Hoofdmenu Beveiliging
Datacomm Elektronica

ELEKTRONICA - PRINTPLAAT

INDEX
Inleiding
Printplaat
Stroom
Vertinnen
Soldeermasker
Opdruk
Layout
Inleiding
De basis voor een elektronica schakeling is de printplaat, waarop de elektronica onderdelen gesoldeerd worden. De printplaat is er in verschillende uitvoeringen, voor verschillende toepassingen.

Ook in kwaliteit is er veel verschil. Een printplaat is meestal 1,6mm dik en heeft een koperlaag met een dikte van 35um.
Printplaat
Een printplaat bestaat uit een elektrisch niet geleidend basismateriaal dat is voorzien van elektrisch geleidende laag of lagen, meestal koper. De koperlaag wordt gedeeltelijk weggeetst, waardoor de printbanen ontstaan, die de verschillende onderdelen volgens schema moeten verbinden.

Het basis materiaal is meestal FR4 (epoxy-glasweefsel). De printen kunnen enkelzijdig, dubbelzijdig en meerlagig zijn uitgevoerd. Bij de enkelzijdige print is aan een kant van het basismateriaal een koper sporenpatroon aanwezig. Bij de dubbelzijdige print is dit sporenpatroon aan beide zijden aanwezig.

Beide zijden worden via doorgemetaliseerde gaten doorverbonden. Deze doormetalisering maakt een dubbelzijdige print moeilijker te produceren en daardoor aanzienlijk duurder. Een meerlagig of ook wel multilayerprint bestaat uit meerdere lagen basismateriaal en koper sporenpatroon. Voor de verhouding tussen gatdiameter en eilanddiameter, gelden de volgende richtlijnen (DIN40801):

Gatdiameter

Tolerantie

Eilanddiameter

0,4mm 0,05mm 1,8mm
0,5mm 0,05mm 1,8mm
0,6mm 0,05mm 1,8mm
0,8mm 0,05mm 2,3mm
0,9mm 0,05mm 2,3mm
1,0mm 0,10mm 2,5mm
1,3mm 0,10mm 2,8mm
1,6mm 0,10mm 3,1mm
2,0mm 0,10mm 3,5mm

Bij enkelzijdige printplaten kunnen de eilanden beter wat groter gehouden worden, om een beter hechting tussen eiland en basismateriaal te krijgen. Hierdoor wordt de kans dat de eilandjes los laten tijdens boren, solderen en desolderen aanzienlijk kleiner.

Belangrijk is ook de lucht- en kruipstroomafstand tussen de printbanen en eilanden.

Spanning


Ueff/U
In Volt

kruipstroomweg in mm

bij vervuilingsgraad
1 2
10 0,025 0,04
12,5 0,025 0,04
16 0,025 0,04
20 0,025 0,04
25 0,025 0,04
32 0,025 0,04
40 0,025 0,04
50 0,025 0,04
63 0,04 0,063
80 0,063 0,1
100 0,1 0,16
125 0,16 0,25
160 0,25 0,4
200 0,4 0,63
250 0,56 1,0
320 0,75 1,6
400 1,0 2,0
500 1,3 2,5
630 1,8 3,2
800 2,4 4,0
1000 3,2 5,0


Bij vervuilingsgraad 1 is er geen of slechts droge, niet geleidende verontreiniging. De verontreiniging heeft geen invloed.
Bij vervuilingsgraad 2 is er niet geleidende verontreiniging. Van tijd tot tijd moet als gevolg van condensvorming, tijdelijk rekening worden gehouden met geleiding.
Stroom
Onderstaande tabel geeft een richtlijn van de stromen die door een printbaan mogen lopen, bij verschillende breedte en dikte:

Breedte

Dikte koper

35um

70um

1mm 5,5A 8,0A
2mm 8,0A 11,0A
3mm 10,0A 14,0A

De breedte en de laagdikte van een printbaan wordt vooral bepaald door de stroomsterkte, de daardoor opgewekte warmte verliezen, de maximale temperatuur van de print en de omgevingstemperatuur. Tevens is de eventueel aangebrachte tinlaag nog van invloed.
Vertinnen
Vertinnen van de koperbanen en eilanden bevordert de soldeerbaarheid van de print en voorkomt het oxideren van de koperbanen.

Bij selectief vertinnen of HAL (hot air leveling) wordt alle overtollige tin weer verwijderd. Hierdoor worden de banen en eilanden vlakker. Tevens voorkomt dit het bollen van het soldeermasker op de banen, als de print machinaal wordt gesoldeerd over een tinbad.

Naast het vertinnen wordt er ook wel een goudlaagje aangebracht. Het voordeel is dat de eilandjes veel vlakker blijven, wat de soldeer kwaliteit van onderdelen met een zeer kleine pitsch vergroot. De pitch is de hartafstand tussen twee aansluitpennen van een elektronica onderdeel.
Soldeermasker
Het soldeermasker is meestal groen, maar ook blauw wordt vrij veel toegepast. Een soldeermasker wordt altijd toegepast in combinatie met een vertinde print.
Een soldeermasker heeft de volgende voordelen.
1. De banen oxideren niet.
2. Geen kortsluiting tussen baan en eiland tijdens solderen.
3. Professioneel uiterlijk.
Opdruk
De opdruk van componenten en reference designators is meestal wit, maar ook andere kleuren zijn mogelijk.
Houdt er rekening mee dat de reference designator van de shape niet op de eilandjes vallen, als er een componentenopdruk op de print komt.

Zorg dat de outline van de shape zoveel mogelijk overeen komt met de werkelijkheid. Daar waar nodig, moet er een pen 1 markering in de shape aanwezig zijn, zodat het onderdeel niet verkeerd op de printplaat wordt geplaatst.
Layout
Er zijn nog maar weinig printfabrikanten die met een layout op papier werken. Meestal wordt er gewerkt met digitale informatie, die wordt omgezet in een film (positief en/of negatief). Het standaard formaat voor deze digitale informatie is Gerber. Meer er zijn ook fabrikanten die zich gespecialiseerd hebben in specifieke ontwerpsoftware, waarvan dan de basisfiles opgestuurd kunnen worden.
Leverancier Digit Printservice heeft het liefst ddf + ipf file van Ultiboard, maar gerber files kunnen ook opgestuurd worden. De soort files zijn niet van invloed op de prijs.

ELECTRO-FICTION Website
. Auteur: Wim Klein
. Update: 2-11-1999