиттирующего травления с управлением линейками форсунок.
Оборудование, обеспечивающее высокий класс точности, производят такие страны, как Япония, Германия, Китай.
6 класс точности печатных плат
- Ширина проводника – 0,075 мм;
- Расстояние между проводниками – 0,075 мм;
- Гарантийный поясок контактной площадки – 0,020 мм.
Шестой класс точности широко востребован в сложной электронике и производстве различных гаджетов, окружающих нас повседневно, делающих нашу жизнь проще и увлекательнее.
7 класс точности печатных плат
- Ширина проводника – 0,050 мм;
- Расстояние между проводниками – 0,050 мм;
- Гарантийный поясок контактной площадки – 0,015 мм.
Требования к производству печатных плат седьмого класса точности настолько высоки, что даже помещения должны быть стерильны (обеспыленного окружающего воздуха), обладать инертностью к статистическому току и прочее. Это легко объяснить областями применения данных печатных плат: оборонная промышленность, аэрокосмическая промышленность, медицинская техника.
Стандарты IPC
Мировая практика предусматривает приёмку печатных плат по стандарту IPC-A-600, где различают три класса годности, исходя из применения, можно сделать вывод: чем выше класс, тем надёжнее плата. Например, у 3 класса – номинальный поясок металлизации не менее 0,15 мм, а гарантийный поясок готовой платы – не менее 0,05 мм. Таким образом, сложные печатные платы – невозможно изготовить по классу приёмки 3, поэтому по 2 класса приёмки изготавливается большинство плат.
класс точности печатной платы
Классом точности печатных плат называют целую совокупность показателей, которые определяет ГОСТ Р 53429-2009.
Согласно ГОСТ Р 53429-2009 существует семь классов точности печатных плат. При этом класс точности печатной платы определяется требованиями к конструктивным элементам, т.е. если в конструкции присутствует хотя бы один элемент, требующий точности 7 класса, при этом к остальным элементам требования не выше 4, то мы имеем плату 7 класса точности.
Наиболее важными показателями класса точности для конструирования печатных плат являются минимальные размеры элементов конструкции и их предельные отклонения.
Приведем данные показатели в виде таблиц ниже:
Наименьшие номинальные значения размеров для класса точности